化工原理課程設(shè)計--苯甲苯的分離

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1、化工原理課程設(shè)計–––––板式精餾塔的設(shè)計序言???化工原理課程設(shè)計是綜合運(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，完成一個單元設(shè)備設(shè)計為主的一次性實踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，在整個教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。通過課程設(shè)計，要求更加熟悉工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力，計算能力等。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。精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時加質(zhì)量劑），使氣液兩

2、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)計的題目是苯-甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計，即需設(shè)計一個精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計一板式塔將其分離。目錄一、化工原理課程設(shè)計任書……………………………………………3二、設(shè)計計算…………………………………………………………………31.設(shè)計方案的確定……………………………………………

3、……32.精餾塔的物料衡算………………………………………………33.塔板數(shù)的確定……………………………………………………44.精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算…………………85.精餾塔的塔體工藝尺寸計算…………………………………106.塔板主要工藝尺寸的計算…………………………………………117.篩板的流體力學(xué)驗算………………………………………………138.塔板負(fù)荷性能圖……………………………………………………159.接管尺寸確定……………………………………………………30二、個人總結(jié)……………………………………………………………32三、參考書目………………………………

4、………………………………33（一）化工原理課程設(shè)計任務(wù)書板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：設(shè)計分離苯―甲苯連續(xù)精餾篩板塔二、設(shè)計任務(wù)及操作條件1、設(shè)計任務(wù)：物料處理量：7萬噸／年進(jìn)料組成：37％苯，苯-甲苯常溫混合溶液（質(zhì)量分率，下同）分離要求：塔頂產(chǎn)品組成苯≥95％塔底產(chǎn)品組成苯≤6%2、操作條件平均操作壓力：101.3kPa平均操作溫度：94℃回流比：自選單板壓降：<=0.9kPa工時：年開工時數(shù)7200小時化工原理課程設(shè)計三、設(shè)計方法和步驟：1、設(shè)計方案簡介根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所提供的條件和要求，通過對現(xiàn)有資料的分析對比，選定適宜的流程方案和設(shè)備類型，初步確定工藝流程。對選

5、定的工藝流程，主要設(shè)備的形式進(jìn)行簡要的論述。2、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計計算（1）收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（2）工藝流程的選擇（3）做全塔的物料衡算（4）確定操作條件（5）確定回流比（6）理論板數(shù)與實際板數(shù)（7）確定冷凝器與再沸器的熱負(fù)荷（8）初估冷凝器與再沸器的傳熱面積（9）塔徑計算及板間距確定（10）堰及降液管的設(shè)計（11）塔板布置及篩板塔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（12）塔的水力學(xué)計算（13）塔板的負(fù)荷性能圖（14）塔盤結(jié)構(gòu)（15）塔高（16）精餾塔接管尺寸計算3、典型輔助設(shè)備選型與計算（略）包括典型輔助設(shè)備（換熱器及流體輸送機(jī)械）的主要工藝尺寸計算和設(shè)備型號規(guī)格的選定。4、設(shè)計結(jié)果匯總5、工藝

6、流程圖及精餾塔工藝條件圖6、設(shè)計評述四、參考資料《化工原理課程設(shè)計》天津大學(xué)化工原理教研室，柴誠敬劉國維李阿娜編；《化工原理》（第三版）化學(xué)工業(yè)出版社，譚天恩竇梅周明華等編；《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》化學(xué)工業(yè)出版社，賀匡國編；《化學(xué)工程手冊》上卷化學(xué)工業(yè)出版社，化工部第六設(shè)計院編；《常用化工單元設(shè)備的設(shè)計》華東理工出版社。二、設(shè)計計算1.設(shè)計方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集本設(shè)計任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。由于對物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計中采用泡點進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷

7、凝，冷凝液在泡點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罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。其中由于蒸餾過程的原理是多次進(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)計中設(shè)計把其熱量作為低溫?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