[工学]化工原理课程设计——精馏塔

《[工学]化工原理课程设计——精馏塔》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、*化工原理课程设计*课题名称：苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计学生姓名：杜欣阳学号：09040031专业：环境工程班级：09401成绩：指导教师：廖庆玲设计时间：2011年11月25日至2011年12月25日目录目录1前言3设计任务4一．设计项目4二．设计条件4三．设计内容与要求4塔板的工艺设计5一．精馏塔全塔物料衡算5二．物性衡算6三．理论塔板的计算13四．精馏塔塔径工艺尺寸的初步计算15五．溢流装置18六．塔板分布及浮阀数20塔板的流体力学计算23一．气相通过浮阀塔板的压降23二．淹塔24三．液沫夹带25四．塔板负荷性能图26塔附件设计31一．接管31二．裙座32三．筒体

2、与封头33四．除沫器33五．人孔和手孔33附属设备设计34一．冷凝器的选择34二．再沸器选择34全塔工艺设计结果总汇35设计感想36参考文献37前言塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。塔设备中常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却和回收气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等。塔设备应满足的条件：气液两相能充分接触、生产能力及弹性大、操作稳定、流体流动阻力小、结构简单、材料耗用量少、制造和安装容易、耐腐蚀和不易阻塞、调节及检修方

3、便。板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低，故工业上多采用板式塔。因而本设计要求设计板式塔。设计任务一．设计项目苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计二．设计条件1.原料液处理量：吨/年（每年按天生产日计算）2.进料液苯含量：(质量分率)3.进料状态：即4.塔顶馏出液中苯含量：（质量分率）5.塔底苯含量：（质量分率）6.回流方式：泡点回流7.操作压力：常压8.塔板类型：浮阀塔板三．设计内容与要求1.绘制工艺流程图2.绘制塔设备总装配图或工艺条件图3.编制工艺设计说明书塔板的工艺设计一．精馏塔全塔物料衡算苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量1.原料苯组成2.塔顶组成3.塔底组成4

4、.进料量5.物料衡算式总物料衡算：苯物料衡算：即，联立，得二．物性衡算表1-1常压下苯-甲苯气液平衡组成与温度的关系苯(分率)温度苯(分率)温度苯(分率)温度液相气相液相气相液相气相00110.639.761.895.280.391.484.48.821.2106.148.971.092.190.395.782.320.037.0102.259.278.989.49597.981.230.050.098.670.085.386.810010080.21.精馏段物性衡算1.1操作温度利用常压下苯-甲苯气液平衡组成与温度的关系表格，由插值法分别求塔顶、进料处、塔底的温度、、，

5、则得得得所以，精馏段平均温度为1.2平均密度已知，混合液密度由求得，而混合气密度可由式算，其中为质量分数，为平均相对分子质量。又知塔顶温度为，进料温度为，塔底温度，根据表1，利用插值法分别求出三处的气相组成，过程如下：：得：得：得所以，精馏段液相组成精馏段气相组成进而求出气液相的平均摩尔质量，过程如下：根据表1-2，即不同温度下苯-甲苯的密度表格，分别求得在、、下的苯和甲苯的密度（单位）。表1-2不同温度下苯-甲苯的密度温度苯的密度甲苯的密度8081480990805801100791791110778780120763768则时，得得得时，得得得时，得得得所以，精馏段的

6、液相平均密度：又塔顶、进料和塔底的气相的平均摩尔质量分别为：塔顶、进料处和塔底的气相密度分别为：所以，精馏段气相平均密度为：1.3混合物的平均粘度由精馏段的平均温度，查液体的粘度常数表以及粘度图，知苯的粘度为，甲苯的粘度为。所以，精馏段的平均粘度：1.4相对挥发度由气相和液相组成和，按公式，求得其相对挥发度，如下：精馏段的平均相对挥发度：1.5混合液体的平均表面张力表1-3不同温度下苯-甲苯的表面张力温度苯的表面张力甲苯的表面张力8020.320.69019.619.710018.518.811017.217.512016.116.5液相的平均表面张力依下式计算，即由，根

7、据表3，则塔顶的液相平均表面张力，得得所以，，则进料板液相平均表面张力为得得所以，，则塔底液相平均表面张力为得得所以，精馏段平均表面张力为2.提馏段物性衡算2.1操作温度已求得，，可求出提馏段操作温度为：2.2平均密度前面已求出，，，所以，提馏段液相组成提馏段气相组成进而求出气液相的平均摩尔质量，过程如下：且已根据表2，即不同温度下苯-甲苯的密度表格，求得了在、下的苯和甲苯的密度，知，。所以，提馏段的液相平均密度：又得知前面算出的进料和塔底的气相的平均摩尔质量分别为，，根据公式，求得的进料板和塔底的气相平均密度分别为和。所以，