化工原理课程设计筛板塔的设计

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1、 1 能源工程系能源工程系课程设计任务书课程设计任务书 课程名称 化工原理课程设计 课程代码 设计时间 第 16 周、18 周 指导教师 专 业 特种能源技术与工程 班 级 一、课程设计任务（题目）及要求一、课程设计任务（题目）及要求 （一）设计任务：筛板塔设计 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物，原料液处理量为 3800kg/h、组成为 0.42(苯 的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液的组成为 0.96，塔底釜液的组成为 0.02。 设计条件如下： 操作压力 4kPa(塔顶表压) 进料热状况 自选 回流比 自选 单板压降 0.7kPa 全塔效率 ET=50% 气候条件 忽略 试根据

2、上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。设计基本资料见主要参考资料。 （二）设计要求 1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。 2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 3、最后提交的课程设计成果包括： a) 课程设计说明书纸质文件。 b) 课程设计说明书电子文件。 c) 课程设计计算电子表格文件。 二、对课程设计成果的要求二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求） 1、分析课程设计题目的要求； 2、写出详细设计说明； 3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据； 4、设计完成后提交课程设计说明书； 5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书

3、面整洁、版面编排符合要求。 6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料2121 页设计示例执行。理 论塔板数的求取用逐板计算法。Af和 Wd的求取按自己推导的公式进行。 三、主要参考资料三、主要参考资料 1 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002 年 6 月. 2 陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008 年 8 月. 2 目 录 1 设计方案的确定 4 2 精馏塔的物料衡算 4 2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 5 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 5 2.3 物料衡算 5 3 塔板数的确定 6 3.1 确定

4、回流比 6 3.2 精馏段操作线 6 3.3 提馏段操作线 6 3.4 实际板层数的求取 7 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 8 4.1 操作压力计算 8 4.2 操作温度计算 8 4.3 平均摩尔质量计算 9 4.4 平均密度计算 9 4.5 液体平均表面张力计算 10 4.6 液体平均黏度计算 11 5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 12 5.1 塔径的计算 12 5.2 精馏塔有效高度的计算 13 6 塔板主要工艺尺寸的计算 . 13 6.1 溢流装置计算 14 6.2 塔板布置 15 7 筛板的流体力学验算 . 17 7.1 塔板压降 17 7.2 液面落差 18 7.3 液沫夹

5、带 18 3 7.4 漏液 18 7.5 液泛 19 8.塔板负荷性能图 . 20 8.1 漏液线 20 8.2 液沫夹带线 20 8.3 液相负荷下限线 21 8.5 液泛线 22 4 1 设计方案的确定 本设计任务为分离苯甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用 泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷 凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系， 最下回流比较小，故操作回流比取最小回流比的 2 倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后 送至储罐。 5 2 精馏塔的物料衡算 2

6、.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 苯的摩尔质量 k m o lkgM A 11.78 甲苯的摩尔质量 k m o lkgM B 13.92 461.0 13.9258.011.7842.0 11.7842.0 F x 966.0 13.9204.011.7896.0 11.7896.0 D x 023.0 13.9298.011.7802.0 11.7802.0 W x 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 molkgM molkgM molkgM W D F 81.9113.92)023.01(11.78023.0 59.7813.92)966.01(11.78966.0 67.8513.92)461.01(11.78461.0 2.3 物料衡算 原料处理量 hk m o lF36.44 67.85 3800 总物料衡算 WD 36.44 苯物料衡算 WD023.0966.0461.036.