苯-乙苯精馏塔与主要附属设备选型设计

新疆工程学院

毕业设计（论文）

201x 届

题目苯-乙苯精馏塔与主要附属设备选型设计专业

学生姓名

学号

小组成员

指导教师

完成日期

新疆工程学院教务处印制

新疆工程学院

毕业设计（论文）任务书班级：专业：姓名：日期：

1、设计（论文）题目：苯-乙苯精馏塔与主要附属设备选型设计

2、设计（论文）要求：

（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，独立完成。（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。

（3）设计任务明确，思路清晰。

（4）设计方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据充分可靠。（5）格式规范，严格按系部制定的设计格式模板调整格式。

（6）所有学生必须在规定时间交论文初稿。

3、设计（论文）日期：任务下达日期

完成日期

4、指导教师签字：

新疆工程学院

毕业设计（论文）成绩评定

报告

毕业设计（论文）答辩及综合成绩

苯-乙苯精馏塔及主要附属设备选型设计

学号：2010252070 姓名:许佳

（新疆工程学院，乌鲁木齐830091）

摘要：精馏的本质是利用不同物质的挥发度不同，通过多次汽化、多次冷凝的精馏过程而达到物质分离的单元操作过程，而多次汽化所需的能量即通过再沸器提供的，这就是再沸器的作用。再沸器是一种换热器，通常采用热虹吸式换热器，也是一种列管式换热器，在生产企业中占有较重要的地位，它直接影响产品的质量和产量。

本设计针对苯-乙苯的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。此外对塔底再沸器进行选型设计。主要介绍了再沸器的设计工作以及它在生产过程中处于的地位和作用，它是精馏塔不可或缺的一部分，它提供给精馏塔多次汽化所需的能量，它与冷凝器等都是换热设备。

关键字：筛板塔，精馏，再沸器

设计任务书

（一）设计题目

某化工厂拟采用一板式塔分离苯-乙苯混合液。已知：生产能力为年产52048吨98%的乙苯产品；进精馏塔的料液含乙苯40%（质量分数，下同），其余为苯；塔顶的乙苯含量不得高于2%；残液中氯苯含量不得低于98%；

1）原料预热器选型：料液初始温度为30C ?,用流量为52070kg/h ，温度为160C ?的中压热水加热至沸点进料。

2）塔底再沸器选型：流量为52070,温度为150℃的中压热水加热。

3）塔顶冷凝器选型：塔顶冷凝器冷却水进口温度为30℃，出口温度为50℃。 试根据工艺要求进行： （1） 板式精馏塔的工艺设计；

（2）原料预热器、再沸器、冷凝器的选型设计。 （二）操作条件

1.塔顶压强a KP 4（表压）；

2.进料热状况，泡点进料；

3.回流比，

min 1.5~2R （）； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5a MP （表压）； 5.单板压降不大a KP 7.0； （三）塔板类型

板式塔 （四）工作日

年工作日300天，每天24小时连续运行。 （五）设计内容

1.设计方案的确定及工艺流程的说明；

2.塔的工艺计算；

3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；

4.塔内流体力学性能的设计计算；

5.塔板负荷性能图的绘制；

6.塔的工艺计算结果汇总一览表；

7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。

目录

1 前言 (1)

2 精馏塔的物料衡算 (3)

2.1 主要基础数据 (3)

2.2 物料衡算 (3)

2.3 相对挥发度求取 (5)

2.4 回流比求取 (6)

2.5 理论塔板数求取 (7)

3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)

3.1塔径的计算 (12)

3.2精馏塔有效高度的计算 (15)

4 塔板主要工艺尺寸的计算 (15)

4.1精馏段和提馏段溢流装置计算 (15)

4.2溢流堰高度 (15)

4.3塔板布置 (17)

5 筛板的流体力学验算 (18)

5.1塔板压降 (18)

5.2液面落差 (20)

5.3液沫夹带 (20)

5.4漏液的验算 (21)

5.5液泛的验算 (21)

5.6漏液 (22)

5.7液沫夹带线 (23)

5.8液相负荷下限线 (24)

5.9液相负荷上限线 (25)

5.10液泛线 (25)

5.11负荷性能图 (27)

5.12所设计筛板的主要结果汇总 ........................ 错误！未定义书签。

6 塔底再沸器设计及热量衡算 (29)

6.1确定流体流动空间 (29)

6.2计算热负荷 (29)

6.3计算有效平均温差 (29)

6.4.选取经验传热系数K值 (30)

6.5估算换热面积 (30)

6.6初选换热器规格 (30)

K (30)

6.7核算总传热系数o

6.8计算压强降 (31)

7 原料液预热器的计算 (32)

