化工原理课程设计分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计

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1、印川大学化学工程学陵化工原理谋程设计四川大学化工房理课程设计任务书一、设计任务：设计题目：分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计给定条件：原料液：苯-甲苯混合物组成：仰=0.32（摩尔分率，下同）处理量：F=12400kg/h温度：29°C馏出液：组成：xD=0.93残液：组成：匆=0.02操作压力：常压二、设计内容：设计说明书一份，其内容包括目录题目及数据工艺流程选择论证及说明、流程图主要设备的设计（塔板数、塔径、塔板结构元件及尺寸，流体力学交校核）塔板布置图，负荷性能图主要辅助设备的选用与计算（塔顶冷凝器）二、参考资料：

2、化工原理没计导论，成都科技大学《化工原理没计导论》编写组，成都科技大学出版社，1994化工原理，下册，叶世超S素兰易美桂杨雪峰等编，科学出版社，2002化工原理（第二版），下册，陈敏恒等，化学工业出版社，2000化工设备设计基础，化工设备设计基础编写组，上海科学技术出版社，1987化学工程师手册，机械工业出版社，1999PERRY化学工程手册（第六版），化学工业出版社，1984化学工程手册（第二版），时钧等，化学工业出版社，1996化学工程师简明手册，邓忠等，机械工业山版社，1997化工生产流程图解，化学工业出版社，

3、精馏设计、操作和控制，吴俊生等，中国石化出版社，1997塔型设备基础设计，石汕化学工业部编，1975塔设备设计，上海科学技氺出版社，1988塔的工艺计算，石油化学工业部设计院，1977目录第一章方案选定1.1操作条件的确定1.1.1操作压力41.1.2进料状态41.1.3加热方式41.1.4冷却剂与出口温度41.1.5回流比的选择41.2设备的选择1.2.1塔设备的选择41.2.2再沸器，冷凝器等附属设备的安排41.3流程的确定1.3.1物料的储和输送51.3.2参数的检测和调控51.4热能的利用第二章总体工艺设计

4、计算2.1物料衡算与操作线方程222222266667781.1原料及产品组成(Xf，Xd，Xw，F).•1.2全塔总物料衡算1.3操作温度1.4使进料达到泡点，预热原料液所需热1.5相对挥发度(oc)1.6最小回流比(Rmin)1.7精馏塔的气、液相负荷及操作线方程2222222222222222塔板数的确定2.1理论塔板数2.2实际塔板数3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3.1平均摩尔质量3.2平均密度3.3液相平均表面张力3.4液和平均黏度4精馏塔的塔体工艺尺寸计算4.1塔径的计算4.2精馏塔有效高度计算5

5、塔板主要工艺尺寸的计算5.1溢流装置计算5.2塔板布置及浮阀数目与排列6塔板流体力学验算81010111213141515161.6.1气相通过浮阀塔板的压降171.6.2淹塔181.6.3雾沬夹带182.7塔板负荷性能图1.7.1雾沬夹带线191.7.2液泛线202.7.3液相负荷上限线212.7.4漏液线212.7.5液相负荷下线限212.8计算结果汇总2.9工艺流程图第三章附属设备计算3.1换热器热量计算2.1.1塔顶冷却所需热242.1.2原料液加热到泡点所需热量242.1.3塔釜加热所需热量243.2塔顶冷

6、凝器3.2.1物性参数253.2.2传热面积253.2.3工艺尺寸结构263.3进料预热器2.3.1设计方案的确定272.3.2物性数据273.3.3传热面积估算283.3.4工艺尺寸结构283.4塔底再沸器3.4.1设计方案的确定293.4.2物性数据293.4.3传热面积的估算303.4.4工艺尺寸结构313.5接管与法兰2.5.1塔顶蒸汽出U管径323.5.2冋流液管径323.5.3进料管直径323.5.4釜液排出管径333.6筒体与封头1.5.1简体333.6.2封头3.7人孔33主要参考文献设计心得体会第一

7、章方案选定1.1操作条件的确定1.1.1操作压力根据生产要求，本设计选择常压下的连续蒸馏。常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯-甲苯这类非热敏沸点在常温(工业低温段)物系分离，连续蒸馏集成度高，可控性好，产品质量稳定。1.1.2进料状态本设计采用泡点进料。在29摄氏度吋苯与甲苯的状态均为油状液体，所以采用q>l。在进料前将冷液体通过预热器加热到泡点后送入精馏塔内。1.1.3加热方式由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。用饱和水蒸汽作为加热剂,选用较高的蒸汽压力，可以提高传热温度差，从面提高传热效率。1.1.4

8、冷却剂与出口温度冷却剂选用经济的常温水。1.1.5回流比的选择采用泡点回流。根据实验和生产数据统计，一般最适宜回流比的范围为R=(1.1-2)Rmin,该物系属易分离物系，最小冋流比较小，所以在设计中把操作回流比取最小回流比的1.5倍。1.2设备的选择1.2.1塔设备的选择精馏操作课选用的塔设备有很多。在实际的生产操作屮，由于浮阀塔具有结构简单