化工原理课程设计任务书.doc

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1、化工原理课程设计任务书一、设计题目分离笨-甲苯混合液的筛板精馏塔。二、设计数据及条件生产能力：年处理笨-甲苯混合液8.2吨（年开工300天）原料：轻组分含量48％（质量百分率，下同）的常温液体分离要求：塔顶轻组分含量不得低于95％塔低轻组分含量不得低于1.5％建厂地区：沈阳市三、设计要求：1、编制一份精馏塔设计说明书，主要内容要求;〈1〉．前言〈2〉．流程确定和说明〈3〉．生产条件确定和说明〈4〉．精馏塔的设计计算〈5〉．主要附属设备及附件的选型计算〈6〉．设计结果列表〈7〉．设计结果的自我总评价与说明〈8〉．注明参考和使用的设计资料2、编制一份精馏

2、塔工艺条件单，绘制一份带控制点的工艺流程图。前言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，精馏过程在能量剂的驱动下（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。筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成气液密切接触的泡沫层（或喷射的液滴群）。筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造维修方便，造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相

3、同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性，对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板，故近年我国对筛板的应用日益增多，所以在本设计中设计该种塔型。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，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

4、合液中各组分的分离该过程是同时进行传质传热的过程。化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜能。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温

5、度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构计算和校核。第一章流程及生产条件确定和说明1.1加料方式蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。例如，采用减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料，但压力降低将导致塔径增加，同时还需要使用抽真空的设备。对于沸点低、在常压下为气态的物料，则应在加压下

6、进行蒸馏。当物性无特殊要求时，一般是在稍高于大气压下操作。但在塔径相同的情况下，适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。有时应用加压蒸馏的原因，则在于提高平衡温度后，便于利用蒸汽冷凝时的热量，或可用较低品位的冷却剂使蒸汽冷凝，从而减少蒸馏的能量消耗。1.2进料状况进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。在实际的生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较容易控制，不致受季节气温的影响。此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设计和制造上提供了方便。1.3加热方式蒸馏釜的加热

7、方式通常采用间接蒸汽加热，设置再沸器。有时也可采用直接蒸汽加热。然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不断通入，对塔底溶液起了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔底残液中易挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍有增加。采用直接蒸汽加热时，加热蒸汽的压力要高于釜中的压力，以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。对于苯--甲苯溶液，一般采用1.1~2.0KPa（表压）1.4塔顶冷凝方式1.5再沸器1.6回流方式第二章精馏塔设计计算2.1精馏塔的物料衡算2.1.1料液及塔顶、塔底产品含甲苯摩尔分数苯的摩尔质量=78.11kgkmol甲苯的摩尔质量=92

8、.13kgkmol2.1.2原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量=0.3362×78.11+(1-0.336