7.1 试算并初选换热器规格 (32)

7.2 计算热负荷Q (34)

7.3 计算两流体的平均温度差，并确定壳程数 (34)

7.4 初步选择换热器规格 (34)

(35)

7.5 核算总传热系数K

04

7.6 计算压强降 (36)

7.7 换热器主要结构尺寸 (38)

8冷凝器的计算 (41)

8.1 确定流体流动空间 (41)

8.2计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 (41)

8.3 计算热负荷 (41)

8.4 计算有效平均温度差 (41)

8.5选取经验传热系数K值 (42)

8.6 估算换热面积 (42)

8.7初选换热器规格 (42)

K (42)

8.8 核算总传热系数

o

8.9计算压强降 (44)

9 精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (46)

9.1 筛板塔的主要结果汇总............................. 错误！未定义书签。

9.2 再沸器工艺设计计算结果汇总表..................... 错误！未定义书签。

10 附属设备 (49)

10.1接管 (49)

10.2筒体与封头 (49)

10.3 群座 (50)

10.4 吊柱 (51)

10.5 人孔 (51)

10.6 塔总体高度的设计 (51)

10.7结论 (52)

总结 (54)

参考文献 (57)

致谢 (58)

附录 (59)

符号说明 (59)

1 前言

本设计任务为分离苯-乙苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用过冷液进料，将原料也通过预热器加热至温度后送入精馏塔内。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，其余部分经铲平冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

图1-1 精馏的流程图

流程文字示意图：

冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→乙苯

↑↓回流

原料→原料罐→原料预热器→精馏塔

↑回流↓

再沸器←→塔底产品冷却器→苯的储罐→乙苯

2 精馏塔的物料衡算

2.1 主要基础数据

表2-1 苯和乙苯在某些温度下的粘度(mpa·s)

表2-2 苯和乙苯的液相密度ρL （kg/m 3）

表2-3 体气化热г（kj/kg ）

表2-4不同塔径的板间距

表2-5苯和乙苯的物理性质

2.2 物料衡算

已知：进料中含苯 0.6（质量分数） 塔顶中含苯 0.98 （质量分数） 塔釜中含苯 0.02 （质量分数）

由表五得：A M =78.11 kg/mol B M =106.16kg/mol

0.6/78.11

0.6710.6/78.11(10.6)/106.16

F x =

=+-

0.98/78.11

0.985

0.98/78.11(10.98)/106.16

0.02/78.11

0.027

0.02/78.11(10.02)/106.16D W x x =

=+-==+-

原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

0.671F M =78.11(10.671)106.1687.338/kg kmol ?+-?=

()D =0.98578.11+1-0.985106.16=78.531 /M kg kmol ??

w =0.02778.11+0.973106.16105.403/M kg kmol ??=

料液及塔顶产品的摩尔流率

原料年生产能力52070吨 ，一年给300天，一天24小时计，有：

1000

52070520707231.94/30024W t a kg h =÷==?

全塔物料衡算：

7231.9468.12/106.16W kmol h ==

有上式可得：

=207.68kmol/h F

=F-W=207.6-68.09=139.56/D kmol h

物料衡算结果如表2-6所示。

表2-7气液平衡关系

操作温度计算

塔顶温度：

0.96601.0

0.96600.985

81.0980.08

81.09LD

t --=

-- =80.5C LD t ?

0.97900.98900.9850.979

82.9581.62-81.62VD t --=-

80.82VD t C

= 进料板温度

0.60100.75300.6710.7530

93.9588.0188.01

F t --=--

=91.21C F t ? 塔底温度 132.93

134.54132.930.01700.03000.0270.0300

W t --=

-- =133.30C W t ?

精馏段平均温度 =(80.82+91.21)/2

=8m t ? 提馏段平均温度 =(91.21+133.30)/2=11

m t ? 塔内各处温度求解结果如表2-8所示。

2.3 相对挥发度求取

安托尼常数如表2-9所示。

表2-9 塔组分安托尼常数（属于化工热力学）

安托尼蒸汽压方程式（属于化工热力学）可得：

)/(C T B A InP +-=

塔顶 80.50

D t =C 2788.5115.9008769.3680.50273.1552.363279.4716.0195128.1880.50273.1559.95A B P

E X P m m H g P E X P m m H g ??=-=

?+-?

???

=-=

?+-??

塔釜 133.30W t C

= 2788.5115.90083058.42133.30273.1552.36A P EXP mmHg ??

=-= ?+-??

3279.4716.0195702.71133.30273.1559.95B P EXP mmHg ??

=-= ?+-?

?

