苯-乙苯连续精馏塔的设计

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1、课程设计说明书学院：生态与资源工程学院专业班级：2012级化学工程与工艺(1)班课程名称：化工原理课程设计题目：苯-乙苯连续精馏塔的设计学生姓名：蔡学号：20124121036指导老师：杨自涛2015年6目录一、设计说明书3212.1塔设备在化工生产中的作用和地位42.2筛板塔的结构特点及应用场合42.3主要物性数据4三、精馏塔的物料衡算53.1进料组成53.2全塔的物料衡算53.3相对挥发度和回流比的确定53.4塔板数的计算73.4.1理论塔板数的计算73.4.2实际塔板数的计算8四、精馏塔的工

2、艺条件及有关物性数据的计算84.1平均压力PM84.2平均温度tm94.3平均分子量94.4平均密度104.5液体的平均表面张力104.6液体平均粘度11五、汽液负荷计算11六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算116.1塔径116.2溢流装置136.3弓形降液管宽度Wd和截面Af146.4降液管底隙高度156.5塔高15七、塔板的流体力学验167.1降液管液泛167.2降液管内停留时间177.3液沫夹带177.4漏液17八、塔板负荷性能图188.1液沫夹带线188.2液泛线（气相负荷上限线）188.3液相

3、负荷上限线198.4漏液线（气相负荷下限线）198.5液相负荷下限线208.6操作线与操作弹性20九、设计评述21十、参考文献21一、设计说明书（一）、设计题目苯-乙苯连续精馏塔的设计21（二）、设计要求进精馏塔的料液含乙苯40%（质量分数，下同），其余为苯；塔顶的乙苯含量不得高于2%；残液中乙苯含量不得低于98%。生产能力为年产4.6万吨、98%的乙苯产品。（三）操作条件1.塔顶压力：4kPa（表压）2.进料热状态：自选3.回流比：自选4.加热蒸气压：0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kP

4、a。（四）塔板类型：筛板塔（五）工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。（六）、设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)塔板主要工艺尺寸的计算；6)塔板的流体力学验算；7)塔板负荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。2、设计图纸要求：1)绘制生产工艺流程图；2)绘制精馏塔装配图。二、前言2.1塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备是化工、石油化工、精细化

5、工、医药。食品和环保等行业普遍使用的气液传质设备，主要应用与蒸馏、吸收、解吸、萃取、洗涤、闪蒸、增湿、减湿、干燥等单元操作。212.2筛板塔的结构特点及应用场合筛板塔其塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3-8mm）和大孔径筛板（孔径为10-25mm）两类。工业应用以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊的场合（如分离粘度大、易结焦的物系）。筛板的优点是结构简单，易于加工，造价低，约为泡罩塔的60%，浮阀塔的80%；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大，比同直径泡

6、罩塔增加20%-40%；气体分散均匀，传质效率较高；安装容易清理检修方便。其缺点是筛板易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料，且筛板塔的设计和操作不当，易产生漏液，使操作弹性减小，传质效率下降2.3主要物性数据1.苯、乙苯的物理性质项目分子式分子量沸点℃临界温度℃临界压力Pa苯AC6H678.1180.1288.56833.4乙苯BC8H10106.16136.2348.574307.72.苯、乙苯在某些温度下的表面张力t/℃20406080100120140σ苯（mN/m）28.826.2523.

7、7421.2718.8516.4914.17σ乙苯（mN/m）29.327.1425.0122.9220.8518.8116.813.苯、乙苯在某些温度下的液相密度t/℃20406080100120140ρ苯（㎏/m³）877.4857.3837.6815.0792.5768.9744.1ρ乙苯（㎏/m³）867.7849.8931.8913.6795.2776.2756.74.苯、乙苯在某些温度下的粘度t/℃020406080100120140μ苯（mPa·s）0.7420.6380.4850.

8、3810.3080.2550.2150.184μ乙苯（mPa·s）0.8740.6660.5250.4260.3540.3000.2590.2265.不同塔径的板间距塔径D/m³0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.42.4-4.0板间距HT/㎜200-300250-350300-450350-600400-60021三、精馏塔的物料衡算原料液流率为F，塔顶产品流率为D,塔底产品流率为W，对精馏塔做全塔物料衡算。有：F=D+WFxF=DxD+Wxw苯的摩尔质量：MA