筛板精馏塔课程设计(苯-甲苯)

河西学院Hｅxi Ｕniｖersiｔy化工原理课程设计题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学号:姓名:指导教师：2014年１２月6日目录化工原理课程设计任务书1．概述 (5)1.1序言 ....................................................................................................................... ５1.2再沸器ﻩ51.3冷凝器ﻩ52．方案的选择及流程说明ﻩ63.塔的工艺计算ﻩ63.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率ﻩ７3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)3．3物料衡算ﻩ74．塔板数的确定 (7)4.1理论塔板数T N (7)4.2最小回流比及操作回流比ﻩ8４.３精馏塔的气、液相负荷ﻩ８4.4操作线方程 .............................................................................. 错误!未定义书签。

4．５图解法求理论塔板数 (9)4.6实际板层数ﻩ95.精馏塔的工艺条件及有关物性数据................................................. 错误!未定义书签。

5.1操作压力ﻩ95．２操作温度ﻩ１010５.３平军摩尔质量ﻩ5.4平均密度ﻩ１1５.5液体平均表面张力 ........................................................................................... 1２5.6液体平均黏度 ..................................................................................................... 1２13６.精馏塔的塔体工艺尺寸ﻩ6.1塔径 (13)6.2空塔气速 (13)6.3实际空塔气速 (14)6．４精馏塔有效高度ﻩ错误!未定义书签。

化⼯原理课程设计_苯-甲苯筛板精馏塔分离化⼯原理课程设计苯■甲苯连续精馏筛板塔的设计⽬录板式精馏塔设计任务书五设计计算 1.1设计⽅案的选定及基础数据的搜集 1.2精馏塔的物料衡算3.1.3精馏塔的⼯艺条件及有关物性数据的计算1.4精馏塔的塔体⼯艺尺⼨计算1.5塔板主要⼯艺尺⼨的计算1.6筛板的流体⼒学验算1.7塔板负荷性能图设计结果⼀览表板式塔得结构与附属设备5.1附件的计算5.1.1接管5.1.2冷凝器5.1.3再沸器5.2板式塔结构参考书⽬设计⼼得体会121718 21 243031 31 313334 34 36 36 .5.⼋附录38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，使⼆板式精馏塔设计任务书、设计题⽬苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。

、设计任务（1）原料液中苯含量：质量分率=75%（质量），其余为甲苯。

（2）塔顶产品中苯含量不得低于98% （质量）。

(3) 残液中苯含量不得⾼于8.5 %(质量)。

⑷⽣产能⼒：90000 t/y 苯产品，年开⼯三、操作条件四、设计内容及要求(1) 设计⽅案的确定及流程说明 (2) 塔的⼯艺计算(3) 塔和塔板主要⼯艺尺⼨的设计(4) 编制设计结果概要或设计⼀览表 (5) 辅助设备选型与计算(6) 绘制塔设备结构图：采⽤绘图纸徒⼿绘制五、时间及地点安排(1) 时间：2011.6.20 ?2011.7.3(第 18 周?第 19周) ⑵地点：明德楼A318 (1)教室六、参考书⽬ [1]谭天恩？化⼯原理(第⼆版)下册?北京：化学⼯业出版社,[2] 何潮洪,冯霄?化⼯原理？北京：科学出版社，2001[3] 柴诚敬,刘国维？化⼯原理课程设计？天津：天津科学技术出版社，1994[4] 贾绍义,柴敬诚？化⼯原理课程设计？天津：天津⼤学出版社，2002310 天。

第一章绪论1.1精馏的特点与分类精馏是分离液体混合物的典型单元操作。

它是通过加热造成气液两相物系，利利用物系中各组分挥发度的不同的特性来实现分离的。

按精馏方式分为简单精馏、平衡精馏、精馏和特殊精馏。

1.1.1蒸馏分离具有以下特点（1）通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。

（2）适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。

（3）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。

（4）蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。

1.1.2平衡蒸馏将混合液在压力p1下加热，然后通过减压阀使压力降低至p2后进入分离器。

过热液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。

1.1.3简单蒸馏原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。

在一批操作中，馏出液可分段收集，以得到不同组成的馏出液。

1.1.4连续精馏操作流程化工生产以连续精馏为主。

操作时，原料液连续地加入精馏塔内，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液）；部分液体被汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。

塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵（或借重力作用）送回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品（称为馏出液）采出。

1－精馏塔 2－全凝器3－储槽 4－冷却器5－回流液泵 6－再沸器 7－原料液预热器图1连续精馏装置示意图1.2精馏塔的踏板分类1.2.1塔板的结构形式1.泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管与泡罩构成。

泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。

泡罩有φ80mm、φ100mm和φ150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。

泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。

泡罩在塔板上为正三角形排列。

它的优点是操作弹性适中塔板不易堵塞。

缺点是生产能力与板效率较低结构复杂、造价高。

图2泡罩塔板（a)操作示意图 (b)塔板平面图 (c)圆形泡罩2.筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。

《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。

3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。

摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。

2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。

本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。

关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ......................................... 9 4.1操作压力计算 ............................................................... 9 4.2安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。