食工原理课程设计 甲苯-乙苯连续精馏塔设计

合肥学院

HEFEI UNIVERSITY

食工原理课程设计

题目:甲苯-乙苯连续精馏塔设计

系别: 生物与环境工程系

专业: 12食品科学与工程

学号: 1202061011

姓名: 方平

指导教师: 于宙

二零一四年十月二十七日

目录

第一部分设计任务书

1、设计题目 (5)

2、设计概述 (5)

3、设计内容 (6)

第二部分精馏塔的设计

1 精馏塔的物料衡算 (7)

1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (8)

1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (8)

1.3物料衡算 (8)

2 塔板数的确定 (9)

2.1甲苯、乙苯的温度-组成 (10)

2.2确定操作的回流比R (11)

2.3求操作线方程 (12)

2.4图解法求理论塔板层数 (13)

3 塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 (14)

3.1操作压力计算 (14)

3.2操作温度计算 (14)

3.3平均摩尔质量计算 (15)

3.4平均密度计算 (15)

3.5液体平均表面张力计算 (18)

3.6液体平均粘度计算 (20)

4 精馏塔的气、液相负荷计算 (22)

4.1精馏段气、液相负荷计算 (22)

4.2提馏段气、液相负荷计算 (22)

5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (23)

5.1塔径的计算 (23)

5.2精馏塔有效高度的计算 (25)

6 塔板主要工艺尺寸的计算 (25)

6.1溢流装置计算 (25)

6.2塔板布置 (27)

7 筛板的流体力学验算 (30)

7.1塔板压降 (30)

7.2液面落差 (32)

7.3液沫夹带 (32)

7.4漏液 (33)

7.5液泛 (33)

8 塔板负荷性能图 (34)

8.1精馏段塔板负荷性能图 (35)

8.2提馏段塔板负荷性能图 (37)

9 精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (41)

10 精馏塔接管尺寸计算 (42)

10.1塔顶进气管 (42)

10.2塔顶回流液管 (43)

10.3进料管 (43)

10.4塔釜出料管 (43)

10.5塔釜进气管 (43)

11 主要辅助设备的选型 (44)

11.1冷凝器的设计 (44)

11.1.1确定设计方案 (44)

11.1.2确定物性数据 (44)

11.1.3计算热负荷 (45)

（1）壳程液流量 (45)

（2）壳程流体的汽化潜热 (45)

（3）热负荷 (46)

11.1.4逆流平均温差 (46)

11.1.5冷却水用量 ........................................................................46 11.1.6估算传热面积 .....................................................................47 11.1.7换热器的工艺结构尺寸............................................................47 11.1.8换热器核算...........................................................................48 11.1.9换热器主要结构尺寸和计算结果................................................51 11.2再沸器的设计...........................................................................52 11.2.1有关物性的确定.....................................................................52 11.2.2估算传热面积、初选换热器型号................................................53 11.2.3传热能力核算 .....................................................................55 11.2.4循环流量的校核 (61)

（1）计算循环推动力D P ∆ (61)

（2）循环阻力f P ∆ (61)

（3）循环推动力D P ∆与循环阻力f P ∆的比值 ..........................................63 11.2.5再热器主要结构尺寸和计算结果 (63)

第三部分 其它

1 对设计过程的评述、有关问题的讨论和设计自我评价 ........................64 2 参考文献 .................................................................................65 3 致谢 .......................................................................................66 4 绘制工艺流程图、设备图 (66)