所以 塔顶：/ 6.002D A B P P α== 塔釜：=W α/ 4.35A B P P =

全塔相对挥发度： 5.110α== 故 气液相平衡关系： 5.1101(1)1 4.110x x

y x x

αα==+-+

2.4 回流比求取

进料为泡点进料： q =1 0.671q F x x ==

()min 111110.985 5.110(10.985)5.11010.67110.6710.3005

D D q q x x R x x αα??-=-??--????

?-??

=

-??--??

= 最小回流比 m i n 0.3005R = 实际回流比 m i n 20.601R R == 精馏塔气液相负荷

0.601139.5183.85/L RD kmol h ==?=

(1) 1.601139.51223.36/V R D kmol h =+=?= ()83.51207.6291.11/L L qF L F kmol h '=+=+=+=

223.36/V V kmol h '==

精馏段操作线方程为

111D n n x R

y x R R +=+++ 1n y +=0.375n x +0.615 (4)

提馏段操作线方程 1'''n n w L W y x x V V +=- 1n y +=1.303n x －0.305 (5)

联立方程式 (4)和 (5)可求得： 0.990d x = 0.987d y =

逐板法求理论理论塔板数所用方程汇总见表2-10。

表2-10 方程汇总

2.5 理论塔板数求取

用逐板法求理论塔板数

第一块板（全凝器）塔顶有全凝器，则D x y =1。 故由相平衡关系得： ()1 5.110/1 4.110D y x x x =+=

解得： 10.928x =

第二块板 有精馏操作方程式可得：210.3750.615y x =+=0.963 由相平衡关系得：()2225.110/1 4.110y x x =+=0.963

可得：20.836x =

第三块板 有精馏操作方程式可得：320.3750.615y x =+=0.929 由相平衡关系得：()3335.110/1 4.110y x x =+=0.91

可得：30.719x =

第四块板 有精馏操作方程式可得：430.3750.615y x =+=0.885 由相平衡关系得：()4445.110/1 4.110y x x =+=0.885

可得：40.601x =

可得：40.601x = <0.671

所以可得第四块板为理论进料板,即以下试提馏段.

第五块板 有提馏操作方程式可得：541.3690.369y x =-=0.436 由相平衡关系得：()5555.376/1 4.376y x x =+=0.436

可得：50.126x =

第六块板 有提馏操作方程式可得：651.3690.369y x =-=-0.196 由相平衡关系得：()6665.376/1 4.376y x x =+=-0.196

可得：60.031x =- <0.027

2.6 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

取每层塔板压降 =0.7

P k p a ? 2.6.1 操作压力计算

塔顶操作压力 101.34

105.3

D P k p a =+

= 进料板压力 105.30.7(41)107.4F p kpa =+?-=

塔底压力 105.30.7(61)108W P k p a =+

?-=

精馏段平均压力 (105.3107.4)/2106m P k p a =+= 提馏段平均压力 (107.4108.8)/2108

m P k p a =+= 塔内各处压力求解结果如表2-11所示。

表2-11 压力结果表 a kp P /

2.6.2 平均摩尔质量计算

平均摩尔质量计算如表2-12所示。

表2-12 平均摩尔质量

塔顶平均摩尔质量计算：

0.98578.110.015106.1678.531/m LD M kg kmol =?+?= 0.99778.11+(1-0.997)106.16=78.194/m VD M kg kmol =??

进料板平均摩尔质量计算：

0.67178.110.329106.1687.338/m LF M kg kmol =?+?= 0.91278.110.088106.1680.969/m VF M kg kmol =?+?=

塔底平均摩尔质量计算：

0.02778.110.973106.16105.40/m LW M kg kmol =?+?= 0.12478.110.876106.16102.682/m VW M kg kmol =?+?=

精馏段平均摩尔质量

(78.51387.338)/282.926/m L M kg kmol =+= (78.14980.969)/279.559/m V M kg kmol =+=

提馏段平均摩尔质量

(87.338105.40)/296.369/m L M kg kmol =+= (80.969102.682)/291.826kg/kmol m V M =+=

2.6.3 平均密度计算 2.6.

