化工原理课程设计---分离苯—甲苯混合物的精馏塔设计

1、 化工原理课程设计 说 明 书 设计题目：分离苯甲苯混合物的精馏塔设计 学 校：* 班 级：* 设 计 者：* 指导老师：* 设计时间：2012 年 7 月 11 日 2012 年 7 月 17 日 1 目录 设计任务p.2 前言.p.3 精馏装置工艺流程图 (附图 1) 精馏塔设计计算 基本数据的计算 p.4 回流比的计算p.4 塔板数的计算p.5 精馏塔的工艺设计 塔径的计算 .p.7 塔高的计算 .p.9 塔板数的计算和设计 .p.9 精馏塔的负荷性能的计算 塔板负荷性能的计算 . p.12 塔板的流体力学校核 . p.14 精馏塔的辅助设备 塔顶冷凝器 . p.17 塔底再沸器 . p

2、.20 设计小结 p.22 参考文献 p.23 附图 连续精馏流程图 苯甲苯的温度组成相图 图解法球理论塔板数 RN 关联图 塔板布置图 精馏段塔板负荷性能图 提馏段塔板负荷性能图 2 设计任务 设计题目：分离苯甲苯混合物的精馏塔的设计 3 前言 本课程实际的题目是分离苯甲苯混合物的精馏塔的设计， 精馏操作是一门重要的化工 单元操作， 此操作主要在塔设备中进行， 使均相液体混合物经多次部分气化和多次部分液化， 以达到使混合物系分离或得到较高纯度的组分的目的， 精馏设计的主要任务是根据物系性质 和工艺要求，确定操作条件，选择一定的塔形，进行工艺和设备尺寸的计算。 精馏装置的流程比较定型，一般包括

3、：精馏塔，塔顶蒸汽冷凝器，塔底再沸器，原料加 热器以及输送设备等。 气液传质设备主要是塔设备， 其中最重要的类型为板式塔和填料塔。 板式塔主要有筛板 塔，泡罩塔和浮阀塔。本设计为筛板塔。 筛板塔踏板上开有很多直径约几毫米的筛孔， 操作时液体进入进料板， 沿板面从一侧流 到另一侧，越过出口堰的上沿，落入降液管而进入下一层，如此逐层下流，塔板出口的溢流 堰使板上维持一定的液层高度，用于气液交换。气体从塔底端到达最底层一层板的上方，经 由板上的筛孔逐渐上升，由于板上液层的存在，气体通过每一层板上的筛孔时，分散成很多 气泡，气体符合一般都大到足以使气泡紧密接触，不断合并和破裂，使液层成为泡沫层，为 两

4、相接触提供大的相界面积，并造成一定程度的湍动，这都有利于传质速率的提高。 筛板多采用不锈钢板或合金钢板制成，使用碳钢的比较少，孔的直径约为 38mm，以 45mm 较常用，板的厚度约为孔径的 0.40.8 倍，此外，又有一种大孔筛板，孔径在 10mm 以上，用于悬浮颗粒与脏污的场合。 筛板塔的结构简单， 造价低， 其生产能力较泡罩塔高 10%15%， 板效率约高 10%15%， 而每板压降则低 30%左右。所以本次设计采用筛板塔设计模式。 4 精馏塔的设计计算 一、精馏装置工艺流程图 精馏装置一般包括：精馏塔、塔顶蒸汽冷凝器、料液预热器、塔底再沸器、液体输 送设备和管路等，其工艺流程比较固定。工业生产中常见的精馏流程（附图 1） 。 二、塔的设计计算 1、 基本数据的计算 苯的分子量：78.1kg/kmol C6H6 甲苯的分子量：92.1kg/kmol C7H8 进料的平均分子量：MF=0.4178.1+0.5992.1=86.36kg/kmol 进料液的摩尔量为：F