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时间:2018-01-26
《化工原理课程设计-苯—甲苯精馏塔设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、化工原理课 程 设 计 任 务 书 学校:太原科技大学指导老师:班级:工艺0741姓名:学号:苯—甲苯精馏塔设计 目录一、摘要二、前言三、设计任务和条件四、设计计算(1)设计方案的确定(2)精馏塔的物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量3、物料衡算(3)塔板数的确定 1、理论板N的确定2、实际板层数的求取(4)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算1、操作压力2、操作温度3、平均摩尔质量4、平均密度5、液相平均表面张力6、液相平均黏度五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1、塔径的计算2、精馏塔有效高度的计算溢流装置六、塔板主
2、要工艺尺寸的计算1、溢流装置的计算2、塔板布置及浮阀数目与排列七、塔板流体力学验算1、气相通过浮阀踏板的压降2、淹塔3、雾沫夹带八、塔板负荷性能图 1、雾沫夹带线2、液泛线3、液相负荷上限线4、漏液线5、液相负荷下限线 九、塔附件设计1、接管——进料管2、法兰3、筒体与封头4、人孔十、提馏段的设计计算(一)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算1、操作压力2、操作温度3、平均摩尔质量4、平均密度5、液相平均表面张力6、液相平均黏度十一、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1、塔径的计算2、精馏塔有效高度的计算溢流装置十二、塔板主要工艺尺寸的计算1、溢流装置的计算2、塔板布置及浮阀
3、数目与排列十三、塔板流体力学验算1、气相通过浮阀踏板的压降2、淹塔3、雾沫夹带十四、塔板负荷性能图 1、雾沫夹带线2、液泛线3、液相负荷上限线4、漏液线5、液相负荷下限线 十五、塔附件设计1、接管——进料管2、法兰3、筒体与封头4、人孔十六、参考文献十七、设计心得及设计过程的评述和讨论一、摘要 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递,气液相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填
4、料表面下流,气体逆流向上(也有并流向下者)与液相接触进行质热传递,气液相组成沿塔高连续变化,属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要求是:(1)生产能力大;(2)传热、传质效率高;(3)气流的摩擦阻力小;(4)操作稳定,适应性强,操作弹性大;(5)结构简单,材料耗用量少;(6)制造安装容易,操作维修方便。此外,还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类:(1)有降液管的塔板,如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板;(2)无降液管的塔板,如穿流式筛板(栅板)、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板,如浮阀、筛板、泡罩塔板等
5、 关键字精馏塔;浮阀塔;板式精馏塔;化工生产二、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,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。该过程是同时时进行传质、传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔,实现苯-甲苯的分离。精馏塔是大型的设备组装件,分为板式塔和填料塔两大类。板式塔又有筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等。鉴于设计任务的处理量不大,苯-甲
6、苯体系比较易于分离,待处理料液清洁的特点,设计决定选用筛板塔。筛板塔是生产中最常用的板式塔之一。板式塔具有结构简单,制造和维修方便,生产能力大,塔板压降板效率较高等优点。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,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,氯苯等;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
7、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品。根据精馏原理可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,必须同时拥有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还有配原料
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