苯-甲苯精馏塔的设计毕业设计.docVIP

 PAGE \* MERGEFORMAT II 《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=20.5th 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）。 PAGE  PAGE 35 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  TOC \o 1-2 \h \z \u 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 在常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5th，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%。 设计条件如下： 操作压力 4kpa（塔顶表压） 进料热状况 泡点进料 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2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AC6H678.1180.1288.56833.4甲苯BC6H5—CH39