3.1 气相平均密度计算

由理想气体状态方程计算，即 精馏段气相平均密度为：

3106.3579.559

2.822/8.314(87.5427

3.15)

m m

m V V m

P M kg m RT ρ?=

=

=?+

提馏段气相平均密度为：

3108.1091.826

3.086/8.314(113.765273.15)

m

m Vm V m P M kg m RT ρ?=

==?+ 2.6.3.2 液相平均密度计算

表2-13 液相密度

kg/m 3液相平均密度依下式计算.即

1/=/m L i i ραρ∑ 塔顶液相平均密度的计算

由=80.50C D t ?，由表2.12和表2.13数据可求得

3312=814.44/ =813.14 / kg m kg m ρρ

31

814.42/0.985/814.44+(1-0.985)/813.14

m

LD kg m ρ=

=

进料板液相平均密度的计算

由=91.21C F t ?，由表2.12和表2.13数据可求得

3312=802.39/ =803.29/kg m kg m ρρ 进料板液相质量分率

31

802.69/0.671/802.39(10.671)/803.29

m

LF kg m ρ=

=+-

③塔底液相平均密度的计算

由=133.30C W t ? 由表2.12和表2.13数据可求得

3312752.41/ 763.23/kg m kg m ρρ== 塔底液相质量分率

()31

762.93/0.027/752.4110.027/763.23

m

LW kg m ρ=

=+-

精馏段液相平均密度为

3=(814.42+802.69)/2=808.56/m

L kg m ρ

提馏段液相平均密度为

3=(802.69+762.93)/2=782.96/m

L kg m ρ

2.6.

3.3 液相平均表面张力计算

液相平均表面张力依下式计算，即 Lm i i x σσ=∑

1．塔顶液相平均表面张力的计算 由=80.50C D t ?得

12=21.21 / =22.87 /mN m mN m σσ

0.98521.21+(1-0.985)22.8721.23/LDm mN m σ=??= 2．进料板液相平均表面张力的计算 由=91.21C F t ?得

12=19.91/ =21.76/ mN m mN m σσ

()=0.67119.9110.67121.76=20.52/m

LF mN m σ?+-?

3．塔底液相平均表面张力的计算 由=133.30C W t ?得

12=14.92/ =17.45/ mN m mN m σσ

()=0.02714.92+10.02717.45=17.38/LWm mN m σ?-?

4．精馏段液相平均表面力为

=(21.23+20.52)/2=20.88/Lm mN m σ 5．提馏段液相平均表面力为

=(20.52+17.38)/2=18.95/Lm mN m σ 2.6.3.4 液体平均粘度计算

各温度下纯液体的粘度见表2-1。

液相平均粘度依下式计算，即

i =x Lm i lg lg μμ∑

1、塔顶液相平均粘度的计算查表2.12，表2.1得：

由=80.50C D t ?得

12=0.3067 =0.3527 mPa s mPa s μμ??

=0.985(0.3067)+0.015(0.3527)=-0.5124m LD lg lg lg μ

解出 0.3073m LD mPa s μ=? 2、进料板液相平均粘度的计算 由=91.21C F t ?得

12=0.278 =0.324 mPa s mPa s μμ??

()=0.671(0.278)+10.671(0.324)=-0.5341LFm lg lg lg μ- 解出 =0.292LFm mPa s μ? 3、塔底液相平均粘度的计算 由=133.30C W t ?得

12=0.188 =0.232 mPa s mPa s μμ??

()=0.027(0.188)+10.027(0.232)=-0.6370LWm lg lg lg μ-mPa s ?

解出 =0.231 L W m

m P a s μ? 精馏段液相平均粘度

=(0.3073+0.292)/2=0.300 Lm mPa s μ? 提馏段液相平均粘度

=(0.292+0.231)/2=0.262 Lm mPa s μ?

各温度下混合溶液的物性参数见下表2-15—2-18。

表2-16 F

=91.21C t ?下混合溶液的物性参数

表2-17 W =133.30C t ?下混合溶液的物性参数

表2-19 精馏段与提馏段混合溶液的物性参数

全塔效应的计算 由表2.9可得： 精馏段： 5.110

α= 2

1F

D t t t +=

-=85.86C ? 查表得：10.2922a mp s μ=? 20.3382a mp s μ=?

()1110.2922()0.338210.297122L F D F D x x x x μ??

=?++-+=????

()0.245

0.49 5.1100.2971

0.442

T E -=??= 36.7970.442

T P T N N E =

==≈块 提馏段： 2

1

W

F t t t

+=

-=112.26 C ? 查表得：10.2325a mp s μ=? 20.2769a mp s μ=? ()1110.2325()0.276910.240122L F D F D x x x x μ??

=?

++-+=????

