化工原理课程设计说明书---精馏塔设计

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1、 I 目 录 摘 要 1 1 引 言 2 1.1 化工原理课程设计的目的和要求 2 1.2 通过课程设计达到如下目的 2 2 概 述 3 2.1 精馏操作对塔设备的要求 3 2.2 板式塔类型 3 2.2.1 筛板塔 . 4 2.3 精馏塔的设计步骤 4 3 设计方案 5 3.1 操作条件的确定 5 3.1.1 操作压力 . 5 3.1.2 进料状态 5 3.1.3 加热方式 . 6 3.1.4 冷却剂与出口温度 . 6 3.1.5 回流方式的选择 . 6 3.1.6 热能的利用 . 6 3.2 确定设计方案的原则 7 3.2.1 满足工艺和操作的要求 7 3.2.2 满足经济上的要求 7 3

2、.2.3 保证安全生产 . 8 3.3 设计方案的确定 8 4 具体计算过程 9 4.1 精馏塔的物料衡算 . 9 4.1.1 原料业及塔顶、塔底产品的摩尔分率 . 9 4.1.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 9 4.1.3.物料衡算 9 4.2 理论塔板数 NT 的求取 . 9 4.2.1 求最小回流比及操作回流比 . 11 4.2.2 求精馏塔的气、液相负荷 11 4.2.3 求操作线方程 11 4.2.4 图解法求理论塔板数 11 4.2.5 实际板层数的求取 11 II 4.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 . 12 4.3.1 操作压力计算 12 4.3.2 操作温

3、度计算 12 4.3.3 平均摩尔质量计算 12 4.3.4 平均密度计算 13 4.3.5 液体平均表面张力计算 14 4.3.6.液体平均粘度计算 . 15 4.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 . 16 4.4.1 塔径的计算 16 4.4.2 精馏塔有效高度的计算 18 4.5 塔板主要工艺尺寸的设计 . 18 4.5.1 溢流装置计算 18 4.5.2 塔板布置 19 4.6 筛板的流体力学验算 . 20 4.6.1 塔板压降 20 4.6.2 液面落差 21 4.6.3 液沫夹带 21 4.6.4 漏液 21 4.6.5 液泛 21 4.7 塔板负荷性能 . 22 4.7.1 漏液线

4、22 4.7.2 液沫夹带线 22 4.7.3 液相负荷下限线 23 4.7.4 液相负荷上限线 23 4.7.5 液泛线 24 4.9 计算结果 . 25 5 总结 27 参考文献 28 致谢 29 1 摘 要 精馏是分离液体混合物 （含可液化的气体混合物） 最常用的一种单元操作， 在化工， 炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。本设计的题目是年处理 50000 吨的苯-甲苯精 馏塔设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，应采用连续精 馏的流程。 本设计要求提供了一定的工艺参数和工艺操作条件，在确定的工艺要求下，确定设 计方案，设计内容包括精馏塔工艺设计计算，再沸器工艺设计计算，精馏工艺过程流程 图，精馏塔设备结构图，塔盘结构图和设计说明书。 2 1 引 言 1.1 化工原理课程设计的目的和要求 化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节， 也是培养学生独立工作 的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案， 选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证