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邯 郸 学 院 《化工原理》课程设计 设计 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目  年2.5万吨苯-甲苯精馏塔的设计 学    生    杜鹏 指导教师  任云 副教授 年    级  2014 级 专    业  制药 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学    院  化学化工与 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 学院 邯郸学院 化学化工与材料学院 2016年12月 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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的选定  原料：苯、甲苯      原料苯含量：质量分率= 65% 原料处理量：质量流量=**t/h  产品要求：苯的质量分率：xD =98%，xW=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、设计内容 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 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 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 估算    8 3.6求实际板数    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液体平均表面张力计算    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 10.3塔顶蒸汽管    32 10.4回流管    32 10.5再沸返塔蒸汽管     32 11 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 任务概述 1.2方案的确定及基础数据 本设计任务为分离苯-甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏留成 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。塔顶上升的蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至贮罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比是最小回流比的**倍，塔釜 采用间接蒸汽加热塔顶产品经冷却后送入贮罐。 表1  苯和甲苯的物理性质 项目 分子式 分子量M 沸点（℃） 临界温度tC（℃） 临界压强PC（kPa） 苯A C6H6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B C6H5—CH3 92.13 110.6 318.57 4107.7             *其他基础数据自行列出* 2 塔物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2.3物料衡算 3 塔板数的确定 3.1理论板层数 的求取 3.2求精馏塔气液相负荷 3.3操作线方程 3.4逐板计算法求理论板层数 3.5全塔效率 估算 3.6求实际板数 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作压力计算 4.2安托尼方程计算 4.3平均摩尔质量计算 4.4平均密度计算 4.5液体平均表面张力计算 4.6液体平均粘度计算 4.7气液负荷计算 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 塔径的计算 塔板间距HT的选定很重要，它与塔高、塔径、物系性质、分离效率、塔的操作弹性，以及塔的安装、检修等都有关。可参照下表所示经验关系选取。 6 塔板主要工艺尺寸的计算 6.1溢流装置计算 6.1.1精馏段 6.2塔板布置 6.2.1精馏段 一）塔板的分块 6.3筛孔数n与开孔率 ： 7 筛板的流体力学验算 塔板的流体力学验算，目的在于验算预选的塔板参数是否能维持塔的正常操作，一边决定对有关塔的参数进行必要的调整，最后还要做出塔板负荷性能图。 7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） 7.1.1塔板的压降： 7.1.2液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 7.1.3雾沫夹带 7.1.4漏液 7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） 7.2.1塔板的压降： 7.2.2液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。 7.2.3雾沫夹带 7.2.4漏液 7.2.5液泛 8 塔板负荷性能图 8.1精馏段： 8.1.1漏液线 由 8.1.2雾沫夹带线 8.1.3液相负荷下限线 8.1.4液相负荷上限线 8.1.5液泛线 做出筛板负荷性能图 图1 筛板负荷性能图 8.2提馏段： 8.2.1漏液线 8.2.2雾沫夹带线 8.2.3液相负荷下限线 8.2.4液相负荷上限线 8.2.5液泛线 做出筛板负荷性能图 图2筛板负荷性能图 9 设备设计 9.1塔顶全凝器的计算与选型 9.1.1全凝器的传热面积和冷却水的消耗量 9.1.2对Q估算 9.1.3水的流量 9.1.4平均温差： 9.1.5传热面积参照表 9.2再沸器 9.2.1 9.2.2考虑5%热损失 10  各种管尺寸确定 10.1进料管 10.2出料管 10.3塔顶蒸汽管 10.4回流管 10.5再沸返塔蒸汽管 11 塔高 设计结果一览表 项目 符号 单位 计算数据 精馏段 提留段 各段平均压强 Pm kPa     各段平均温度 tm ℃     平均流量 气相 VS m3/s     液相 LS m3/s     实际塔板数 N 块     板间距 HT m     塔的有效高度 Z m     塔径 D m     空塔气速 u m/s     塔板液流形式           溢流管型式         堰长 lw m     堰高 hw m     溢流堰宽度 Wd m     管底与受业盘距离 ho m     板上清液层高度 hL m     孔径 do mm     孔间距 t mm     孔数 n 个     开孔面积   m2     筛孔气速 uo m/s     塔板压降 hP m     液体在降液管中停留时间 τ s     降液管内清液层高度 Hd m     雾沫夹带 eV kg液/kg气     负荷上限         负荷下限         液相最大负荷 LS·max m3/s     液相最小负荷 LS·min m3/s     操作弹性                       12.设计体会 13.参考文献 [1]谭天恩,窦梅,周明华.化工原理 下册（第三版）[M].北京.化学工业出版社,2006.4 [2]杨秀琴,徐绍红. 化工设计概论 [M] 北京 化学工业出版社2010 [3]谭天恩,窦梅,周明华.化工原理 上册 三年级上册必备古诗语文八年级上册教案下载人教社三年级上册数学 pdf四年级上册口算下载三年级数学教材上册pdf （第三版）[M].北京.化学工业出版社,2006.4 [4]匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计 [M] 北京 化学工业出版社2001.10 [5]任晓光,宋永吉,李翠清.化工原理课程设计指导[M].北京.化学工业出版社,2009.1 [6]吴俊,宋孝勇,韩粉女.化工原理课程设计[M].上海.华东理工大学出版社 [7]付家新,王为国,肖稳发.化工原理课程设计[M]北京.化学工业出版社,2010.11 [8]马江权,冷一欣.化工原理课程设计.[M]北京.中国石化出版社2009