化工原理课程设计--160吨天芳烃分离精馏塔设计

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1、化工原理课程设计 1 化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 题 目：160 吨/天芳烃分离精馏塔设计 学生姓名： 学 号： 专业班级：化学工程与工艺 指导教师： 2013 年 8 月 19 日2013 年 9 月 6 日 化工原理课程设计 2 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 专业 化学工程与工艺 班级： 学生： 一一 、题、题 目目 设计一连续操作精馏装置，用以分离 芳烃 混合物。 二、原二、原 始始 数数 据据 1 1、原、原 料料 处理量 160 吨/天 组成（质量分率） 苯，0.08；甲苯，0.35；乙苯 0.48；邻二甲苯 0.09； 进料状态（气化分率） 0 2

2、、 产品要求产品要求 塔顶产品 甲苯收率98.5% 塔底产品 乙苯收率98% 三、三、 设计要求设计要求 1. 用 Mathcad 、Excel或手算完成塔的简捷计算及塔板设计、换热器等的选用 2. 若在设计前已完成 Aspen plus 或 Pro软件的学习，采用软件完成塔的严格设计 3. 用 Autocad 绘制流程简图、浮阀排列图、塔体总图及塔盘装配图 4. 说明书（电子版） 5. 提交电子版文档及纸板：设计说明书、计算源程序、图纸 发出日期 2013 年 8 月 19 日 交入日期 2013 年 9 月 6 日 指导教师指导教师 化工原理课程设计 3 摘要摘要: :芳烃混合物苯、甲苯、

3、乙苯、邻二甲苯采用精馏原理，利用一连续操作精馏 塔，将其分离，并达到塔顶产品甲苯收率98.5%，塔底产品乙苯收率98%的产品分 离要求。 化工原理课程设计内容包括设计方案的确定、精馏塔的化工工艺计算、结构计算、 附属设备的选型与校核、工艺流程图的绘制、主体设备的图的绘制及设计说明书的编写 等。 而且要求对所设计的过程方案进行模拟、 优化。 本次设计运用到Aspen Plus、 MathCAD、 AutoCAD、EDR 等软件，综合运用所学的化工方面的知识，提高学生学以致用的能力。 关键词关键词：芳烃分离、工艺计算、设备计算 化工原理课程设计 4 目录目录 第一章 前言 7 第二章 流程简图 7

4、 第三章 物料衡算 . 8 3.1 全塔物料衡算 .8 3.2 塔的适宜工作条件 .11 3.2.1 操作压力的确定 .11 3.2.2 操作温度的确定 12 3.3 验证清晰分割 12 3.4 最小回流比的计算 . 15 3.5 最小理论板数的计算 . 16 3.6 实际回流比、塔板数、进料位置的计算 . 15 第四章 热量衡算 19 4.1 冷凝器、冷却器热负荷 19 4.2 塔顶产品带出的热量 . 20 4.3 进料带入的热量 . 20 4.4 塔底产品带出的热量 . 20 4.5 塔底再沸器的热负荷 . 21 4.6 散失于周围的热量 . 21 4.7 确定冷却水及加热蒸汽的用量 21

5、 第五章 板式精馏塔塔板设计 . 22 5.1 塔径的计算 . 22 5.1.1 计算精馏段塔径 22 5.1.2 计算提馏段塔径 27 5.2 塔板设计 . 31 5.2.1 溢流装置的设计 . 31 5.2.2 溢流堰的尺寸设计 . 32 5.2.3 受液盘的设计 . 32 5.2.4 降液管的设计 . 33 5.2.5 进口堰的设计 . 33 化工原理课程设计 5 5.3 塔板布置 . 34 5.3.1 浮阀的阀型 34 5.3.2 浮阀的排列 34 5.3.3 开孔率 34 5.3.4 塔板布置 35 5.3.5 标准化塔板布置 36 5.4 塔板的水力学校核 . 37 5.4.1 塔

6、板压降 . 37 5.4.2 雾沫夹带量 . 38 5.4.3 降液管内液面高度 40 5.4.4 漏液 42 5.4.5 液体在降液管内的停留时间及流速 . 42 5.4.6 塔板水力学校核及塔板的负荷性能图 . 43 第六章 塔体的初步计算 . 44 6.1 塔体设计 . 44 6.1.1 筒体 44 6.1.2 封头 45 6.1.3 人孔和手孔的设计 . 45 6.1.4 塔高 45 6.1.5 裙座 46 6.2 接管的设计 . 46 6.2.1 塔顶蒸汽出口管径 . 46 6.2.2 回流管管径 . 46 6.2.3 进料管管径 . 47 6.2.4 塔底出料管管径 . 47 6.2.5 塔顶至再沸器的接管管径 48 6.2.6 重沸器返塔联接管管径 49 第七章 塔的辅助设备选用 . 50 7.1 塔顶冷凝器选用 . 50 7.2 冷却器选用 . 59 化工原理课程设计 6 7.3 再沸器选