1、 化工原理课程设计化工原理课程设计 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 指导老师 学 生 化学化工学院 化学工程与工艺 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 1 目 录 一 设计任务.2 1.设计题目 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 .2 2.工艺条件 2 二 设计内容.2 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图（见附图） 。 .2 2.工艺参数的确定2 2.1 基础数据.2 2.2 全塔的物料衡算 3 2.3 塔板数的确定4 2.4 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 .6 2.5 塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 .8 3.主要设
2、备的工艺尺寸计算 11 3.1 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算. 11 3.2 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算. 13 4.流体力学计算 . 15 4.1 精馏段塔板上的流体力学验算 15 4.2 提馏段塔板上的流体力学验算 20 5 主要附属设备设计计算及选型 24 5.1 精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算. 24 5.2 进料管线管径 26 5.3 原料泵的选择 27 三 精馏塔的设计计算结果汇总一览表 27 四 参考文献. 28 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 2 课程设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 一 设计任务 1.设计题目 筛板式连续精馏塔及其主要附属
3、设备设计 2.工艺条件 生产能力：70000 吨/年（料液） 年工作日：300 天 原料组成：60%苯，40%氯苯（摩尔分率，下同） 产品组成：馏出液 97%苯，釜液 1%苯 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比： 自选 二 设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图（见附图） 。 2.工艺参数的确定 2.1 基础数据 2.1.1.组分的饱和蒸汽压 i p（mmHg） 温度， （） 80 90 100 110 120 130 131.8 i p 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205
4、293 400 543 719 760 2.1.2 组分的液相密度 （kg/m3） 温度， （） 80 90 100 110 120 130 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912 推荐：t A 1886.113.912 氯苯 t B 1 1 1.11 1 2 7 推荐：t B 0657.14.1124 式中的 t 为温度，。 2.1.3 组分的表面张力（mN/m） 温度， （） 80 85 110 115 120 131 苯 21.2 20.6 17.
5、3 16.8 16.3 15.3 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 3 氯苯 26.1 25.7 22.7 22.2 21.6 20.4 双组分混合液体的表面张力 m 可按下式计算： ABBA BA m xx （ BA xx 、为 A、B组分的摩尔分率） 2.1.4 氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为 35.3103kJ/kmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38.0 1c 2c 38.0 1 2 tt tt r r （氯苯的临界温度：C2.359 c t） 2.1.5 其他物性数据可查化工原理附录。 2.2 全塔的物料衡算 2.2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率
6、苯和氯苯的相对摩尔质量分别为 78.11 和 112.61kg/kmol。 6.0 F x 97.0 D x 01.0 W x 2.2.2 平均摩尔质量 kg/kmol91.9161.1126.016.011.78 F M kg/kmol145.7961.11297.0197.011.78 D M kg/kmol265.11261.11201.0101.011.78 W M 2.2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 依题给条件：一年以 300 天，一天以 24 小时计，有： /h105.78kmolkg/h2.9722t/a70000F全塔物料衡算： h40.77kmol/W kmol/h01.65D 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 4 2.3 塔板数的确定 2.3.1 理论塔板数 T N的求取 苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法（MT 法）求取 T N，步骤如