()

0.245

0.49 5.1100.24010.466T E -=??= 2

4.2950.466

T P T N N E =

==≈块 3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算

3.1塔径的计算

精馏段的气、液相体积流率

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容 摘要：精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 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。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔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。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，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：（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。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

苯氯苯板式精馏塔工艺设计说明书

苯氯苯板式精馏塔工艺设计说明书 1 2020年5月29日

苯-氯苯板式精馏塔工艺设计设计说明书

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 一、设计题目 试设计一座苯—氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯60000吨,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%(以上均为质量%)。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,泡点进料; 3.回流比,2R min; 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa(表压); 5.单板压降不大于0.7kPa; 6.年工作日300天,每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明; 2.塔的工艺计算; 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算; 4.塔内流体力学性能的设计计算; 5.塔板负荷性能图的绘制; 6.塔的工艺计算结果汇总一览表; 7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制; 8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据

文档仅供参考 1 2020年5月29日 1.组分的饱和蒸汽压οi p (mmHg) 2.组分的液相密度ρ(kg/m 3) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14. 1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m) 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01238.01 2??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其它物性数据可查化工原理附录。

苯-甲苯体系板式精馏塔设计

化工原理课程设计 设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计 化工原理课程设计任务书 ?设计任务 分离含苯35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。（以上均为质量分率） 物料处理量：20000吨/年。（按300天/年计） 物料温度为常温（可按20℃计）。 ?设计内容 设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含： 方案选择和流程设计； 工艺计算（物料、热量衡算，操作方式和条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）； 主体设备设计，塔板选型和布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型； 绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图； （设计图纸可手工绘制或CAD绘图） ?计算机辅助计算要求 物性计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序；

②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。 气液相平衡计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序； ②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。 精馏塔计算 ①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序； ②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。 采用上述程序对设计题目进行计算 ?报告要求 设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据和计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。说明书前后应有目录、符号表；说明书可作封面设计，版本一律为十六开(或 A4幅面)。 摘要 化工生产和现在生活密切相关，人类的生活离不开各色各样的化工产品。设计化工单元操作，一方面综合了化学，物理，化工原理等相关理论知识，根据课程任务设计优化流程和工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。 本次设计旨在分离苯和甲苯混合物，苯和甲苯化学性质相同，可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识，根据物系物理化学特性及热力学参数，对精馏装置进行选型和优化，对于设备的直径，高度，操作条件（温度、压力、流量、组成等）对其生产效果，如产量、质量、消耗、操作费用

年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计

BeiJing JiaoTong University HaiBin College 化工原理课程设计 说明书 题目：年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续 精馏塔的设计 院（系、部）：化学工程系 姓名： 班级： 学号： 指导教师签名： 2015 年4 月12 日

摘要 目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。 关键词：气液传质分离；精馏；浮阀塔

ABSTRACT Currently，the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map. Key words：gas-liquid mass transfer；rectification；valve tower

苯-乙苯常压精馏塔设计

目录 1课程设计任务书- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3 2前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 2.1塔设备的化工生产中的作用和地位- - - - - - - - - - - - - 3 2.2设计方案- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 2.3符号说明- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3物料衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5 3.1进料组成- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - 5 3.2全塔物料衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3 3.3相对挥发度确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4理论塔板数和进料位置确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - -7 3.5实际板数和实际进料位置确定- - - - - - - - - - - - - - - - - 8 3.6精馏塔的气液负荷- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 9 4热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -11 4.1塔顶冷却水用量- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 4.2塔釜饱和水蒸气用量- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -11 4.3液体平均表面张力- - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -12 5塔板工艺尺寸计算- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - -12 5.1塔径计算- - - - - - - - - - - -- - - - - - -- - -- - - - - - -- - - - -12 5.2溢流装置- - - - - - - - - - - -- - - - - - -- - - - -- - - - - - - - - 13 5.3弓形降液管宽度和截面- -- - - - - - -- - - - -- - - - - - - - - 15 5.4降液管底隙高度- - - - - - - - -- - - - - - -- - - - -- - - - - - - 17 5.5筛孔计算及其排列- - - - - - -- - - - --- - - - - - - - - - - - - -17 5.6塔有效高度的计算- - - - - -- - - - ---- - - - --- - - - - - - - - 18 6塔板流体力学验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 19 6.1气相通过浮阀塔板的压强降- - - - - - - - - - - - - - - - - - -19 6.2淹塔- - - - - - - - - - - - - - - -- -- - -- - - - -- - - - - - -- - - - --20 6.3雾沫夹带- - - - - - - - - - - - -- -- - -- - - - -- - - - - - -- - - - -21

苯氯苯板式精馏塔工艺设计方案

化工原理课程设计——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 工艺计算书 目录

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%<以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强4kPa<表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压>； 5.单板压降不大于0.7kPa； 三．塔板类型 筛板或浮阀塔板

四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板主要工艺尺寸的计算； 6.塔板的流体力学验算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图<可根据实际情况选作）； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 七．设计基础数据 苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据 ×

