1、课程设计说明书 2 3.4.2 液面落差 22 3.4.3 液沫夹带 22 3.4.4 漏液 22 3.4.5 液泛 23 3.5 塔板负荷性能图 23 3.5.1 漏夜线 23 3.5.2 液泛夹带线 24 3.5.3 液相负荷下限线 25 3.5.4 液相负荷上限线 25 3.5.5 液泛线 26 3.6 各接管尺寸的确定 . 29 3.6.1 进料管 29 3.6.2 釜残液出料管 29 3.6.3 回流液管 30 3.6.4 塔顶上升蒸汽管 . 30 四符号说明 . 30 五总结和设计评述 31 课程设计说明书 4 ( 1 ) 塔内气液负荷的计算; ( 2 ) 塔径的计算; ( 3 )
2、 塔板结构图设计和计算； ( 4 )流体力学校核； ( 5 )塔板负荷性能计算； ( 6 )塔接管尺寸计算； ( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 5、 辅助设备选型与计算 6、 设计结果汇总 7、 工艺流程图及精馏塔装配图 8、 设计评述 课程设计说明书 6 1.4 技术来源技术来源 目前，精馏塔的设计方法以严格的计算为主，也有一些简化的模型，但是严格的 计算对于连续精馏塔时最常采用的。 1.5 设计任务和要求设计任务和要求 原料：苯甲苯溶液，年产量时 5 万吨， 苯含量：50%（质量分数） ，原料液的温度：泡点温度 设计要求：塔顶产品组成 99%（质量分数） ，塔底产品组成 2%（质
3、量分数） 二设计方案选择二设计方案选择 2.1 塔形的选择塔形的选择 根据生产任务，若按年工作日 300 天，每天工作 24 小时，产品的流量是 5555.56kg/h，因为苯甲苯物系的黏度较小，流量较大，所以选用筛板塔，筛板 塔结构简单，造价低，气体压降低，生产能力大。 2.2 操作条件的选择操作条件的选择 22.1 操作压力操作压力 由于苯甲苯物系对温度的依赖性不强，常压下是液态，为降低塔的操作 费用，操作压力选为常压。 其中塔顶的压力为 101.33kpa。 塔底的压力为 101.33+N0.7kpa 2.2.2 进料状态进料状态 蒸馏虽有五种进料状态，但是饱和进料是进料温度不受季节，气
4、温变化和 课程设计说明书 8 W M=0.02478.11+(1-0.024)92.13=91.79 kg/kmol 由此可查得原料夜，塔顶和塔底混合物的沸点，以上计算结果见表 3-1 表 31 名称 原料液 F 溜出液 D 釜残液 W x（摩尔分数） 0.541 0.992 0.024 平均摩尔质量 Kg/kmol 84.55 78.22 91.79 沸点.C 94 80.8 108.3 3.1.2 物料衡算物料衡算 已年工作日为 300 天，每天工作 24 小时计，进料为： 原物料处理量： F= 55.84 7200/105 7 =82.13 kmol/h (公式 3.1-3) 总物料衡算
5、： 82.13=D+W (公式 3.1-4) 苯的物料衡算： 82.130.541=D0.992+W0.024 联立解得： D=43.86 kmol/h W=38.27 kmol/h 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定最小回流比及操作回流比的确定 由手册查得苯甲苯物系的汽液平衡资料，绘出 xy图（ 化工原理第三 版，王志魁） 苯甲苯系在总压 101.3kpa 下的 t-x(y)关系 表 3-2 沸点 t/ 苯摩尔数 沸点 t/ 苯摩尔数 气相 液相 气相 液相 80.1 1.000 1.000 100 0.256 0.4534 84 0.822 0.921 104 0.155 0.305
6、 88 0.659 0.830 108 0.508 0.127 92 0.508 0.720 110.6 0 0 96 0.376 0.596 课程设计说明书 10 y = V L x - W x V W =1.291 x -0.007 3.1.5 逐板法求逐板法求理论理论塔板塔板数数 相对挥发度的求解： Ct 0 8.80时 查得：015.2 8.8079.220 033.1211 03055.6lg A p (公式 3.1-8) kpaPA53.103 601.1 8.80482.219 8.1344 07954.6lg B p kpaPB91.39 594.2/ 00 1 BA PP 同理得Ct 0 3.108时，kpaPA51.225 k p aPB801.94 3787.2 2 ， 484.2 2.1 相平衡方程 y= X X )1(1 由y1=xD=0.992代入上式得 x1=
