化工原理課程設(shè)計(jì)_苯-甲苯

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1、苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)------------苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)專業(yè)年級(jí)：08級(jí)化學(xué)工程與工藝姓名：孫可（0804040118）指導(dǎo)老師：陳明燕2011年7月37苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)目錄一序言3二板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)五4三設(shè)計(jì)計(jì)算51.1設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集51.2精餾塔的物料衡算71.3精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算121.4精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算161.5塔板主要工藝尺寸的計(jì)算181.6篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算201.7塔板負(fù)荷性能圖23四設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表29五板式

2、塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備305.1附件的計(jì)算305.1.1接管305.1.2冷凝器325.1.3再沸器325.2板式塔結(jié)構(gòu)33六參考書(shū)目35七設(shè)計(jì)心得體會(huì)35八附錄3637苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)一序言?化工原理課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程（《物理化學(xué)》，《化工制圖》等）所學(xué)知識(shí)，完成一個(gè)單元設(shè)備設(shè)計(jì)為主的一次性實(shí)踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，在整個(gè)教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，要求更加熟悉工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技能

3、的能力，問(wèn)題分析能力，思考問(wèn)題能力，計(jì)算能力等。精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。精餾過(guò)程在能量劑驅(qū)動(dòng)下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計(jì)的題目是苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精

4、餾塔用來(lái)分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。37苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)二板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)五一、設(shè)計(jì)題目苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)(1)原料液中苯含量：質(zhì)量分率＝75％(質(zhì)量)，其余為甲苯。(2)塔頂產(chǎn)品中苯含量不得低于98％(質(zhì)量)。(3)殘液中苯含量不得高于8.5％(質(zhì)量)。(4)生產(chǎn)能力：90000t/y苯產(chǎn)品，年開(kāi)工310天。三、操作條件(1)精餾塔頂壓強(qiáng)：4.0kPa(表壓)(2)進(jìn)料熱狀態(tài)：自選(3)回流比：自選。(4)單板壓降壓：≯0.7kPa

5、四、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求(1)設(shè)計(jì)方案的確定及流程說(shuō)明(2)塔的工藝計(jì)算(3)塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)塔高、塔徑以及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定；塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算；塔板的負(fù)荷性能圖。(4)編制設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表(5)輔助設(shè)備選型與計(jì)算(6)繪制塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖：采用繪圖紙徒手繪制五、時(shí)間及地點(diǎn)安排(1)時(shí)間：2011.6.20～2011.7.3(第18周～第19周)(2)地點(diǎn)：明德樓A318（1）教室六、參考書(shū)目[1]譚天恩?化工原理(第二版)下冊(cè)?北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998[2]何潮洪,馮霄?化工原理?北京：科學(xué)出版社，2

6、001[3]柴誠(chéng)敬,劉國(guó)維?化工原理課程設(shè)計(jì)?天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1994[4]賈紹義,柴敬誠(chéng)?化工原理課程設(shè)計(jì)?天津：天津大學(xué)出版社，200237苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)三設(shè)計(jì)計(jì)算1.1設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。由于對(duì)物料沒(méi)有特殊的要求，可以在常壓下操作。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系

7、，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的1.8倍。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。其中由于蒸餾過(guò)程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，熱效率比較低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能直接用于塔釜的熱源，在本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)把其熱量作為低溫?zé)嵩串a(chǎn)生低壓蒸汽作為原料預(yù)熱器的熱源之一，充分利用了能量。塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開(kāi)有許多均布的篩孔，孔徑一般為3～8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。篩板塔也是傳質(zhì)過(guò)程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有：(１)結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，

8、造價(jià)約為泡罩塔的60％，為浮閥塔的80％左右。(２)處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加10～15％。(３)塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。(４)壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。篩板塔的缺點(diǎn)是：(１)塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。(２)操作彈性較小(約2～3)。(３)小孔篩板容易堵塞。下圖是板式塔的簡(jiǎn)略圖：