化工原理课程设计29.docx

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1、化工原理课程设计题目：用常规精馏方法常压下分离甲苯和二甲苯（29）－进料摩尔组成甲苯90%、二甲苯10%，生产能力5万吨原料/年原料：甲苯>98%(摩尔分率，下同)二甲苯>98%已知：原料距塔约80米，生产能力5万吨原料/年（实际按年生产时间按8000小时计）设计要求：确定输送管径（标准）选泵确定饱和液体进料的温度塔板数、进料位置、回流比、回流量（质量流量）（自然回流比无需泵）、塔顶温、度、冷凝器负荷、换热器传热面积、冷却水用量（冷却水进出口温差为10℃）塔釜温度、再沸器负荷、换热器传热面积、蒸汽用量（蒸汽与塔釜液相的温差至少为10℃）设计报告的形式：

2、（表和图要有表序与表名、图序与图名；以1组分为例进行计算）设计目的物料恒算(进料、塔顶产品及塔釜产品的流量㎏/h；浓度mol分率，表格)热量恒算（进料、塔顶产品及塔釜产品温度、焓值，表格）设备一览表（设备名称、型号等）技术参数一览表（进料温度、塔顶温度、塔釜温度、压力等，表格）工艺流程图目录摘要3第一章前言41.1精馏及精馏流程41.2精馏的分类52．流程短，设备投资费用少；耗能量低，收率高，操作费用低；51.3精馏操作的特点51.沸点升高52.物料的工艺特性53.节约能源6第二章设计方案的确定72.1操作条件的确定72.1.1操作压力72.1.2进料

3、状态72.1.3加热方式82.1.4冷却剂与出口温度82.2确定设计方案的原则82.2.1满足工艺和操作的要求92.2.2满足经济上的要求9第三章塔的工艺尺寸的计算103.1全塔物料恒算103.1.1原料液及塔顶底产品含邻二甲苯的摩尔分率103.1.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量103.1.3料液及塔顶底产品的摩尔流率103.2塔板数的确定113.2.1甲苯与邻二甲苯的平均相对挥发度的计算113.2.2最小回流比及操作回流比计算113.2.3逐板法求塔板数123.2.4实际板层数的求取133.3精馏塔有关物性数据的计算133.3.1操作压力计算13

4、3.3.2操作温度的确定143.3.3平均摩尔质量的计算143.3.4平均密度计算153.3.5液体平均表面力计算163.3.6液体平均粘度计算163.4气相负荷的计算173.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算183.5.1塔径的计算183.5.2精馏塔有效高度的计算193.6塔板工艺结构尺寸的设计与计算203.6.1溢流装置计算203.6.2塔板布置21第四章热量恒算224.1热量恒算224.1.1塔顶冷凝器热负荷234.1.2塔顶冷凝器热负荷234.2.换热器的求算23第五章流体输送机械及管流体流动245.1输送设备的选择24附录261、参考文献262主要

5、符号说明263．主要符号说明274.物料参数27设计结果一览表29精馏工艺流程图29摘要化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，板式精馏塔具

6、有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。而在板式精馏塔中，筛板塔有结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右，处理能力大等优点，综合考虑更符合本设计的要求。本课程设计的主要容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。关键字：板式塔热量恒算物料恒算第一章前言1.1精馏及精馏流程精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。因此可是混合物得到几乎完全的分离。精馏可视为由多次蒸馏演变而来的。精馏操作广泛用于分离纯化各种混合物，

7、是化工、医药、食品等工业中尤为常见的单元操作。化工成产中，精馏主要用于以下几种目的:1．获得馏出液塔顶的产品；2．将溶液多级分离后，收集馏出液，用于获得甲苯等；3．脱出杂质获得纯净的溶剂或半成品，如酒精提纯，进行精馏操作的设备叫做精馏塔。精馏过程中采用连续精馏流程，原料液经预热器加热到指定温度后，送入精馏塔的进料板，在进料板上与自塔顶上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品，部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入

8、冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产