苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计

武汉工程大学

课程题目：苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计学号： **********

学生姓名：**

专业班级： 08级化工工艺04班

指导教师：***

总评成绩：

年月日

序言

化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物

理化学》，《化工制图CAD》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。

通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。

精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。

本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，就是设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，利用这一板式塔将其两者分离。

附件1

化工与制药学院

课程设计任务书

专业化学工程与工艺

班级08级化工04班

学生姓名张元

发题时间：2011 年7 月7日

一、课题名称

苯-甲苯连续板式精馏塔的设计

二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）

1.文献资料：

【1】陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋编，化工原理。北京：化学工业出版社。2000.02 【2】贾绍义，柴诚敬编。化工原理课程设计。天津：天津大学出版社。2003.12

【3】华东理工大学化工原理教研室编。化工过程开发设计。广州：华南理工大学出版社。1996.02

【4】刘道德编。化工设备的选择与设计。长沙：中南大学出版社。2003.04

【5】王国胜编。化工原理课程设计。大连：大连理工大学出版社。2005.02

【6】化工原理课程设计指导/任晓光主编。北京：化学工业出版社，2009，01.

2.仪器设备：板式精馏塔

3.指导老师：方继德

三、设计任务（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等）

1设计一连续板式精馏塔以分离苯和甲苯，具体工艺参数如下：

原料苯含量：质量分率= 36%

原料处理量：质量流量= 11.6 t/h

产品要求：摩尔分率：x D = 97%，x W= 0.07%

2工艺操作条件：塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降<0.7kPa，塔顶全凝，泡点回流，R =（1.2~2）Rmin。

3 确定全套精馏装置的流程，绘出流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制

或观测所需的主要仪表与装置；

4 精馏塔的工艺计算与结构设计：

1）物料衡算确定理论板数和实际板数；（采用计算机编程）

2）按精馏段首、末板，提馏段首、末板计算塔径并圆整；

3）确定塔板和降液管结构；

4）按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核；（采用计算机编程）

5）进行全塔优化，要求操作弹性大于2。

5 计算塔高和接管尺寸；

6 估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量或再沸器换热面积。

7 绘制塔板结构布置图和塔板的负荷性能图；（如果精馏段和提馏段设计结果不同，

则应分别绘出）

8 设计结果概要或设计一览表；

9 设计小结和参考文献；

10 绘制装配图一张（采用CAD绘图）

四、设计所需技术参数

五、设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，

根据目录列出大标题即可)

1．精馏塔全塔物料衡算.

2．塔板数的确定

3．馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

4．精馏塔的塔体工艺尺寸计算

5．塔板主要尺寸的计算

6．筛板的流体力学验算

7．塔板负荷性能图

8．塔件设计

9．筛板塔设计计算结果

六、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）

1. 查找资料，初步确定设计方案及设计内容，3天 6.27到6.29

2. 根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，6.30到7.2

3. 撰写设计说明书，7.3到7.5

4. 绘制工艺流程图及总装图，答辩，7.6到7.8

指导教师（签名）：年月日

学科部（教研室）主任（签名）：年月日

附件2

化工与制药学院

《课程设计》综合成绩评定表

年月日年月日

目录

序言 (1)

摘要 (6)

Abstract (6)

第一章文献综述 (7)

第二章设计方案的确定 (9)

2.1 操作条件的确定 (9)

2.2 确定设计方案的原则 (10)

第三章精馏塔全塔物料衡算 (13)

3.1.原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率 (13)

3.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (13)

3.3.物料衡算 (13)

第四章塔板计算 (14)

4.1 塔板数的确定 (14)

4.2 精馏塔的计算 (18)

4.3所设计筛板的主要结果汇总表 (36)

第五章塔附件设计 (37)

5.1各接管尺寸的确定 (37)

5.2 筒体与封头 (39)

5.3加热器 (40)

5.4泵的计算及选型 (41)

5.5冷凝器 (42)

5.6再沸器 (44)

5.7塔附件设计的主要结果汇总表 (45)

设计小结 (47)

附录 (48)

参考文献 (49)