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化工原理课程设计 –––––板式精馏塔的设计 姓名 单素民 班级 1114071 学号 111407102 指导老师 刘丽华 河南城建学院 目录 一、化工原理课程设计任书……………………………………………3 二、设计计算…………………………………………………………………3 1.设计方案的确定…………………………………………………3 2.精馏塔的物料衡算………………………………………………3 3.塔板数的确定……………………………………………………4 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算………………… 8 5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算………………………………… 10 6.塔板主要工艺尺寸的计算………………………………………… 11 7.筛板的流体力学验算………………………………………………13 8.塔板负荷性能图……………………………………………………15 9.接管尺寸确定……………………………………………………30 二、个人总结…………………………………………………………… 32 三、参考书目………………………………………………………………33 （一）化工原理课程设计任务书 板式精馏塔设计任务书 设计题目： 设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔 二、设计任务及操作条件 1、 设计任务： 物料处理量： 7万吨／年 进料组成 ： 37％ 苯，苯-甲苯常温混合溶液 （质量分率，下同） 分离要求： 塔顶产品组成苯 ≥95％ 塔底产品组成苯 ≤6% 2、 操作条件 平均操作压力 ： 101.3 kPa 平均操作温度：94℃ 回流比： 自 选 单板压降： =0.9 kPa 工时： 年开工时数7200小时 化工原理课程设计 三、设计方法和步骤： 1、设计方案简介 根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。对选定的工艺流程，主要设备的形式进行简要的论述。 2、主要设备工艺尺寸设计计算 （1）收集基础数据 （2）工艺流程的选择 （10）堰及降液管的设计 （11）塔板布置及筛板塔的主要结构参数 （12）塔的水力学计算 （13）塔板的负荷性能图 （14）塔盘结构 （15）塔高 （16）精馏塔接管尺寸计算 3、典型辅助设备选型与计算（略） 包括典型辅助设备（换热器及流体输送机械）的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。 4、设计结果汇总 5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 6、设计评述 四、参考资料 二、设计计算 1.设计方案的选定及基础数据的搜集  本设计任务为分离苯一甲苯混合物。由于对物料没有特殊的要求，可以在常压下操作。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人精馏塔内。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，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。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。塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。其中由于蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，热效率比较低，但塔顶冷凝器放出的热量很多，但其能量品位较低，不能直接用于塔釜的热源，在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充分利用了能量。 塔板的类型为筛板塔精馏，％，为浮阀塔的80％左右。 (２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 (４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： (１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 (２) 操作弹性较小(约2～3)。 (３) 小孔筛板容易堵塞。 下图是板式塔的简略图 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 甲苯B C6H6 C6H5—CH3 78.11 92.13 80.1 110.6 288.5 318.57 6833.4 4107.7 表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压 温