化工原理课程设计--甲苯—二甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计

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1、 化工原理课程设计化工原理课程设计 甲苯甲苯二甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计二甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计 学院：化工学院学院：化工学院 班级：班级： 姓名：姓名： 学号：学号： 指导老师：指导老师： - 1 - 目目 录录 一 序2 二 原始数据3 三 设计计算5 四 物料衡算5 五 塔顶温度、塔底温度及最小回流比计算5 六 确定最佳操作回流比及塔板层数8 七 塔板结构计算14 八 溢流堰高度及堰上液层高度的确定16 九 板面筛孔布置的设计16 十 水力学性能参数及校核16 十一塔板负荷性能图18 十二筛板设计计算的主要结果：21 十三主要符号说明（略）22 十四. 主要参考文献22 十五

2、 双组分连续精馏的流程图23 十六 结束语24 - 2 - 序序 混合物的分离是化工生产过程中的重要过程。混合物分为均相和非均相物系,非 均相物系的分离主要依靠质点运动与流体流动原理实现分离,而化学工业中通常遇到 的是均相分离,通常有精馏，吸收，萃取和干燥等单元的操作。 精馏是分离液体混合物 （含可液化的气体混合物） 最常用的一种典型单元操作， 在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。按蒸馏方式分为简单蒸馏，平衡 蒸馏，精馏和特殊精馏等。当混合物各组分挥发度差别很小或形成共沸时，采用精 馏。精馏是多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合 液得到几乎完全的分离。工业

3、上以精馏应用最为广泛。精馏过程在能量剂的驱动下 （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挥 发度的不同，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。该过程是同时进行传质、传热的过程。精馏塔是大 型的设备组装件，分为板式塔和填料塔两大类。一般处理物料量较大时多采用板式 塔。板式塔又有筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等。 本次设计任务为设计一定产品纯度的精馏塔，实现甲苯二甲苯的分离。鉴于 甲苯二甲苯体系比较易于分离，待处理料液清洁的特点，同时对筛板塔的结构， 性能做了较充分的研究，认识到只要设计合理，操作正确，就可以获得较满意的

4、塔 板效率和一定的操作弹性。设计决定选用筛板塔。 本设计的具体流程：原料液（甲苯和二甲苯，且泡点进料）经预热器加热到指 定的温度后，送入塔的进料板上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板下降，最 后流入塔的再沸器中。在每层塔板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行传质、 - 3 - 传热。 操作时， 连续地从塔底再沸器取出部分液体作为塔底产品(或为塔釜残液排出)， 部分液体气化， 产生的蒸气依次上升通过各层塔板。 塔顶蒸气进入冷凝器中被部分(选 择适当的回流比)冷凝，并将部分冷凝液用泵或靠位差送回塔顶作为回流液体，其余 部分经冷却器后被送出作为塔顶产品。 本课程设计的主要内容是过程的物料衡算、热量

5、衡算，工艺计算，结构设计和校 核。 设计时间为 2013 年 6 月 - 4 - 化工原理课程设计化工原理课程设计 . .原始数据原始数据 1. 设计题目：双组分连续精馏筛板塔的设计 2. 原料处理量：1.35104kg/h 3. 原料组成： 4. 分离要求： （1） ：馏出液中低沸点组分的含量不低于 0.97（质量分率） 。 （2） ：馏出液中低沸点组分的收率不低于 0.975（质量分率） 。 5. 操作条件： （1） ：操作压力：常压。 （2） ：进料及回流状态：泡点液体。 组分名称 甲苯 二甲苯 组成（质量分率） 0.65 0.35 - 5 - . .设计计算设计计算 一、一、 物料衡算物料衡算 苯的摩尔质量：MA=92kg/kmol 甲苯的摩尔质量：MB=106kg/kmol 原料液摩尔分率： 6815.0 106 65.01 92 65.0 92 65.0 F x 塔顶产品摩尔分率： 9739.0 106 97.01 92 97.0 92/97.0 D x 原料液的平均摩尔质量：M=0.6815