分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计[优秀]

食品工程原理课程设计说明书

筛板式精馏塔设计

目录

第一部分概述

一、设计题目 (3)

二、设计任务 (3)

三、设计条件 (3)

四、工艺流程图 (3)

第二部分工艺设计计算

一、设计方案的确定 (4)

二、精馏塔的物料衡算 (4)

1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4)

3.物料衡算原料处理量 (4)

三、塔板数的确定 (4)

N的求取 (4)

1.理论板层数

T

2.实际板层数的求取 (6)

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)

1.操作压力计算 (6)

2.操作温度计算 (6)

3.平均摩尔质量计算 (6)

⑴塔顶摩尔质量计算 (6)

⑵进料板平均摩尔质量计算 (6)

⑶提馏段平均摩尔质量 (7)

4.平均密度计算 (7)

⑴气相平均密度计算 (7)

⑵液相平均密度计算 (7)

5.液相平均表面张力计算 (7)

⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7)

⑵进料板液相平均表面张力计算 (7)

6.液相平均粘度计算 (8)

⑴塔顶液相平均粘度计算 (8)

⑵进料板液相平均粘度计算 (8)

五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)

1.塔径的计算 (8)

2.精馏塔有效高度计算 (9)

六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9)

1.溢流装置计算 (9)

l (9)

⑴堰长

W

h (9)

⑵溢流堰高度

W

⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A (9)

2.塔板布置 (9)

⑴塔板的分块 (9)

⑵边缘区宽度确定 (9)

⑶ 开孔区面积计算 (9)

⑷筛孔计算及其排列 (10)

七、筛板的流体力学验算 (11)

1.塔板压降 (11)

⑴干板阻力c h 计算 (11)

⑵气体通过液层的阻力L h 计算 (11)

⑶液体表面张力的阻力 h 计算 (11)

2.液面落差 (12)

3.液沫夹带 (12)

4.漏液 (12)

5.液泛 (12)

八、塔板负荷性能图 (13)

1.漏液线 (13)

2.液沫夹带线 (13)

3.液相负荷下限线 (14)

4.液相负荷上限线 (14)

5.液泛线 (14)

九、设计一览表 (16)

十、参考文献 (17)

第一部分 概述

一、设计题目:筛板式精馏塔设计

二、设计任务:

试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔.已知原料液的处理量为4000千克

/h,组成为0.38(苯的质量分数),要求塔顶馏出液的组成为0.98,塔底釜液的组成为

0.01.

三、设计条件

试根据上述工艺条件作出筛板的设计计算.

四、工艺流程图

原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内.操作时连续的从再沸器中取出部分液

体作为塔底产品(釜残液)再沸器中原料液部分汽化,产生上升蒸汽,依次通过各层塔板.塔顶

蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝,然后进入贮槽再经过冷却器冷却.并将冷凝液借助

重力作用送回塔顶作为回流液体,其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品.为了使精馏

塔连续的稳定的进行,流程中还要考虑设置原料槽.产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽.

且在适当位置设置必要的仪表(流量计、温度计和压力表).以测量物流的各项参数.

第二部分 工艺设计计算 操作压力

进料热状况 回流比 单板压降 全塔效率 4kPa(塔顶表压) 自选 自选 ≤0.7kPa %52E =T

一、 设计方案的确定

本设计任务书为分离苯-甲苯混合物.对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程.设计

中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内,其余部分经产品冷却器冷

却后送至储罐.该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍.

二、精馏塔的物料衡算

1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数

苯的摩尔质量 A M =78.11千克/米ol

甲苯的摩尔质量 B M =92.14千克/米ol

F X =14.92/62.011.78/38.011

.78/38.0+=0..420

D X =14.92/02.011.78/98.011

.78/98.0+=0.983

W X =14.92/99.011.78/01.011

.78/01.0+=0.012

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

F M =0.420⨯78.11+(1-0.420)⨯92.14=86.25千克/米ol

D M =0.983⨯78.11+(1-0.983)⨯92.14=78.35千克/米ol

W M =0.012⨯78.11+(1-0.012)⨯92.14=91.96千克/米ol

3.物料衡算原料处理量

F =25.864000

=46.38千米ol/h

总物料衡算 46.38=D+W

苯物料衡算 46.38⨯0.420=0.983⨯D+0.012⨯W

联立解得 D=19.49千克/米ol,W=26.89千克/米ol

三、塔板数的确定

1.理论板层数T N 的求取

苯-甲苯属理论物系,可采用图解法求理论板层数.

y

1.0 1