化工原理课程设计--分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计

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1、课程设计说明书题目：分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计院系：机械工程学院专业班级：过控10—1班2013年1月4日28课程设计（论文）任务书机械工程学院过控教研室学号学生姓名专业班级过控10-1设计题目分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计设计技术参数料液种类：苯—甲苯混合液年处理量：50000吨料液浓度：35%塔顶产品浓度：99%（轻组分质量分数）塔底釜液浓度：99%（重组分质量分数）每年实际生产天数：330（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4kPa(表压)设备形式：筛板精馏塔厂址：淮南地区设计要求完成精馏塔工艺设计、精馏设备设计、绘制塔板结

2、构简图、编制设计说明书工作量说明书总页数不少于25页工作计划从2012年12月26号开始设计计算，至2013年1月4日结束(18周至19周)参考资料[1]程能林.溶剂手册.北京：化学工业出版社，2002[2]刘光启等.化工物性算图手册,2002[3]杨祖荣.化工原理.北京：化学工业出版社，2009[4]贾邵义柴诚敬.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002[5]国家医药管理局上海医药设计院.化学工艺设计手册.第二版.上册.北京：化学工业出版社，1996，2-200指导老师签字教研室主任签字28目录1.流程和工艺条件的确定和说

3、明62.操作条件和基础数据62.1.操作条件62.2.基础数据63.精馏塔的物料衡算63.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率63.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量73.3.物料衡算74.塔板数的确定74.1.理论塔板层数NT的求取74.1.1.绘x-y图74.1.2.最小回流比及操作回流比的确定84.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定84.1.4.求操作线方程84.1.5.图解法求理论板层数84.2.实际塔板数的求取95.精馏塔的工艺条件及有关物性的计算95.1.操作压力计算95.2.操作温度计算105.3.平均摩尔质量计算

4、105.4.平均密度计算105.4.1.气相平均密度计算105.4.2.液相平均密度计算105.5.液体平均表面张力计算115.6.液体平均黏度计算125.7.全塔效率计算125.7.1.全塔液相平均粘度计算12285.7.2.全塔平均相对挥发度计算135.7.3.全塔效率的计算136.精馏塔的塔体工艺尺寸计算136.1.塔径的计算136.2.精馏塔有效高度的计算147.塔板主要工艺尺寸的计算157.1.溢流装置计算157.1.1.堰长lW157.1.2.溢流堰高度hW157.1.3.弓形降液管宽度Wd和截面积Af157.1.4.降

5、液管底隙高度h0157.2.塔板布置167.2.1.塔板分布167.2.2.边缘区宽度确定167.2.3.开孔区面积计算167.2.4.筛孔计算及其排列168.筛板的流体力学验算178.1.塔板压降178.1.1.干板阻力hc计算178.1.2.气体通过液层的阻力h1计算178.1.3.液体表面张力的阻力hσ计算178.2.液面落差178.3.液沫夹带188.4.漏液188.5.液泛199.塔板负荷性能图199.1.漏液线199.2.液沫夹带线209.3.液相负荷下限线21289.4.液相负荷上限线219.5.液泛线2110.主要工

6、艺接管尺寸的计算和选取2310.1.塔顶蒸气出口管的直径dV2310.2.回流管的直径dR2310.3.进料管的直径dF2310.4.塔底出料管的直径dW2311.塔板主要结构参数表2412.参考文献2513.附图（工艺流程简图）251.流程和工艺条件的确定和说明28本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故

7、操作回流比取最小回流比的1.6倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.操作条件和基础数据2.1.操作条件塔顶压力：（表压）4kPa进料热状态：泡点进料回流比：1.6倍塔底加热蒸气压力：0.5Mpa（表压）单板压降：≤0.7kPa。2.2.基础数据进料中苯含量（质量分数）：35%塔顶苯含量（质量分数）：99%塔釜苯含量（质量分数）：1%生产能力（万吨/年）：53.精馏塔的物料衡算3.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol甲苯的摩尔质量MB=92.13kg/kmol3.2.原料液及

8、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量283.3.物料衡算生产能力：总物料衡算：苯物料衡算：联立解得D=44.8332kmol/hW=27.9956kmol/h4.塔板数的确定4.1.理论塔板层数NT的求取苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论