毕业设计--年产3.0万吨甲苯的甲苯-邻二甲苯浮阀式精馏塔的设计及计算

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1、 化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 院（系）名称 化学与化工学院 专 业 名 称 化学工程与工艺 年 级 班 级 学 生 姓 名 学 号 指导教师姓名 1 目录 一、设计条件 . 1 二、设计内容 . 1 三、浮阀塔流程工艺图 2 四、精馏塔的物料衡算及条件设计 . 2 （1）、甲苯、邻二甲苯物料衡算 . 2 （2）、塔顶、塔釜工艺参数. 3 五、确定适宜回流比 6 六、求理论板及实际塔板层数（采用捷算法）. 7 七、确定进料板位置 8 八、确定换热器热负荷及换热面积 . 8 （1）预热器热负荷及换热面积计算. 9 （2）冷凝器热负荷及换热面积计算. 9 （3）再沸器热负荷及换热面

2、积计算. 10 九、塔板计算及板间距计算: 10 （1）精馏段及提馏段流量计算. 10 （2）精馏段及提馏段体积流量计算. 10 精馏段.10 提溜段. 11 （3）塔径及板间距计算. 12 精馏段在塔顶设定工艺条件下12 提溜段塔径及板间距设计.12 十、塔板布置 13 （1）堰长、堰高及堰上液层高. 13 （2）降液管宽度及截面积. 14 （3）降液管底隙高度. 14 （4）浮阀数目及排列. 14 十一、对精馏段塔板进行流体力学验算及负荷性能图核算 .15 （1）精馏塔段流体力学验算. 15 气相通过浮阀塔板压降 15 1 2 防止液泛验算 16 3 防止雾沫夹带的核算16 （2）精馏段进

3、行塔板负荷性能的核算. 17 1雾沫夹带线：按泛点率 80%计算 17 2 液泛线.17 3液相负荷上限线.17 4漏液线.18 5液相负荷下线限.18 十二、提馏段流力学验算及负荷性能核算 .19 （1）提馏塔段流体力学验算. 19 1 气相通过浮阀塔板压降 19 2 防止液泛验算 20 3 防止雾沫夹带的核算20 （2） 提留段塔板负荷性能核算. 21 1雾沫夹带 .21 2 )夜冷线 .21 3液相负荷上线 21 4漏液线.21 5 液相负荷下线限.22 十三、换热器的选型及核算23 、换热器类型选取及传热系数的核算. 23 类型选取 .23 核算总传热系数.23 十四、主要接管尺寸的选

4、取25 （1）进料管. 25 （2）回流管. 25 （3）釜液出口管. 25 （4）塔顶蒸汽管. 26 （5）加热蒸汽管. 26 十五、设计结果一览表十五、设计结果一览表 27 参考文献 .28 1 化 工 理 课 程 设 计 任 务 书 专业： 化学工程与工艺 班级： 08 化工 1 班 姓名： 曹艳松 学号：18040201010 设计日期： 2011 年 4 月 设计题目： 年产 3.0 万吨甲苯的甲苯-邻二甲苯浮阀式精馏塔的设计及计算 一、设计条件： 进料量 F = 93.4 kmol/h 进料组成 F x = 0.5 （摩尔分率） 进料温度 tF = 130oC 气液混合进料 进料压

5、力 P进 =107.4kpa 产品要求 D x = 97% 回收率 = 97% 每年生产时间 300 天，每天工作时间 24 小时，共 7200 小时。 单板压降0.6Kpa；塔顶表压为 3.5Kpa 二、设计内容： (1)精馏塔的物料衡算； (2)塔板数的确定； (3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； (4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算； (5)塔板主要工艺尺寸的计算； (6)塔板的流体力学验算； (7)塔板负荷性能图； (8)精馏塔接管尺寸计算； 2 (9)绘制生产工艺流程图； (10)绘制精馏塔设计条件图； 三、浮阀塔流程工艺图 四、精馏塔的物料衡算及条件设计 （1） 、甲苯、邻二甲苯

6、物料衡算 甲苯的摩尔质量=92 kg/kmol 邻二甲苯的摩尔质量=106 kg/kmol 原料处理量F=93.4kmol/h 进料苯的摩尔分率 F x=0.5 塔顶苯的摩尔分率 D x=0.97 塔顶易挥发组分的回收率 =97% 总物料衡算： F = D + W 易挥发（甲苯）组分衡算： W FDW FxDxx 塔顶易挥发组分（苯）的回收率： = D D 100% F F x x 3 联立解得 hmolh/7.46/mol 7.90 .50.4937.90 x xF D D F W=F-D=93.4-46.3=46. 3.00 W xD-xF x DF W 所以塔顶甲苯流率为 45.3kmol/h 塔底甲苯流率为 1.4kmol/h （2） 、塔顶、塔釜工艺参数： 由甲苯-邻二甲苯恒压下 T-X-Y 相图可知甲苯-邻二甲苯混合液可视为理想物系。