化工原理课程设计-分离苯-甲苯筛板精馏塔的设计

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1、理工大学课程设计说明书题目：分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计院系：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2013年1月6日-29-课程设计任务书（一）课程题目分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计（二）课程技术参数（1）料液种类：苯—甲苯混合液（2）年处理量：45000吨（3）料液浓度：40%（轻组分质量分数）（4）塔顶产品浓度：99%（轻组分质量分数）（5）塔底釜液浓度：99%（重组分质量分数）（6）每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）（7）精馏塔塔顶压强：4kPa（表压）（8）设备形式：筛板精馏塔（9）厂址：淮南地区（三）设计要求完成精馏塔工艺设计、精馏设备设计、配管设计、绘制

2、塔板结构简图、编制设计说明书。（四）工作计划工作由2012年12月26日开始，截止2013年1月6日结束，历时两个星期。指导教师签字：教研室主任签字：2013年1月6日-29-目录一、流程和工艺条件的确定和说明(4)二、操作条件和基础数据(4)1、操作条件2、基础数据三、精馏塔的物料衡算(4)1、原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率(4)2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量(5)3、物料衡算(5)4、塔板的数目确定(5)(1)理论塔板层数的求取(2)绘制t-x-y图和x-y图①由手册【1】查的甲醇-水物系的气液平衡数据②最小回流比及操作回流比的确定③求操作线方程④求理论板层数（

3、3）实际塔板数的求取5、精馏塔的工艺条件以及有关物性的计算(9)（1）操作压力的计算（2）操作温度计算(3）平均摩尔质量计算A、塔顶平均摩尔质量计算B、进料板平均摩尔质量计算C、精馏段平均摩尔质量(4)平均密度计算A、气相平均密度计算B、液相平均密度计算(5)液体平均表面张力计算（6）液体平均黏度计算（7）全塔效率计算①全塔液相平均黏度计算②全塔平均相对挥发度③全塔效率的计算6、精馏塔的塔体工艺尺寸计算(13)(1)塔径的计算(2)精馏塔有效高度的计算7、塔板主要工艺尺寸的计算(14)(1)溢流装置计算-29-A、堰长LwB、溢流堰高度HwC、弓形降液管宽度Wd和截面积AfD、

4、降液管底隙高度h。（2）塔板布置a、塔板分布b、边缘区宽度确定C、开孔区宽度的确定d、筛孔计算及其排列8.筛板的流体力学验算(17)(1)塔板压降A、干板压降hd计算B、气体通过液层的阻力hL计算C、液体表面张力的阻力hσ计算(2)液面落差(3)液沫夹带(4)漏液(5)液泛9.塔板负荷性能图(19)(1)漏液线(2)液沫夹带线(3)液相负荷下限线(4)液相负荷上限线(5)液泛线10.主要工艺接管尺寸的计算和选取(23)(1)塔顶蒸气出口管的直径dV(2)回流管的直径dR(3)进料管的直径dF(4)塔底出料管的直径dW11.塔板主要结构参数表(24)12.设计实验评论(25)13

5、.课程设计体会与感想(26)14..参考文献(27)15、精馏塔设备附图（27）-29-关于分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计的说明书一、流程和工艺条件的确定和说明本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。二、操作条件和基础数据1、操作条件Ø塔顶压力：（表压）4kPaØ进料热状态

6、：泡点进料Ø回流比：1.6倍Ø塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）Ø单板压降≤0.7kPa。2、基础数据n进料中苯含量（质量分数）40%n塔顶苯含量（质量分数）99%n塔釜苯含量（质量分数）1%n生产能力（万吨/年）4.5三、精馏塔的物料衡算1、原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol甲苯的摩尔质量MB=92.13kg/kmol-29-2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量3、物料衡算生产能力：F=总物料衡算：66.09747=D+W苯的物料衡算：66.098*0.440=0.991*D+0.011*W综合求解：D=28.93474268km

7、ol/hW=37.16272732kmol/h4、塔板的数目确定(1)理论塔板层数的求取苯—甲苯属于理想物系，可采用图解法求理论板层数。(2)绘制t-x-y图和x-y图①由手册【1】查的甲醇-水物系的气液平衡数据表一苯—甲苯气液平衡[苯（101.3KPa）/%（mol）]沸点/℃110.56105.71101.7898.2595.2492.43气相组成0.020.837.250.761.971.3液相组成0.010.020.030.040.050.0沸点/℃89.8287.3284.9782