化工原理课设书苯甲苯精馏塔的设计.docVIP

邯 郸 学 院 《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 年 级 2011 级 专 业 应用化学 系 部 化学系 邯郸学院化学系 2015年1月  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依据操作压力，有泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯，甲苯的饱和蒸汽压有安托尼方程计算，计算结果如下 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 16 5.1塔径的计算 16 5.2塔的有效高度 1 6 塔板主要工艺尺寸的计算 19 6.1溢流装置计算 19 6.2塔板布置 19 6.3筛孔数n与开孔率： 20 7 筛板的流体力学验算 21 7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） 21 7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段）………………………………… 22 8 塔板负荷性能图 24 8.1精馏段： 24 8.1提馏段：………………………………………………………………………………… 27 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 32 10.1进料管 32 10.2出料管 33 10.3塔顶蒸汽管 33 10.4回流管 33 10.5再沸返塔蒸汽管 33 11 塔高 34 12.设计体会 35 13.参考文献 35 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25000t/年，组成为50%（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2%。 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。对于二院混合物的分离，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，故操作回流比去最小回流比的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A C6H6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B C6H5—CH3 92.13 110.6 318.57 4107.7 表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压 温度 80.1 85 90 95 100 105 110.6 ,kPa 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0 ，kPa 40.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据（[2]：例1—1附表2） 温度 80.1 85 90 95 100 105 110.6 液相中苯的摩尔分率 1.000 0.780 0.581 0.412 0.258 0.130 0 汽相中苯的摩尔分率 1.000 0.900 0.777 0.630 0.456 0.262 0 表4 纯组分的表面张力([1]：附录图7) 温度 80 90 100 110 120 苯，mN/m 甲苯，Mn/m 21.2 21.7 20 20.6 18.8 19.5 17.5 18.4 16.2 17.3 表5 组分的液相密度([1]：附录图8) 温度(℃) 80 90 100 110 120 苯,kg/ 814 805 791 778 763 甲苯,kg/ 809 801 791 780 768 表6 液体粘度μ（[1]：） 温度(℃) 80 90 100 110 120 苯（mP.s） 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 甲苯（m