化工原理课程设计-苯—甲苯精馏塔设计

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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