符号说明： a ——填料的有效比表面积，㎡/m3——填料的总比表面积，㎡/m3 a t ——填料的润湿比表面积，㎡/m3 a w ——塔板开孔区面积，m2 A a ——降液管截面积，m2 A f ——筛孔总面积，m2 A ——塔截面积，m2 A t ——流量系数，无因次 c C——计算umax时的负荷系数，m/s d ——填料直径，m d ——筛孔直径，m 0 D ——塔径，m D ——液体扩散系数，m2/s L D ——气体扩散系数，m2/s V e ——液沫夹带量，kg(液>/kg(气> v E——液流收缩系数，无因次 ——总板效率，无因次 E T F——气相动能因子，kg1/2/(s.m1/2> ——筛孔气相动能因子， F g——重力加速度，9.81m/s2 h——填料层分段高度，m HETP关联式常数 ——进口堰与降液管间的水平距离，m h 1 h ——与干板压降相当的液柱高度，m液柱 c h ——与液体流过降液管的压降相当的液柱高度，m d h ——塔板上鼓泡层高度，m f ——与板上液层阻力相当的液柱高度，m液柱 h l h ——板上清液层高度，m L ——允许的最大填料层高度，m h max h ——降液管的低隙高度，m ——堰上液层高度，m h OW h ——出口堰高度，m W ——进口堰高度，m h’ W h δ——与克服表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱

化工原理课程设计 苯-甲苯浮阀精馏塔共19页

3．课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与甲苯的分离。 3.2.2 方案的说明和论证

本方案主要是采用浮阀塔。 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下： 一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流 动。 二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。 四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。 五：结构简单，造价低，安装检修方便。 六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。而浮阀塔的优点正是： 而浮阀塔的优点正是： 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。

苯——乙苯 浮阀精馏塔设计书

目录 一、毕业设计任务书- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 二、设计题目及原始条件- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - 2 三、前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3 四、物料衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 五、热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 六、塔板工艺尺寸计算(精馏段)- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -6 1、塔径- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -7 2、溢流装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -7 3、塔板布置及浮阀数目与排列- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7 七、塔板流体力学验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 1、气相通过浮阀塔板的压强降- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 2、淹塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 3、雾沫夹带- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 八、塔板负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 1、雾沫夹带线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2、液泛线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3、液相负荷上限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 4、漏液线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9 5、液相负荷下限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9 九、计算结果 十、塔板工艺尺寸，流体力学验算，负荷性能图(提馏段) - - - - - -10 十一、参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - 13

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计

- 专业课程设计——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 ： 学号： 指导老师： 时间：

目录 设计任务书 (2) 一．设计题目 (2) 二．操作条件 (2) 三．塔板类型 (2) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计容 (3) 七．设计基础数据 (3) 符号说明 (4) 设计方案 (8) 一．设计方案的确定 (8) 二．设计方案的特点 (9) 三．工艺流程 (9) 工艺计算书 (12) 一．设计方案的确定及工艺流程的说明 (12) 二．全塔的物料衡算 (12) 三．塔板数的确定 (13) 四．塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (16) 五．精馏段的汽液负荷计算 (19) 六．塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (20)

七．塔板负荷性能图 (25) 八．附属设备的的计算及选型 (28) 筛板塔设计计算结果 (38) 设计评述 (41) 一．设计原则的确定 (41) 二．操作条件的确定 (41) 参考文献 (44) 苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 设计任务书 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯10000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯为35%（以上均为质量分数）。二．操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔底加热蒸汽压力：0.506MPa(表压)； 5.单板压降：≤0.7kPa； 三．塔板类型 筛板或浮阀塔板（F1型）。

四．工作日 每年330天，每天24小时连续运行。 五．厂址 地区。 六．设计容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板主要工艺尺寸的计算； 6.塔板的流体力学验算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论。七．设计基础数据 苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据

苯-甲苯板式精馏塔的课程设计

目录 板式精馏塔设计任务书 (3) 设计题目： (3) 二、设计任务及操作条件 (3) 三、设计内容： (3) 一．概述 (5) 1.1 精馏塔简介 (5) 1.2 苯-甲苯混合物简介 (5) 1.3 设计依据 (5) 1.4 技术来源 (6) 1.5 设计任务和要求 (6) 二．设计方案选择 (6) 2.1 塔形的选择 (6) 2.2 操作条件的选择 (6) 2．2.1 操作压力 (6) 2.2.2 进料状态 (6) 2.2.3 加热方式的选择 (7) 三．计算过程 (7) 3.1 相关工艺的计算 (7) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7) 3.1.2 物料衡算 (8) 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9) 3.1.5逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.6 全塔效率的估算 (11) 3.1.7 实际板数的求取 (13) 3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13) 3.2.1 精馏塔的物性计算 (13) 3.2.2 塔径的计算 (15) 3.2.3 精馏塔高度的计算 (17) 3.3 塔板结构尺寸的计算 (18) 3.3.1 溢流装置计算 (18) 3.3.2塔板布置 (19) 3.4 筛板的流体力学验算 (21) 3.4.1 塔板压降 (21)

