课程设计--分离苯甲苯混合液的浮阀精馏塔设计

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1、 课 程 设 计 书 学 院： 材料与化学工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2015 年 6 月 2 日 课程设计任务书 14-15 学年 第二 学期 2015 年 6 月 2 日 专业 化学工程 与工艺 班级 化工 1202 课程名称 化工原理课程设计 设计题目 分离苯-甲苯混合液的浮阀精馏塔 指导教师 起止时间 2015.5.15-2015.6.2 周数 2 周 设计地点 设计目的：培养学生综合运用化工原理及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能 力， 及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能力，使学生掌握化工设计的基本程 序和方法，学生掌握化工设计的基本

2、程序和方法，得到一次化工设计的基本训练，设 计的基本训练，并应着重培养学生以下几方面的能力选用公式和搜集数据的能力。查 阅技术资料选用公式和搜集数据的能力。熟悉了解板式精馏塔在生活生产中的应用， 掌握精馏塔的基本原理。 设计任务或主要技术指标：在一常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液。已知原 料液的处理量为 5T/a，组成为 0.38（苯的质量分率，以下同） ，要求塔顶馏出液的组成 为 0.95，塔底釜液（残叶）的组成为 0.02。 设计条件： 操作压力 进料热状况 回流比 单板压降 全塔效率 建厂地址 4kPa（塔顶 常压） 自选 自选 0.006 m 故降液管底隙高度设计合理。 2.提

3、馏段： （1）堰长 w l 取 w l0.660.661.10.726Dm （2）溢流堰高度wLowhhh 选用平直堰，堰上液层高度 2 /3 2.84()/ 1000 s ow w L hE l 分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 湖南工学院化工原理课程设计 17 近似取1E ，则 3 2 /3 3.598103600 2.841()/ 10000.019 0.726 owhm 取板上清液层高度50Lhm m ，故0.050.0190.031wLowhhhm （3）弓形降液宽度d W 和截面积f A 由 w l0.726 = 0.66 D1.1 ， 查 弓 形 降 液 管 的 宽 度

4、 与 面 积 图 ， 得 df T wA =0. 072 ,=0. 124 AD 故 2 f A0.0720.0720.9500.068TAm 1.10.1240.136dWm 依下式验算液体在降液管中停留时间，即 fT 3 s 3600A H36000.0680.45 = 8.505s5 s L3.598103600 故降液管设计合理 （4）降液管底隙高度 s o wo L h= 3600lu ，取 o u0.20m / s 则 3 o 3.598103600 h=0.0248 36000.7260.10 m wo h- h= 0.031 - 0.0248 = 0.0062m 0.006 m

5、 故降液管底隙高度设计合理。 2.5.2 塔板布置 取边缘区宽度0.06,0.07mcSWmW破 沫 区 宽 度。 开孔区面积 a A按下式计算，即 2 22 a rx A= 2(xr- x+arcsin) 180r 分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 湖南工学院化工原理课程设计 18 其中， ds c D1 x =- (W+ W ) =-(0.124 + 0.07) = 0.306m 22 D1 r =- W=- 0.06 = 0.440m 22 故 2 222 a 0 0.440.306 A= 2(0.3060.440- 0.306+arcsin) = 0.524 m 1800.44 本例所处理的物系无腐蚀，可选用=3m m碳钢板，去筛孔直径0d =5m m， 筛孔按正三角形排列，取孔中心距0t=3d =15m m，筛孔数目 n为 a 22 0.524 n=1.155=1.155=2690 t0.015 A 个 开孔率为 22 0d0.005 = 0.907= 0.907=10.1% t0.015 气孔通过阀孔的气速为 s 0 0 0.728 u =13.756m /s 0.1010.524 V A 3 塔的流体力学校验 3.1 校核 3.1.1 精馏段 塔板压降 干板阻力 c h计算 干板阻力 c h由 2 0V