化工原理课程的设计分离苯—甲苯用筛板精馏塔的设计.docVIP

课 程 设 计 说 明 书 题目：分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计 院 系：机械工程学院 专业班级：过控10—1班 2013年1月4日 课程设计（论文）任务书 机械工程学院 过控教研室 学号 学生姓名 专业班级 过控10-1 设计 题目 分离苯—甲苯用筛板精馏塔设计 设计技术参数 料液种类：苯—甲苯混合液 年处理量：50000吨 料液浓度：35% 塔顶产品浓度：99%（轻组分质量分数） 塔底釜液浓度：99%（重组分质量分数） 每年实际生产天数：330（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4kPa(表压) 设备形式：筛板精馏塔 厂址：淮南地区 设计 要求 完成精馏塔工艺设计、精馏设备设计、绘制塔板结构简图、编制设计说明书 工作量 说明书总页数不少于25页 工作 计划 从2012年12月26号开始设计计算，至2013年1月4日结束(18周至19周) 参考 资料 [1] 程能林.溶剂手册.北京：化学工业出版社，2002 [2] 刘光启等.化工物性算图手册, 2002 [3] 杨祖荣.化工原理.北京：化学工业出版社，2009 [4] 贾邵义 柴诚敬.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002 [5] 国家医药管理局上海医药设计院.化学工艺设计手册.第二版.上册.北京：化学工业出版社，1996，2-200 指导老师签字 教研室主任签字 目录 1. 流程和工艺条件的确定和说明 6 2. 操作条件和基础数据 6 2.1. 操作条件 6 2.2. 基础数据 6 3. 精馏塔的物料衡算 6 3.1. 原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 6 3.2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 7 3.3. 物料衡算 7 4. 塔板数的确定 7 4.1. 理论塔板层数NT的求取 7 4.1.1. 绘x-y图 7 4.1.2.最小回流比及操作回流比的确定 8 4.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定 8 4.1.4. 求操作线方程 8 4.1.5. 图解法求理论板层数 8 4.2. 实际塔板数的求取 9 5. 精馏塔的工艺条件及有关物性的计算 9 5.1. 操作压力计算 9 5.2. 操作温度计算 10 5.3. 平均摩尔质量计算 10 5.4.平均密度计算 10 5.4.1. 气相平均密度计算 10 5.4.2. 液相平均密度计算 10 5.5. 液体平均表面张力计算 11 5.6.液体平均黏度计算 12 5.7. 全塔效率计算 12 5.7.1. 全塔液相平均粘度计算 12 5.7.2. 全塔平均相对挥发度计算 13 5.7.3. 全塔效率的计算 13 6. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 13 6.1. 塔径的计算 13 6.2. 精馏塔有效高度的计算 14 7. 塔板主要工艺尺寸的计算 15 7.1. 溢流装置计算 15 7.1.1. 堰长lW 15 7.1.2. 溢流堰高度hW 15 7.1.3. 弓形降液管宽度Wd和截面积Af 15 7.1.4. 降液管底隙高度h0 15 7.2. 塔板布置 16 7.2.1. 塔板分布 16 7.2.2. 边缘区宽度确定 16 7.2.3. 开孔区面积计算 16 7.2.4. 筛孔计算及其排列 16 8. 筛板的流体力学验算 17 8.1. 塔板压降 17 8.1.1. 干板阻力hc计算 17 8.1.2. 气体通过液层的阻力h1计算 17 8.1.3. 液体表面张力的阻力hσ计算 17 8.2. 液面落差 17 8.3. 液沫夹带 18 8.4. 漏液 18 8.5. 液泛 19 9. 塔板负荷性能图 19 9.1. 漏液线 19 9.2. 液沫夹带线 20 9.3. 液相负荷下限线 21 9.4.液相负荷上限线 21 9.5.液泛线 21 10. 主要工艺接管尺寸的计算和选取 23 10.1. 塔顶蒸气出口管的直径dV 23 10.2. 回流管的直径dR 23 10.3. 进料管的直径dF 23 10.4. 塔底出料管的直径dW 23 11. 塔板主要结构参数表 24 12.参考文献 25 13. 附图（工艺流程简图） 25 1. 流程和工艺条件的确定和说明 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入精馏塔内。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，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。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1.6倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 2. 操作条件和基础数据 2.1. 操作条件 塔顶压力： （表压）4