化工原理课程设计--苯－甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔）

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1、 化工原理课程设计 第 1 页 共 30 页 目录目录 第第 1 章章 前言前言 . 3 1.1 设计题目 . 3 1.2 精馏及精馏流程 3 1.3 精馏的分类 . 4 1.4 精馏操作的特点 4 1.5 塔板的类型与选择 5 1.6 相关符号说明 . 5 第第 2 章章 精馏塔的精馏段的设计计算精馏塔的精馏段的设计计算 . 7 2.1 设计方案的确定 7 2.2 精馏塔的物料衡算 7 2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 .7 2.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 7 2.2.3物料衡算 8 2.3 塔板数的确定 8 2.3.1 理论板层数的确定 8 2.3.2实际板层数求

2、取 10 2.4 精馏塔的精馏段工艺条件及有关物性数据的计算 . 11 2.4.1精馏段的操作压力 11 2.4.2精馏段的操作温度 11 2.4.3精馏段气、液混合物的平均摩尔质量 .11 2.4.4精馏段气、液相的平均密度 12 2.4.5精馏段液相平均表面张力 12 2.5 精馏段的塔体工艺尺寸计算 13 2.5.1精馏段塔径和实际空塔气速的确定 13 2.5.2精馏段精馏塔有效高度的求取 . 15 2.6 精馏段塔板主要工艺尺寸的计算 .15 化工原理课程设计 第 2 页 共 30 页 2.6.1精馏段溢流装置性能参数的确定. 15 2.6.2精馏段塔板布置及浮阀的数目与排列 16 2

3、.7 精馏段塔板流体力学验算 18 2.7.1精馏段气相通过浮阀塔板的压降. 18 2.7.2精馏段降液管中清夜层高度的确定 19 2.8 精馏段塔板负荷性能图 20 2.8.1精馏段雾沫夹带线 . 20 2.8.2精馏段液泛线 21 2.8.3精馏段液相负荷上限线. 22 2.8.4精馏段漏液线 22 2.8.5精馏段液相负荷下限线. 22 第第 3 章浮阀塔板工艺设计结果一览表章浮阀塔板工艺设计结果一览表 24 第第 4 4 章章 设计过程的评述和讨论设计过程的评述和讨论 . 25 4.1 回流比的选择 .25 4.2 塔高和塔径.25 4.3 精馏塔的操作和调节25 第第 5 章塔附件设

4、计章塔附件设计 26 5.1 附件的计算26 5.1.1接管 26 5.1.2筒体与封头. 27 参考文献参考文献. 29 课程设计心得课程设计心得 . 30 化工原理课程设计 第 3 页 共 30 页 第第 1 章章 前言前言 1.1 设计题目 苯甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔） 1.2 精馏及精馏流程 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 是混合物得到几乎完全的分离。精馏可视为由多次蒸馏演变而来的。 精馏操作广泛用于分离纯化各种混合物，是化工、医药、食品等工业中尤为 常见的单元操作。化工成产中，精馏主要用于以下几种目的: 获得馏出液塔顶的产品； 将溶液多级分

5、离后，收集馏出液，用于获得甲苯，氯苯等； 脱出杂质获得纯净的溶剂或半成品，如酒精提纯，进行精馏操作的设备叫 做精馏塔。 精馏过程中采用连续精馏流程，原料液经预热器加热到指定温度后，送入精 馏塔的进料板，在进料板上与自塔顶上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最 后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质 的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品，部分汽化， 产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝，并将部 分冷凝液用泵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。 根据精馏原理可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，

6、必须同时拥有塔底再 沸器和塔顶冷凝器，有时还有配原料液，预热器、回流液泵等附属设备，才能实 现整个操作。 化工原理课程设计 第 4 页 共 30 页 1.3 精馏的分类 按操作方式可分为:间歇式和连续式，工业上大多数精馏过程都是采用连续 稳定的操作过程。 化工中的精馏操作大多数是分离多组分溶液。多组分精馏的特点： 能保证产品质量，满足工艺要求，生产能力大； 流程短，设备投资费用少； 耗能量低，收率高，操作费用低； 操作管理方便。 1.4 精馏操作的特点 从上述对精馏过程的简单介绍可知， 常见的精馏塔的两端分别为汽化成分 的冷凝和液体的沸腾的传热过程，精馏塔也就是一种换热器。但和一般的传热过 程相比，精馏操作又有如下特点： （1)沸点升高 精馏的溶液中含有沸点不同的溶剂， 在相同的压力下溶液的蒸汽压较同温度 下纯溶剂的汽化压低，使溶液的沸点高于醇溶液的沸点，这种现象称为沸点的升 高。在加热汽化温度一定的情况下，汽化溶液时的传热温差必定小于加热纯溶剂 的纯温差，而且溶液的浓度越高，这种影响也越显著。 （2)物料的工艺特性 精馏溶液本身具有某些特性， 如某些物料在加入到