苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计-化工原理课程设计.docxVIP

PAGE 31 设计任务书 题目：苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计 原始数据： 年处理量：35000 进料组成：45%（苯质量分数） 塔顶产品浓度：98%（苯质量分数） 塔底釜液含甲苯量不低于98%（以质量计） 每年实际生产天数：330天（24小时/天） 冷却水温度：30℃ 饱和水蒸气压力：2.5kgf/cm2（表压） 泡点进料，塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降0.7kPa，塔顶全凝，泡点回流。 R /Rmin = 1.3 。 设计内容： 确定全套精馏装置的流程，绘出工艺流程示意图； 精馏塔的工艺计算与结构设计： 1） 物料衡算确定理论板数和实际板数；（可采用计算机编程） 2） 按精馏段首、末板计算塔径并圆整； 3） 确定塔板和降液管结构； 4） 按精馏段的首、末板进行流体力学校核； 5）绘制精馏段塔板的负荷性能图； 6）进行全塔优化，要求操作弹性大于2。 计算塔高； 估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、选出冷凝器型号；估算塔顶回流泵流量、扬程，初选泵型号。 绘制精馏塔装配图、塔板结构布置图； 设计结果概要或塔设计计算结果汇总； 设计小结和参考文献。 设计基础数据 表1 苯和甲苯的物理性质 项目 分子式 分子量 沸点/℃ 临界温度tc/℃ 临界压力pc/kPa 苯 C6H6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯 C7H8 92.13 110.6 318.57 4107.7 表2 气液相平衡数据 苯-甲苯溶液，p=101.3kPa , （p82，表3-21数据更多些） 沸点/℃ x%（液相中苯的摩尔分数） y%（液相中苯的摩尔分数） 110.4 0.0 0.0 108.0 6.0 13.8 106.0 10.8 23.2 104.0 15.8 31.9 102 21.0 39.9 100 26.4 47.3 98 32.2 54.3 96 38.3 60.8 94 44.6 66.8 92 51.3 72.5 90 58.4 77.8 88 66.0 82.9 86 73.8 87.6 84 82.4 92.1 82 91.5 96.4 81 96.3 98.5 80.2 100.0 100.0 1.饱和蒸汽压：苯和甲苯的饱和蒸汽压可由Antoine方程式求算。 Logp0=A-B/(t+C) 式中 t——物系温度，℃ P0——饱和蒸汽压，kPa； 表3 A、B、C——Antoine常数。 组分 A B C 苯 6.023 1206.35 220.24 甲苯 6.078 1343.94 219.58 表4 苯和甲苯的液相密度ρ（kg/m3） 温度/℃ 80 90 100 110 120 ρ 苯 815 803.9 792.5 780.3 768.9 甲苯 800 800.2 790.3 780.3 770.0 表5 液体表面张力σ（mN/m） 温度/℃ 80 90 100 110 120 σ 苯 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49 甲苯 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31 表6 液体粘度μ（mPa*s） 温度/℃ 80 90 100 110 120 μ 苯 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 甲苯 0.311 0.286 0.264 0.254 0.228 表7 液体汽化热r（kJ/kg） 温度/℃ 80 90 100 110 120 r 苯 394.1 386.9 379.3 371.5 363.2 甲苯 379.9 373.8 367.6 361.2 354.6 表8 液体热容Cp（kJ/kg·K） Cp=A+BT+CT2+DT3，式中T——物系温度，K；A、B、C、D——常数。 组分 A B C D Cp 苯 1.3836 -0.000416 5.428*10-6 0 甲苯 2.0671 -0.008148 3.226*10-5 3.0126*10-9 目录 TOC \o 1-3 \h \u 一 序 言 二 流程说明、工艺流程图绘制 三 设计计算 3.1 精馏塔的物料衡算 3.2 塔板数的确定 3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 3.6 筛板的流体力学验算 3.7 塔板负荷性能图 四 板式塔得结构与附属设备 4.1附件的计算 4.1.1接管 4.1.2冷凝器 4.1.3 再沸器 4.1.4 泵的选型 4.2 板式塔结构 五 设计心得体会 六 参考文献