1、 1 食品工程原理食品工程原理 课课程程设计设计 设计题目设计题目 甲苯甲苯-乙苯精馏塔设计乙苯精馏塔设计 学生姓名学生姓名 学生学号学生学号 专业班级专业班级 食品食品 10911091 班班 指导教师指导教师 设计时间设计时间 20112011 年年 1212 月月 2929 号号 2 目录目录 1、概述 . 4 1.1 设计题目 4 1.2 设计目的. 4 1.3 设计条件及主要物性参数表 4 1.4 设计内容 4 1.5 设计方案选定 5 2、 精馏塔的物料衡算 . 5 2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率. 5 2.2 物料衡算 6 3、塔板数的确定 6 3.1.理论板层数 NT
2、 的求取 6 3.2 图解法求理论板层数 . 8 3.3 实际塔板数 Np的求取 . 8 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 9 41 操作压力计算. 9 4.2 操作温度计算 9 4.3 平均摩尔质量的计算 . 9 4.4 平均密度计算 . 9 4.5 液体平均表面张力的计算 . 11 5、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 12 5.1 塔径的计算 . 12 5.2 精馏塔有效高度的计算. 13 6、塔板主要工艺尺寸的计算 13 6.1 精馏段溢流装置的计算： . 13 6.2 塔板布置 14 7.塔板流动性能的校核 14 7.1 液沫夹带的校核. 14 7.2 塔板压降 15 7.3 降液管
3、液泛校核 15 8、塔板负荷性能图 16 3 8.1 精馏段塔板负荷性能图 16 9、板式塔的结构与附属设备的计算和选型 19 9.1 塔体的空间 19 9.2 精馏塔的附属设备 . 19 10、所设计筛板与塔结构的主要结果汇总于下表. 19 11、主要接管尺寸的选取 . 20 11.1 进料管 . 20 11.2 回流管 . 20 11.3 釜液出口管 21 11.4 塔顶蒸汽管 21 11.5 加热蒸汽管 21 12、设计中的符号说明 . 21 13、参考文献 24 14、结束语 . 24 4 1、概述、概述 1.1 设计题目设计题目 甲苯乙苯精馏装置设计 1.2 设计目的设计目的 1.2
4、.1 通过甲苯-乙苯精馏装置设计，熟悉蒸馏装置的原理 1.2.2 加强对“食品科学与工程”及其化工原理知识的综合应用能力。 1.2.2 提高自己分析与解决工程的实际问题的能力。 1.2.3 培养查阅资料，选用公式和收集数值数据的能力，正确地选择设计参数。 掌握化工设计的基本程序和方法。 1.2.4 加强对“食品科学与工程”及其化工原理知识的综合应用能力。 1.2.5 树立正确的设计思想和实事求是，严谨，负责的工作作风。 1.3 设计条件及主要物性参数表设计条件及主要物性参数表 在一常压操作的连续精馏塔内分离甲苯乙苯混合物。 1、处理量： 27000 （吨/年） 。 2、操作周期：300 天/年
5、 3、进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的质量分数为 30%。 4、进料状态： 泡点进料 5、料液初温 ： 35 6、冷却水的温度： 30 7、饱和蒸汽压强：2.5Kgf/cm 2(1Kgf/cm2=98.066)KPa 8、精馏塔塔顶压强: 4 KPa(表压) 9、单板压降不大于 0.7 kPa 10、总塔效率为 0.6 11、分离要求：塔顶的甲苯含量不小于 99%(质量分数),塔底的 甲苯含量不大于 1%(质量分数)。 12、设备型式：筛板 1.4 设计设计内容内容 1.4.1 精馏塔的物料衡算； 1.4.2 塔板数的确定： 1.4.3 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算； 1.4.
6、4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 1.4.5 塔板主要工艺尺寸的计算； 1.4.6 塔板的流体力学验算： 5 1.4.7 塔板负荷性能图； 1.4.8 精馏塔接管尺寸计算； 1.4.9 绘制生产工艺流程图； 1.4.10 绘制精馏塔设计条件图； 1.4.11 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 1.5 设计方案选定设计方案选定 本设计任务为分离甲苯-乙苯混合物。 原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至 35后送入连续板式精馏塔 （筛板塔） ，塔顶上升蒸汽流采用立式自流式冷凝器冷凝后一部分作为回流液， 其余作为产品经冷却至 25后送至产品槽；塔釜采用卧式热虹吸再沸器提供气 相流，塔釜残液送至废热锅炉。 1.5.1 精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续 收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉 浓度范围内甲苯和乙苯的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。 1.5.2 塔板形式：根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔， 筛板塔处理能力大，塔板效率高，