3.4.2液面落差 (22) 3.4.3液沫夹带 (22) 3.4.4漏液 (22) 3.4.5 液泛 (23) 3.5 塔板负荷性能图 (23) 3.5.1漏夜线 (23) 3.5.2 液泛夹带线 (24) 3.5.3 液相负荷下限线 (25) 3.5.4 液相负荷上限线 (25) 3.5.5 液泛线 (26) 3.6 各接管尺寸的确定 (29) 3.6.1 进料管 (29) 3.6.2 釜残液出料管 (29) 3.6.3 回流液管 (30) 3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30) 四．符号说明 (30) 五．总结和设计评述 (31)

苯-乙苯连续精馏塔地设计

课程设计说明书 学院：生态与资源工程学院 专业班级：2012级化学工程与工艺(1)班课程名称：化工原理课程设计 题目：苯-乙苯连续精馏塔的设计学生姓名：蔡学号：20124121036 指导老师：杨自涛 2015年6

目录 一、设计说明书 (3) 2.1塔设备在化工生产中的作用和地位 (4) 2.2筛板塔的结构特点及应用场合 (4) 2.3主要物性数据 (4) 三、精馏塔的物料衡算 (5) 3.1进料组成 (5) 3.2全塔的物料衡算 (5) 3.3相对挥发度和回流比的确定 (5) 3.4塔板数的计算 (7) 3.4.1理论塔板数的计算 (7) 3.4.2实际塔板数的计算 (8) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 4.1平均压力PM (8) 4.2平均温度tm (9) 4.3平均分子量 (9) 4.4平均密度 (10) 4.5液体的平均表面张力 (10) 4.6液体平均粘度 (11) 五、汽液负荷计算 (11) 六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11) 6.1塔径 (11) 6.2溢流装置 (13) 6.3弓形降液管宽度Wd和截面Af (14) 6.4降液管底隙高度 (15) 6.5塔高 (16) 七、塔板的流体力学验 (16) 7.1降液管液泛 (16) 7.2降液管内停留时间 (17) 7.3液沫夹带 (17) 7.4漏液 (17) 八、塔板负荷性能图 (18) 8.1液沫夹带线 (18) 8.2液泛线（气相负荷上限线） (18) 8.3液相负荷上限线 (19) 8.4漏液线（气相负荷下限线） (19) 8.5液相负荷下限线 (20) 8.6操作线与操作弹性 (20) 九、设计评述 (21) 十、参考文献 (21)

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书（精馏段部分） 化学与环境工程学院 化工与材料系 2004年5月27日

课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%（以上均为质量%）。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6.年工作日330天，每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明； 2.塔的工艺计算； 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4.塔内流体力学性能的设计计算； 5.塔板负荷性能图的绘制； 6.塔的工艺计算结果汇总一览表； 7.辅助设备的选型与计算； 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 p（mmHg） 1.组分的饱和蒸汽压ο i

2.组分的液相密度ρ（kg/m 3 ） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103 kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01238.012??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。 附参考答案：苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）

苯甲苯精馏塔课程设计说明书

西北师大学 化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计

前言 课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。 此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔实现多次接触，进行传质传热过程，使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。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。 课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。 虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的意。 作者 2013年12月

苯与甲苯精馏塔课程设计

《化工原理课程设计》报告 年处理5.4万吨苯-甲苯精馏装置设计 学院：化学化工学院 班级：应用化学101班 姓名：董煌杰 学号：10114308（14） 指导教师：陈建辉 完成日期：2013年1月17日

序言 化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必 修的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。 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。 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，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。

目录 一、化工原理课程设计任书 (1) 二、设计计算 (3) 1）设计方案的选定及基础数据的搜集 (3) 2) 精馏塔的物料衡算 (7) 3) 塔板数的确定 (9) 4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15) 5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21) 6) 塔板主要工艺尺寸的计算 (23) 7) 塔板负荷性能图 (27) 三、个人总结 (36) 四、参考书目 (37)

