苯-乙苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)院：生態(tài)與資源工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：2012級(jí)化學(xué)工程與工藝(1)班課程名稱：化工原理課程設(shè)計(jì)題目：苯-乙苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：蔡學(xué)號(hào)：20124121036指導(dǎo)老師：楊自濤2015年6目錄一、設(shè)計(jì)說明書32.1塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位42.2篩板塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用場合42.3主要物性數(shù)據(jù)4三、精餾塔的物料衡算53.1進(jìn)料組成53.2全塔的物料衡算53.3相對(duì)揮發(fā)度和回流比的確定53.4塔板數(shù)的計(jì)算73.4.1理論塔板數(shù)的計(jì)算73.4.2實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算8四、精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)

2、算84.1平均壓力PM84.2平均溫度tm94.3平均分子量94.4平均密度104.5液體的平均表面張力104.6液體平均粘度11五、汽液負(fù)荷計(jì)算11六、精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算116.1塔徑116.2溢流裝置136.3弓形降液管寬度Wd和截面Af146.4降液管底隙高度156.5塔高15七、塔板的流體力學(xué)驗(yàn)167.1降液管液泛167.2降液管內(nèi)停留時(shí)間177.3液沫夾帶177.4漏液17八、塔板負(fù)荷性能圖188.1液沫夾帶線188.2液泛線（氣相負(fù)荷上限線）188.3液相負(fù)荷上限線198.4漏液線（氣相負(fù)荷下限線）

3、198.5液相負(fù)荷下限線208.6操作線與操作彈性20九、設(shè)計(jì)評(píng)述21十、參考文獻(xiàn)21一、設(shè)計(jì)說明書（一）、設(shè)計(jì)題目苯-乙苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)（二）、設(shè)計(jì)要求進(jìn)精餾塔的料液含乙苯40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），其余為苯；塔頂?shù)囊冶胶坎坏酶哂?%；殘液中乙苯含量不得低于98%。生產(chǎn)能力為年產(chǎn)4.6萬噸、98%的乙苯產(chǎn)品。（三）操作條件1.塔頂壓力：4kPa（表壓）2.進(jìn)料熱狀態(tài)：自選3.回流比：自選4.加熱蒸氣壓：0.5MPa（表壓）5.單板壓降≤0.7kPa。（四）塔板類型：篩板塔（五）工作日每年工作日為300天，每天24

4、小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。（六）、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容1)精餾塔的物料衡算；2)塔板數(shù)的確定；3)精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算；4)精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算；5)塔板主要工藝尺寸的計(jì)算；6)塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算；7)塔板負(fù)荷性能圖；8)精餾塔接管尺寸計(jì)算；9)對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和有關(guān)問題的討論。2、設(shè)計(jì)圖紙要求：1)繪制生產(chǎn)工藝流程圖；2)繪制精餾塔裝配圖。二、前言2.1塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位塔設(shè)備是化工、石油化工、精細(xì)化工、醫(yī)藥。食品和環(huán)保等行業(yè)普遍使用的氣液傳質(zhì)設(shè)備，主要應(yīng)用與蒸餾、吸收、解吸、萃取、洗滌

5、、閃蒸、增濕、減濕、干燥等單元操作。2.2篩板塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用場合篩板塔其塔板上開有許多均勻的小孔。根據(jù)孔徑的大小，分為小孔徑篩板（孔徑為3-8mm）和大孔徑篩板（孔徑為10-25mm）兩類。工業(yè)應(yīng)用以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊的場合（如分離粘度大、易結(jié)焦的物系）。篩板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，造價(jià)低，約為泡罩塔的60%，浮閥塔的80%；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力較大，比同直徑泡罩塔增加20%-40%；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高；安裝容易清理檢修方便。其缺點(diǎn)是篩板易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘

6、度大的物料，且篩板塔的設(shè)計(jì)和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生漏液，使操作彈性減小，傳質(zhì)效率下降2.3主要物性數(shù)據(jù)1.苯、乙苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目分子式分子量沸點(diǎn)℃臨界溫度℃臨界壓力Pa苯AC6H678.1180.1288.56833.4乙苯BC8H10106.16136.2348.574307.72.苯、乙苯在某些溫度下的表面張力t/℃20406080100120140σ苯（mN/m）28.826.2523.7421.2718.8516.4914.17σ乙苯（mN/m）29.327.1425.0122.9220.8518.8116.813

7、.苯、乙苯在某些溫度下的液相密度t/℃20406080100120140ρ苯（㎏/m3）877.4857.3837.6815.0792.5768.9744.1ρ乙苯（㎏/m3）867.7849.8931.8913.6795.2776.2756.74.苯、乙苯在某些溫度下的粘度t/℃020406080100120140μ苯（mPa·s）0.7420.6380.4850.3810.3080.2550.2150.184μ乙苯（mPa·s）0.8740.6660.5250.4260.3540.3000.2590.2265.不

8、同塔徑的板間距塔徑D/m30.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.42.4-4.0板間距HT/㎜200-300250-350300-450350-600400-600三、精餾塔的物料衡算原料液流率為F，塔頂產(chǎn)品流率為D,塔底產(chǎn)品流率為W，對(duì)精餾塔做全塔物料衡算。有：F=D+WFxF=DxD+Wxw苯的摩爾質(zhì)量：MA=78.11Kg