南京工业大学化学化工学院化工原理课程设计PAGEPAGE32吉林化工学院化工原理课程设计题目筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级材化0801学生姓名学生学号08150108指导教师张福胜2010年6月14日目录TOC\o"1-2"\u摘要一绪论二第一章流程及流程说明PAGEREF_Toc185913165\h1第二章精馏塔工艺的设计PAGEREF_Toc185913166\h22.1产品浓度的计算PAGEREF_Toc185913167\h22.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率22.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量22.2最小回流比的确定PAGEREF_Toc185913170\h32.3物料衡算32.4精馏段和提馏段操作线方程PAGEREF_Toc185913172\h32.4.1求精馏塔的气液相负荷32.4.2求操作线方程32.5精馏塔理论塔板数及理论加料位置32.6实际板数的计算32.7实际塔板数及实际加料位置3第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算53.1物性数据计算53.2精馏塔主要工艺尺寸的计算93.3筛板流体力学验算133.4塔板负荷性能图16第四章热量衡算214.1塔顶气体上升的焓214.2回流液的焓214.3塔顶馏出液的焓214.4冷凝器消耗焓214.5进料的焓214.6塔底残液的焓214.7再沸器的焓22第五章塔的附属设备的计算235.1塔顶冷凝器设计计算235.2泵的选型245.4塔总体高度的设计25结论27致谢28参考文献29主要符号说明30摘要在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中，给定的条件为：进料量为塔顶组成为：进料馏出液组成为：塔釜组成:加料热状态:q=1塔顶操作压强:(表压)首先根据精馏塔的物料衡算，求得D和W，通过图解法确定最小回流比；再根据操作线方程，运用图解法求得精馏塔理论板数，确定温度奥康奈尔公式求的板效率，继而求得实际板数，确定加料位置。然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算，求得各工艺尺寸，确定精馏塔设备结构。继而对筛板的流体力学进行验算，检验是否符合精馏塔设备的要求，作出塔板负荷性能图，对精馏塔的工艺条件进行适当的调整，使其处于最佳的工作状态。第二步进行塔顶换热器的设计计算。先选定换热器的类型，确定物性数据，计算传热系数和传热面积。然后对进料泵进行设计，确定类型。关键词：苯-甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构塔附属设备下图为连续精馏过程简图：出料回流苯蒸汽塔底绪论在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单,造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高。采用筛板可解决堵塞问题，适当控制漏液。筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管，而直接在板上开很多小直径的孔——筛孔。操作时气体以高速通过小孔上升，液体则通过降液管流到下一层板。分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层。相同条件下，筛板塔生产能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦约高10%—15%，而每板压力降则低30%左右，适用于真空蒸馏；塔板效率较高，但稍低于浮阀塔。具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。其缺点是小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。第一章流程及流程说明本设计任务为分离苯——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。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。任务书上规定的生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔；塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液；精馏塔塔顶设有全凝器，冷凝液部分利用重力泡点回流；部分连续采出到产品罐。简易流程如下，具体流程见附图。出料苯——甲苯混合液回流塔底出料图1第二章精馏塔工艺的设计2.1产品浓度的计算2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量=78.11kg/mol甲苯的摩尔质量=92.13kg/mol产品中苯的质量分数==0.984进料中苯的质量分数==0.54残液中苯的质量分数=0.0352.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量苯——