苯甲苯筛板式精馏塔设计终结版.docx

化工原理

课程设计说明书

筛板式精馏塔设计

姓名 高江超

.

班级 化工102

学号2010012075

指导老师 朱宪荣

目录

第一部分 概述

一、设计题目 3

二、设计任务 3

三、设计条件 3

四、工艺流程图… 3

第二部分 工艺设计计算

一、设计方案的确定 4

二、精馏塔的物料衡算 4

资料

.

原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 4

原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 4

物料衡算原料处理量 4

三、塔板数的确定 4

理论板层数NT的求取 4

实际板层数的求取 6

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 6

操作压力计算 6

操作温度计算 6

平均摩尔质量计算 6

⑴塔顶摩尔质量计算 6

⑵进料板平均摩尔质量计算 6

⑶提馏段平均摩尔质量 7

平均密度计算 7

⑴气相平均密度计算 7

⑵液相平均密度计算 7

液相平均表面张力计算 7

⑴塔顶液相平均表面张力计算 7

⑵进料板液相平均表面张力计算 7

液相平均粘度计算 8

⑴塔顶液相平均粘度计算 8

⑵进料板液相平均粘度计算 8

五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 8

塔径的计算 8

精馏塔有效高度计算 9

六、塔板主要工艺尺寸的计算 9

溢流装置计算 9

⑴堰长l

W

..................................................9

⑵溢流堰高度h

W

...........................................9

⑶弓形降液管宽度W

d

和截面积A

f

..........................9

塔板布置 9

⑴塔板的分块 9

⑵边缘区宽度确定 9

⑶开孔区面积计算 9

⑷筛孔计算及其排列 10

资料

.

七、筛板的流体力学验算 11

塔板压降 11

⑴干板阻力h

c

计算 11

⑵气体通过液层的阻力hL计算 11

⑶液体表面张力的阻力h计算 11

液面落差 12

液沫夹带 12

4.漏液 12

5.液泛 12

八、塔板负荷性能图 13

漏液线 13

液沫夹带线 13

液相负荷下限线 14

液相负荷上限线 14

液泛线 14

九、设计一览表 16

十、参考文献… 17

第一部分 概述

一、设计题目：筛板式精馏塔设计

资料

.

二、设计任务：

试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。已知原料液的处理量为20000吨/年，组成为0.50（苯的质量分数），要求塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜液的

组成为0.02。

三、设计条件

操作压力进料热状况

操作压力

进料热状况

回流比

单板压降

厂址

表压

泡点进料

自选

0.7kPa

齐齐哈尔地区

四、工艺流程图

原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。以测量物流的各项参

数。

资料

.

第二部分 工艺设计计算

一、 设计方案的确定

本设计任务书为分离苯-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，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流

的2倍、

二、苯-甲苯的物性参数表

资料

.

三、精馏塔的物料衡算

A原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量 M =78.11Kg/mol

A

B甲苯的摩尔质量 M =92.14Kg/mol

B

X = 0.50/78.11 =0.54

F 0.50/78.11?0.50/92.14

=X 0.99/78.11 =0.99

=

D 0.99/78.11?0.01/92.14

X = 0.02/78.11 =0.024

W 0.02/78.11?0.98/92.14

原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

FM=0.54?78.11+(1-0.54)?92.14=84.56Kg/mol

F

DM =0.99?78.11+(1-0.99)?92.14=78.25Kg/mol

D

资料

.

MW=0.024?78.11+(1-0.024)?92.14=91.79Kg/mol

物料衡算原料处理量

F=2778=32.85