最新分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理课程设计

分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理

课程设计

设计题目：分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔

学院：化学化工学院

专业班级：工艺104

设计者：冀东瑛（1004500446）

指导老师：葛元元

设计时间：2013年7月12日-16日

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前言

不知不觉大三最后一个学期即将结束。经过三年的学习，我们已经系统掌握了关于化工专业各方面的基础知识及专业知识；其中包括有机、无机、分析、物理化学四大化学、CAD机械工程绘图、化工仪表、化工设备基础、化工热力学、化工原理等课程。可以说知识越学越系统，越来越接近实际工程应用。

如今，在老师的指导下，我们进行了关于化工原理的课程设计。本次设计的目的是为了把我们大学里所学过的理论知识连串起来，并将它们运用到实际应用中，加深对知识的理解及应用能力。

本次设计的任务是设计用于分离苯-甲苯混合液的筛板式精馏塔。设计过程中，我们认真分析研究，考虑到实际生产中的经济效益问题及绿色环保问题，经过大量的工艺计算及理论确定，最终选用了筛板式精馏塔，并于常压下用直接蒸汽加热法进行分离操作；设计出了一套比较接近实际的精馏塔装置。

在设计过程中，由于我们所掌握的知识比较有限，且时间比较紧迫，所以设计方案及方法难免有些缺陷，在此我们恳请老师给予理解及指导，以使我们更早更快掌握解决实际工程问题的捷径！

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目录

第一章设计任务 (4)

1.1.2 设计条件 (4)

1.1.3 设计任务 (5)

1.2 设计方案的确定 (6)

1.2.1 选择塔型 (6)

1.2.2 精馏方式 (6)

1.2.3 操作压力 (6)

1.2.4 加热方式 (6)

1.2.5 工艺流程 (7)

第二章筛板式精馏塔的工艺设计 (8)

2.1 精馏塔的工艺计算 (8)

2.1.1 苯和甲苯的汽液平衡组成 (8)

2.1.2.精馏塔的物料衡算 (9)

2.2回流比及理论塔板的确定 (9)

2.3板效率及实际塔板数的确定 (12)

2.4操作方程的确定 (12)

2.5 精馏段物性数据计算 (13)

2.5.1.定性组成 (15)

2.5.2.平均分子量 (16)

2.5.3.平均密度 (16)

2.5.4. 精馏段液体表面张力 (17)

2.5.5. 液体平均粘度 (17)

2.5.6. 气液体积流率的计算 (18)

2.6 提留段物性数据计算 (18)

2.6.1.定性组成 (18)

2.6.2.平均分子量 (18)

2.6.3.平均密度 (19)

2.6.4.提馏段液体表面张力 (20)

2.6.5.液体平均粘度 (20)

2.6.6. 气液体积流率的计算 (21)

第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (21)

3.1 塔板横截面的布置计算 (21)

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3.1.1精馏段 (21)

3.2 塔板负荷性能图 (26)

3.2.1 过量液沫夹带线 (26)

3.2.2溢流液泛线 (27)

3.2.3液相下限线 (28)

3.2.4漏液线（气相负荷下限线） (28)

3.2.5液相下限线 (29)

3.2.6操作线 (29)

3.3提馏段 (30)

3.2.1过量液沫夹带线 (35)

3.2.2溢流液泛线 (36)

3.2.3液相上限线 (37)

3.2.4漏液线（气相负荷下限线） (37)

3.2.5液相下限线 (38)

3.2.6操作线 (38)

第四章精馏塔的附属设备及选型 (39)

4.1．辅助设备 (39)

4.2．辅助设备的选型 (39)

4.2.1塔顶冷凝器的选型 (39)

4.2.2塔底冷却器的选择 (41)

4.2.3再沸器的选型 (42)

4.3管路计算 (43)

4.3.1塔顶蒸气管路 (43)

4.3.2塔顶冷凝水管路 (43)

4.3.3塔顶液相回流管路 (44)

4.3.4加料管路 (44)

4.3.5塔釜残液流出管 (45)

4.3.6塔顶馏出液管路 (46)

4.4输送泵的选取 (46)

4.4.1泵的分类 (46)

4.4.2选泵原则 (46)

第五章塔高的设计计算 (47)

5.1塔高的确定 (47)

5.2塔顶空间的确定 (47)

5.3塔底空间的确定 (47)

5.4有效塔高的确定 (48)

5.5塔顶封头的确定 (48)

5.6裙座高度的确定 (48)

5.7人孔 (48)

第六章筛板塔的主要设计参数工艺参数汇总 (48)

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6.1全塔工艺设计结果总汇 (48)

参考文献 (53)

第一章设计任务

1.1任务

苯-甲苯精馏塔设计

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1.1.2 设计条件

处理量 4000kg/h

原料中苯的质量分率 0.41

塔顶产品中苯的质量分率 0.96

塔釜产品中苯的质量分率 0.01

单板压降小于等于0.7kpa

进料状态泡点进料

回流比 R=1.7Rmin

塔型筛板塔

塔操作压力 4 kPa

年生产天数 300 天

年产量 2800 吨/年

全塔效率 Et=62%

加热类型间接蒸汽加热

精馏类型连续型

1.1.3 设计任务

单元设备设计的内容和过程

•过程方案设计

•工艺流程设计

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