《化工设计精馏塔》word版

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1、内蒙古科技大学课程设计说明书前言化工原理课程设计是对化工原理课程内容的应用性训练环节，是理论与实践的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到以化工单元操作为主的化工设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握典型单元操作设计的主要程序和方法，培养学生综合运用理论知识分析和解决工程实际问题的能力。精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，

2、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。34内蒙古科技大学课程设计说明书第一章物与操作线方程1.1间

3、接蒸汽加热方式下的物料恒算总物料衡算易挥发组分的物料衡算式中：，,—进料、馏出液和釜残液的流量，—进料中易挥发组分的组成，摩尔分率—馏出液中易挥发组分的组成，摩尔分率—釜残液中易挥发组分的组成，摩尔分率苯的摩尔质量为78，甲苯的摩尔质量为92.进料组成=0.3884釜残液组成馏出液组成塔顶馏出液的平均摩尔质量塔底馏出液的流量全塔物料衡算代入相关数据得：，34内蒙古科技大学课程设计说明书1.2精馏段操作线方程1.2.1最小回流比的确定查《化工原理（上册）》第十页苯-甲苯的温度-组成t/℃80.1859095100105110.6a2.

4、542.512.462.412.37x1.0000.7800.5810.4120.2580.1300y1.0000.8970.7730.6330.4610.2690塔的平均相对挥发度取：由公式选择泡点下的饱和液体进料，此时代入上式，所以得=1.2.2适宜回流比的确定根据设计经验，一般物系的适宜回流比为将数据代入得34内蒙古科技大学课程设计说明书查《化工原理（下册）》第32页吉利兰图得下表：1.1Rmin1.2Rmin1.3Rmin1.4Rmin1.5Rmin1.6Rmin1.7Rmin1.8Rmin1.9Rmin2RminR1.93

5、2.112.282.462.632.812.993.163.343.510.059930.10940.16060.2030.24190.27650.30810.33770.36410.38930.570.520.480.440.420.400.380.370.350.32N26.418623.437521.480819.821419.051718.3517.709617.39616.815.955然后由上数据得出图1.1，由图1.1得适宜回流比取34内蒙古科技大学课程设计说明书1.2.3操作线方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程km

6、ol/h第二章理论塔板数的确定本次设计采用逐板计算法由相平衡方程，得精馏段方程则有，，，，，，，，，，，，，，，，＜则理论进料板为第12层，由于进料为饱和液体进料，则精馏段所需理论板层数为（不包括再沸器），34内蒙古科技大学课程设计说明书同理然后令计算直到此处得n=7所以提馏段6层所以共需17层理论板（不包括再沸器），第三章实际板层数的确定3.1塔板总效率的估计在求出理论塔板数后，要先确定塔板总效率才可求出实际板数。塔板效率是否定得合理，对所设计的塔在建成后能否满足生产上的要求有重要意义。而塔板效率与物系的性质、塔板的结构以及操作条

7、件有密切的关系。由于影响因素很多，目前尚无适用范围和较精确的计算方法。一般用下面三种方法之一来确定：1、参考工厂同类型塔板，物系性质相同（或相近）的塔效率的经验数据。2、在生产现场对同类型，类似物系的塔进行实际查定，得出可靠的塔板效率数据。3、在没有可靠的经验数据作参考时，可采用“奥康奈尔的蒸馏塔效率关联图”或“奥康奈尔关联式”来估算全塔效率。式中：—全塔效率，无因次；—全塔平均温度下的相对挥发度，无因次；—塔顶第一块板上的温度，34内蒙古科技大学课程设计说明书—塔底最后一层板上的温度，—塔顶和塔底平均温度下的液相粘度，，对于多组分

8、系统可按下式计算，即其中：—液相中任意组分i的摩尔分数；—液相中任意组分i的黏度；必须注意此关联式的适用范围是：（1）（2）液体的板长流程长度<1.0m，超过1m时，实际可达到的全塔效率比由此式解出的值大。（3）此关联式是对泡罩塔或筛