1、 化工原理课程设计化工原理课程设计 -苯苯-甲苯筛板式连续精馏塔设计甲苯筛板式连续精馏塔设计 系系 部部 ： 专业年级专业年级 ： 姓姓 名名 ： 指导老师指导老师 ： 2012 年年 12 月月 目 录 摘 要 . 3 第一章 前言. 1 第二章 设计方案的确定 . 3 2.1 操作条件的确定 . 3 2.2 确定设计方案的原则 4 第三章 塔体计算 5 3.1 设计方案的确定 . 5 3.2 精馏塔的物料衡算 5 第四章 塔板计算 6 4.1 塔板数的确定 . 6 4.2 精馏段的计算 . 8 设计小结 21 摘摘 要要 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工炼油石油化工 等工业
2、中得到广泛的应用。化工原理课程设计是综合运用化工原理课程和 物理化学 ， 化工制图等所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性 实践学习，是理论联系实际的桥梁，在整个学习过程中起着培养自己能力的重 要作用。通过课程设计，使自己更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元 操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高综合运用理论知识和技能的能力，问 题分析能力，思考问题能力，计算能力等。 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作， 在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下 （有 时加质量剂） ，使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥 发度的
3、不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移， 实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连 续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行 分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用 来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将 其分离。 本设计的题目是苯甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求 下，确定设计方案，设计内容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算， 精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。 关键词：关键词：板式塔；苯-甲苯；工艺计算；结构图 1
4、 第一章 前言 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据 塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数 目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈 阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体 自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质 热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要求是： （1）生产能力大； （2）传热、传质效率高； （3）气流的摩擦阻力小； （4）操作稳定，适应性强，操作弹性大； （5）结构简 单，材料耗用量少； （6）
5、制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵 塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类： （1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导 向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S 型、多降液管塔板； （2）无降液管的塔板， 如穿流式筛板（栅板） 、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板， 如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为 80.1，熔点为 5.5，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气 味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为 0.88g/ml，但其分子质量比水 重。苯难溶于水，1 升水中最多溶解 1.7g 苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶 解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最
6、简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃 烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ，沸点为 111 。甲苯带有一种特殊的 芳香味（与苯的气味类似） ，在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体， 密度为 0866 克厘米 3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961） 。甲苯几 乎不溶于水(0,52 g/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯 仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为 0,6 mPa s，也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为 40.940 kJ/kg，闪点为 4 ， 燃点为 535 。 分离苯和甲苯，可以利用二者沸点的不同，采用塔式设备改变其温度，使 2 2 其分离并分别进行回收和储存。板式精馏塔、浮法塔都是常用的塔类型，可以 根据不同塔各自特点选择所需要的塔。 筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、 鼓泡通过板上液层，形成气液
