筛板式精馏塔设计化工原理课程设计报告书

化工原理课程设计

设计题目：筛板式精馏塔设计

目录概述（前言）

一、工艺计算

二、塔高及塔径计算

三、溢流装置设计

四、塔板布置

五、塔板校核

六、塔板负荷性能图

七、塔结构图

八、计算结果列表

参考文献

后记（小结）

设计任务书体系：苯-甲苯

学号：31-35

年处理量：12万吨

开工天数：300天

塔顶组成质量比：0.98 塔底组成质量比：0.05 进料组成质量比：0.50 进料状况：泡点进料

操作压力：常压

概述一、筛板精馏塔的结构特点：

筛板塔是扎板塔的一种，装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。塔气体在压差作用下由下而上，液体在自身重力作用下由上而下总体呈逆流流动。

筛板精馏塔的结构特点有：

1.结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60%左右，为浮阀塔的80%左右。

2.在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%~40%。

3.塔板效率较高，比泡罩塔高15%左右，但低于浮阀塔。

4.气体压力较小，每板压力比泡罩塔约低30%左右。

二、操作要点：

操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触.

三、应用中的优缺点：

优点:气液接触部件是引导气流进入液层，并保证气液充分，均匀而良好的接触，形成大量的又是不断更新的气液传质界面，而且要使气液间最后能够较易分离。通过筛孔的局部阻力和板上液层的重力使气体由下而上保持一定的压差以克服板间流动阻力。

缺点:1.小孔筛板以堵塞，不适宜处理脏的、黏性大的和带固体粒子的料液。2.操作弹性较小（约2~3）。

四、精馏装置流程图

1-原料液贮槽；2-加料泵；3-原料预热器；4-精馏塔；5-冷凝器；6-冷凝液贮槽；7-冷却器；8-观测罩；9-馏出液贮槽；10-残液贮槽；11-再沸器

操作流程如下：

如图所示，用泵2将原料液从贮槽1送至原料预热器3中，加热至一定温度后进入精馏塔4的中部。料液在进料板上与自塔上部下流的回流液体汇合，逐板溢流，最后流入塔底再沸器11中在再沸器液体被加热至一定温度，使之部分汽化，残液作为塔底产品，而将汽化产生的蒸气引回塔作为塔底气相回流。气相回流依次上升通过塔各层塔板，在塔板上液体接触进行热值交换。从塔顶上升的蒸气进入冷凝器5中被全部冷凝，并将一部分冷凝液作用塔顶回流液体，其余部分经冷却器7送入馏出液贮槽9中作为塔顶产品。

工艺计算

一、物料衡算

0.98

780.983

0.980.02

7892D x ==+

0.05780.058450.050.957892W x ==+

M 苯=78kg/kmol ，甲苯M =92kg/kmol

混合溶液平均摩尔质量

综上由：

{F

D

W

F

D W Fx Dx Wx

=+=+由

二、作T-x(y)、x-y 图

5412.09250

.07850.07850

.0=+=F x []koml

kg M x M x M B F A F /42.8492)5412.01(785412.0)1(=⨯-+⨯=-+=s mol F /0548.042.84360024300102.18

=⨯⨯⨯⨯=05845

.0983.05412.00548.00548.0⨯+⨯=⨯+=⇒W D W

D 02618

.002966.0==⇒D W

T-x(y)图 x-y 图

三、计算Rmin

苯-甲苯饱和蒸汽压数据

,T c 80.2 88 96 104 110.4 ,A P kPa 101.33 127.39 160.52 199.33 233.05 ,B P kPa

39.99

50.6

65

83.33

101.33

A A A

B A

A B B B A B

B P V P X P X P V P X P X ===由a=得

1101.33 2.53439.99a =

= 2127.39 2.51850.6a == 3160.52 2.47

65a ==

4199.33

2.392

83.33a == 5233.05 2.3101.33a ==

1234511

()(2.534 2.518 2.47 2.392 2.3) 2.443

55

m a a a a a a =++++=++++=因为进料方式为：

泡点进料 5412

.0==F X Xq

四、操作线方程

当所取最小回流比： 1． 精馏段方程 2．提馏段方程

对于泡点进料，提馏段下降的液体摩尔流量为

W=F-D=0.0548-0.0286=0.0262

3．q 线方程

对于泡点进料，q=1，q 线方程 4．相平衡方程

2.443 2.4431(1)1(2.4431)1 1.443ax x x a x x x ==

+-+-+y= 五、理论塔板数

110.983

D x ==．逐板计算：y

1110.983

0.9595

(1) 2.443(2.4431)0.983

y x a a y =

==----⨯

7423

.0)1(1=-+=

q

m q

m q x a x a y 1969

.1min ==

--q

q q D x y y x R 7954

.11969.15.15.1min

=⨯==R

R 3516.06423.01

11

+=+++=+n D n n x R x x R R

y 1061

.0.'min =+=+=F D R F L L 522.0=--=

w

D w

F x x x x F D 0286

.00548.0522.0522.0=⨯==F

D 01917.03279.1'''1

-=---=

+m w m m x x W

L W

x W L L y

5412.0==F X Xq 9679

.03516.06423.01

1112=+=+++=x R x x R R y D