苯-甲苯浮阀式精馏塔的计算与设计

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1、.林化工亏後化工原理课程设题目：苯一甲苯连续精饱塔设计化工原理课程设计任务书一、设计题目：苯一甲苯连续精馏塔设计二、原始数据及条件原料：苯的含量Xfo为37%（质量百分比，下同）的常温液体分离要求：塔顶苯的含量Xdo不低于95.5%塔底苯的含量XwG不高于1%建厂地址：吉林市三、设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1、刖g2、流程的确定和说明（附流程简图）3、生产条件的确定和说明4、精馏塔的设计计算5、附属设备的选型和计算6、设计结构列表7、设计结果的讨论和说明8、注明参考和使用的设计资料9、结束语（二）绘制

2、一个带控制点的工艺流程图（三）绘制精馏塔的工艺条件图四、设计日期：2010年11月08日至2010年12月13日糾1II第1章绪论11.1设计流程11.2设计思路2第2章精馏塔的工艺设计22.1产品浓度的计算22.2最小回流比的计算和适宜回流比的确定32.3物料衡算42.4精馏段和提馏段操作线方程52.5逐板法确定理论板数及进料位賈（编程）52.6全塔效率、实际板数及实际加料位置5第3章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算63.1物性数据计算63.2精馏塔主要工艺尺寸的计算83.3塔板主要工艺尺寸的计算103.4塔板流体力学校核

3、133.5塔板符合性能图15第4章热量衡算184.1热量衡算示意图184.2热量衡算18第5章塔附属设备的计算215.1简体与封头215.2除沫器21s2捃庙9?5:4塔总二二二:二二二二二二二:Z:二二二二二二二二二二二二二二二二二225.5换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算225.6进料管的设计235.7泵的选型235.8贮罐的计算25第6章结论256.1256.2主要数据结果总汇25全吉$i吾27参考文献错误!未定义书签。附录1主要符号说明错误!未定义书签。附录2程序框图28附录3精馏塔工艺条件图错误!未定

4、义书签。附录4生产工艺流程图错误!未定义书签。教！J币评语错误!未定义书签。摘耍本次化工原理课程设计，设计出了苯一甲苯得分离设备一连续浮阀式精馏塔。进料摩尔分数为0.41,使塔顶产品苯的摩尔含量达到0.965,塔底釜液摩尔分数为0.035o综合工艺方便，经济及安全多方面考虑，本设计采用了浮阀式塔板对苯一甲苯溶液进行分离提纯。按照逐板法计算理论塔板数为12块，其中精馏段塔板数为5块，提馏段塔板数为7块。根据经验是算得全塔效率为0.538,塔顶使用全凝器，泡点[H]流。精馏段实际板数为10块，提馏段实际板数为13块，实际加料

5、板位置在第11块板。由精馏段的工艺计算得到塔经lm,塔总高16.7m。通过流体力学验算表明此塔的工艺尺寸符合要求，由负荷性能图可以看出此精馏塔冇较好的操做性能，精馏段操作弹性为1.48。塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管，预热器采用管壳式换热器。用133.3°C饱和水蒸气加热，饱和水蒸气走壳程，进料液走管程。关键词：苯一甲苯浮阀精馏物料衡算绪论1.1设计流程本设计任务为分离苯一一甲苯混合物。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。塔顶上升蒸气采用全凝器

6、冷凝，冷凝液在泡点下一部分问流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分物系，最小冋流比较小，故操作冋流比取最小冋流比的1.2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。设计流程框图如下：任务书上规定的生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔;塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液;精馏塔塔顶设冇全凝器，冷凝液部分利用重力泡点冋流；部分连续采出到产品罐。简易流程如下，具体流程见附图。1-原料罐，2-进料罐，3-苯、甲苯精馏塔，4-塔顶全凝器，5-再沸器1.2设计思路本次课

7、程设计的任务是设计苯一甲苯精馏塔，塔型为浮阀式板塔，进料为两组份进料，且苯与甲苯的挥发度有明显差别，可用一个塔进行精馏分离。要分离的组分在常压下均是液体，因此操作在常压下即可进行，进料为泡点进料，需预热器。同时在塔顶设置冷凝器，在塔底设置再沸器，由于塔顶不许汽相出料，故釆用全凝，又因所设计的塔较高，应用泵强制冋流。1.2.1加热方式本设计的加热方式为塔底间接加热。1.2.2回流比的选择选择操作回流比为最小回流比的2倍。1.2.3塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择冷凝方式为全凝,冷却介质为冷水。精馆塔的工艺设计产品浓度的

8、计算M苯=78.11，M中苯=92.14摩尔分数XP:0.41FX,fO.965X,=0.035摩尔质量ME=XKM苯+(1-Xk)M中苯=0.41x78.11+(1-0.41)x92.14=86.39kg/kmolMd=XJ)M：i：+a-XI))=0.965x78.11?+(1-0.965)x92.14=78.6