化工原理课程设计--分离苯和甲苯混合物

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1、引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。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，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，难发组分由气相向液相转移，实现原料混合物中各组分的分离。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置扎板塔的一种，内装若干层水平塔板，板上有许多小孔，

2、形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。筛板塔简称筛板，结构特点为塔板上开有许多均匀的小孔，根据孔径的大小分为小孔径筛板（孔径为3~8mm）和大孔径筛板（孔径为10~25mm）两类，工业应用中以小孔径筛板为主，大孔径多用于某些特殊场合（如分离粘度大，易结焦的物系）。筛板塔优点：结构简单、造价低；气流压降小、板上液面落差小；生产能力较大；气体分散均匀；传质效率高。缺点：操作弹性小、筛孔小易堵塞。37目录前言1摘要2Abstract3关键词3设计方案的确定3操作压强的选择3进料状态的选择4回流比的选择4塔的工艺计算4全塔物料衡算6最佳回

3、流比的确定6理论板及实际板的确定7理论塔板数的计算7板效率的计算8实际塔板数的求算9塔径的计算9平均摩尔质量的计算9平均压强Pm10平均密度ρm11液体的平均表面张力σm12塔径的计算12塔高的计算14降液管及溢流堰尺寸的确定15筛板孔径及排列方式的确定17取边缘区宽度17安定区宽度17开孔区面积17筛孔的计算和排列17塔板流动性能的校核18塔板压降18液面落差19液泛19漏液20液沫夹带21塔板负荷性能图的绘制21漏液线21液沫夹带线22液相负荷下限线2337液相负荷上限线24液泛线24塔板设计结果汇总表27辅助设备工艺计算2

4、8换热器的面积计算及选型28冷凝器的计算28各种接管管径的计算及选型29进料管29回流管29塔顶蒸汽接管30釜液排出管30塔顶产品出口管31泵的扬程计算及选型31塔设备的结构设计32塔盘的结构设计32裙座的结构设计32参考文献32结语3337摘要精馏是一种最常见的分离方法，它依据多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离，本设计采用筛板精馏塔，进行甲醇—水二元物系的分离，此设计针对二元物系的精馏问题进行分析，计算，核算，绘图，从而达到二元物系分离目的。精馏操作在化工，石油化工，轻工等工业生产中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关

5、系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择，设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。年产7万吨原料中苯质量分数为40%，塔顶产品苯质量分数为96%，要求塔顶苯回收率为98%的苯-甲苯溶液连续精馏塔设计。内容包括操作条件的选择，泵的选型，塔的工艺计算，辅助设备的工艺计算以及塔设备的结构设计等。在设计过程中，进一步学习和巩固精馏段和提馏段方程，逐板计算法求解理论塔板数，实际塔板数的求算，进而查阅参考相关资料，确定塔，塔板及辅助设备的主要工艺尺寸和设计方法，最后通过所得的结果确定塔体及辅助设备等结构并画出图纸。通过对精馏塔的工艺设计计算可

6、知：实际塔板数为25块，第11块加料，塔径为1.6m，塔的实际高度为10m，根据所选参数在进行校验可知：精馏段操作弹性为2.35.提馏段操作弹性为2.93，这些值都符合实际要求，故该设计合理。关键词:苯甲苯精馏筛板塔37AbstractDistillationseparationisoneofthemostcommonmethodofitbasedontheprincipleofpartialcondensationmanytimestorealizethecontinuousseparationofhighpurity,thi

7、sdesignUSESthefloatvalvecolumn,formethanol-waterseparationofbinarysystem,thedesignproblemofdistillationforbinarysystemanalysis,calculation,calculation,drawing,binarysystemsoastoachievethepurpose.Distillationoperationinchemicalindustry,petroleumchemicalindustry,lighti

8、ndustryandotherindustrialproductioninoccupiesanimportantposition.Therefore,mastergas-liquidbalancerelationship,familiarwithallkinds