苯与乙苯连续精馏

目录 设计任务书 1、概述.........................................................4 1.1设计任务及要求...................................................4 1.2符号说明...................................................5 1.3设计基础数据...................................................6 2、设计内容.........................................................7 2.1 精馏塔的物料衡算.............................................7 2.2塔板数的确定...................................................8 2.2.1操作线方程..........................................8 2.2.2塔板数的计算..........................................9 2.3塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 ..................11 2.3.1操作压力计算 ............................................. 11 2.3.2操作温度计算 ............................................. 11 2.3.3平均摩尔质量计算.......................................... 11 2.3.4平均密度计算................................................12 2.3.5液体平均黏度计算.......................................13 2.3.6液体平均表面张力计算 .......................................14 2.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算....................................15 2.4.1塔径的计算................................................... 15 2.4.2精馏塔有效高度的计算.......................................16 2.5塔板主要工艺尺寸的计算....................................17 2.5.1溢流装置 (17) 2.5.2提馏段气、液相负荷计算.................................17 2.5.3弓形降液管宽度d w 和截面f A .................................18 2.5.4塔板设置 (18) 2.6塔板的流体力学验算..........................................19 2.6.1塔板压降 ...................................................19 2.6.2液面落差 (21)

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计说明

课程设计说明书 题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 院(系): 化学化工学院 专业年级: 化学2012级 姓名: 王*** 学号: 121****** 指导教师: **副教授 2015年10月

目录 1绪论 (1) 2 设计方案确定与说明 (1) 2.1设计方案的选择 (1) 2.2工艺流程说明 (2) 3 精馏塔的工艺计算 (2) 3.2精馏塔的操作工艺条件和相关物性数据的计算 (3) 3.2.1精馏塔平均温度 (4) 3.2.2气、液相的密度的计算 (4) 3.2.3混合液体表面力 (6) 3.2.4混合物的黏度 (7) 3.2.5相对挥发度 (8) 3.2.6 气液相体积流量计算 (8) 3.3塔板的计算 (9) 3.3.1操作线方程的计算 (9) 3.3.2实际塔板的确定 (10) 3.4塔和塔板主要工艺结构尺寸计算 (11) 3.4.1塔径的计算 (11) 3.4.2溢流装置 (13) 3.4.3 塔板布置及浮阀数目与排列 (15) 3.5 精馏塔塔板的流体力学计算 (17) 3.5.1精馏塔塔板的压降计算 (17) 3.5.2淹塔 (18) 3.6 塔板负荷性能计算 (18) 3.6.1 雾沫夹带线 (18) 3.6.2 液泛线 (19) 3.6.3 液相负荷上限 (20) 3.6.4 漏液线 (20) 3.6.5 液相负荷下限 (21) 3.6.6塔板负荷性能图 (21) 4 设计结果汇总表 (23) 5工艺流程图及精馏塔工艺条件图 (24) 6设计评述 (25)

1绪论 精馏塔作为石油化工行业最常用的化工设备之一，在当今工业中发挥了极其重要的作用。精馏塔通过物质的传质传热，将塔的进料中的物质分离，从而在塔顶和塔底分别获得人们需要的高浓度物质。苯与氯苯的分离，必须经过各种加工过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的产品工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。筛板塔出现于1830年，很长一段时间被认为难以操作而未得到重视。泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。60年代以后，石油化工的生产规模不断扩大，大型塔的直径已超过 10m。为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。 工业生产对塔板的要求主要是：①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。②塔板效率要高。③塔板压力降要低。④操作弹性要大。⑤结构简单，易于制造。在这些要求中，对于要求产品纯度高的分离操作，首先应考虑高效率；对于处理量大的一般性分离（如原油蒸馏等），主要是考虑通过能力大。为了满足上述要求，近30年来，在塔板结构方面进行了大量研究，从而认识到雾沫夹带通常是限制气体通过能力的主要因素。在泡罩塔、筛板塔和浮阀塔中，气体垂直向上流动，雾沫夹带量较大，针对这种缺点，并为适应各种特殊要求，开发了多种新型塔板。 本文的主要设计容可以概括如下：1.设计方案的选择及流程；2.工艺计算； 3.浮阀塔工艺尺寸计算；4.设计结果汇总；5.工艺流程图及精馏塔工艺条件图 2 设计方案确定与说明 2.1设计方案的选择

化工原理课程设计苯-甲苯板式精馏塔设计

化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏板式塔的设计专业年级：11级化工本2 姓名：申涛 指导老师：代宏哲 2014年7月

目录 一序言 (3) 二板式精馏塔设计任务书 (4) 三设计计算 (5) 1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 1.2 精馏塔的物料衡算 (8) 1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18) 1.6 筛板的流体力学验算 (21) 1.7 塔板负荷性能图 (24) 四设计结果一览表 (30) 五板式塔得结构与附属设备 (31) 5.1附件的计算 (31) 5.1.1接管 (31) 5.1.2冷凝器 (33) 5.1.3 再沸器 (33) 5.2 板式塔结构 (34) 六参考书目 (36) 七设计心得体会 (36) 八附录......................................................................................... 错误!未定义书签。

一序言 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。 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，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。