课程设计---苯-甲苯混合液分离精馏塔设计

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1、 1 化化 工工 原原 理理 课课 程程 设设 计计 题目题目 苯苯- -甲苯混合液分离精馏塔设计甲苯混合液分离精馏塔设计 教教 学学 院院 化工与生物技术工程学院化工与生物技术工程学院 专业班级专业班级 化工化工 1102 1102 学生姓名学生姓名 学生学号学生学号 指导教师指导教师 20132013 年年 1212 月月 1 1 日日 2 课程设计任务书课程设计任务书 适用于 1102 级化学工程与工艺专业：学号：2140 号 1、设计题目：、设计题目：苯-甲苯混合液分离精馏塔设计 2、设计基本条件、设计基本条件： （1）操作压力（塔顶） ：常压； （2）进料温度：tF=tB（泡点） ；

2、 （3）塔顶产品苯含量：xD=0.98 (质量分率)； （4）塔釜液含苯含量不大于 0.02（质量分数） ； （5）年运行时间 7200 小时； （6）塔板采用筛板； （7）塔顶采用全冷凝、泡点回流； （8）塔釜采用饱和蒸汽间接加热； 3、设计任务：、设计任务： （1）完成精馏塔工艺设计计算、设备设计计算（物料衡算、能量衡算和设备计算） ； （2）精馏塔附属设备的简单计算和选用（换热器、泵、贮罐等） ； （3）撰写设计说明书（word 文档上机打印） ； （4） 绘制精馏塔工艺条件图 （计算机绘图软件独立设计绘制 （A4 图纸， 尺寸 297 mmmm 210） ；组织并绘制苯/甲苯精馏工艺流

3、程图（手工绘制（A3 图纸，尺寸 420mm 297mm） 。 4、分组情况：、分组情况：按照苯质量分率和年处理量不同分组如下， 3 目 录 绪论6 第一节 概述7 1.1 精馏操作对塔设备的要求7 1.2 板式塔类型7 1.2.1 筛板塔 7 1.2.2 浮阀塔7 1.3 精馏塔的设计步骤7 第二节 设计方案的确定 . 8 2.1 操作条件的确定8 2.1.1 操作压力8 2.1.2 进料状态8 2.1.3 加热方式8 2.1.4 冷却剂与出口温度8 2.1.5 热能的利用8 2.2 确定设计方案的原则8 第三节 板式精馏塔的工艺计算 . 9 3.1 物料衡算与操作线方程.9 3.1.1 常

4、规塔10 3.1.2 直接蒸汽加热17 第四节 板式塔主要尺寸的设计计算20 4.1 塔的有效高度和板间距的初选20 4.1.1 塔的有效高度20 4.1.2 板间距的初选20 4.2 塔径22 4.2.1 初步计算塔径22 4.2.2 塔径的圆整23 4.2.3 塔径的核算24 第五节 板式塔的结构.28 5.1 塔的总体结构 . 28 5.2 塔体总高度30 4 5.2.1 塔顶空间 HD31 5.2.2 人孔数目.31 5.2.3 塔底空间HB.31 5.3 塔板结构.31 5.3.1 整块式塔板结构31 第六节 精馏装置的附属设 备.391 6.1 回流冷凝器31 6.2 管壳式换热器

5、的设计与选型33 6.2.1 流体流动阻力（压强降）的计算.33 6.3 再沸器35 6.4 离心泵的选择36 结论结论39 主要符号说明41 结束语.43 参考文献44 附录.45 5 摘摘 要要 本次设计,主要以苯和甲苯为实验物系， 在给定的操作条件下对板式精馏塔进行物料和 热量衡算。并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图，此设计针对二元物系的精馏问题 进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。 本次设计采用的精馏装置有精馏塔,蒸馏釜(再沸器),冷凝器等设备,热量从塔釜输入, 物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,把塔底热产品先与进 料进行热交换,

6、然后再冷却，最后完成传热传质。 综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分 离提纯， 塔板为碳钢材料， 塔顶使用全凝器， 部分回流。 选取回流比R为 2Rmin， Drickamer 和 bradford 的精馏塔全塔效率关联图得到全塔效率 T E为 52%，设定每块板压降P 为 0.7 kP a，板间距 T H0.4m， 确定了塔的主要工艺尺寸。精馏段实际板数为 13，提馏段实 际板数 16。实际加料位置在第 14 块板。通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学 验算，均在安全操作范围内。 本设计说明书的主要内容包括：物料衡算、热量衡算、主体设备设计、主体设备选型 和泵的设计等。塔顶冷凝装置采用全凝器，以便于准确控制回流比。塔底再沸器采用蒸汽 冷凝加热，提供釜液再沸时所需热