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课程设计


新疆工程学院 课程设计说明书

题目名称: 处理量为 40000t/y 苯-甲苯混合液分离 筛板塔的设计

部:

化学与环境工程 杨 尚 校 杨 智 勇
2016 年 6 月 26 日

专业班级:化学工程与工艺 13-1 学生姓名: 指导老师: 完成日期:

新疆工程学院 课程设计说明书
2016 学年 第二学期 专 业 化学工程与工艺 班级 13--1 2016 年 6 月 26 日 课程名称 化工原理 指导教师 杨智勇 设计地点 校内 处理量为 40000t/y 苯-甲苯混合液分 离筛板塔设计 2016.6.18—2016.6.26 周数 1 周

设计题目 起止时间

设计目的: 1 学习和掌握正确查阅相关资料和相应数据的转换 2.进行相关数的分析,处理,论证,进行产品设计 3.根据要求对产品进行优化,满足理论要求和实际生产要求 4.从理论和实际性出发,解决相关问题,对产品的设计结果的可行性 和先进性进行评价 设计任务或主要技术指标: 任务要求:一周时间内完成精馏塔工艺设计方案,运用最优化方法确 定最佳操作参数,并在此基础上完成工艺塔操作设计;精馏设备工艺结构 设计,有关附属设备的设计和选型,绘制简易的工艺流程图,塔板结构简 图,编制工艺设计说明书。 相关参数: 处理量:40000t/y, 料液初温:35℃, 料液浓度:50% (苯质量分数) , 塔底产品浓度:98%(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 (一年中有一个月检修) , 精馏塔塔顶压力:4Kpa(表压) , 冷却水温度:30℃, 饱和水蒸气 2 压:2.5Kgf/cm (表压), 设备形式:筛板塔 设计进度与要求: 1.在一周时间范围内,根据工艺要求,初步确定设计方案 2,根据方案的相关条件,对相关数据进行科学性计算和优化,使其满 足理论要求和实际生产要求 3,按照要求完成设计说明书的编制,排版以及印刷。 主要参考书及参考资料: [ 1 ] 诸林,王兵等.化工原理[M].北京.石油工业出版社,2007. [2] [3] [4] 夏清、陈常贵主编, 《化工原理》 (修订版) ,天津大学出版社,2005 《化工原理课程设计》 ,化工原理教研室 汪恺主编, 《机械设计标准应用手册》 第 1 版, 机械工业出版社, 1997

摘要
本设计对苯—甲苯混合液分离过程筛板精馏塔装置进行了设计, 主要进行了 以下工作:1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。2、对生产的主要 设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括:①精馏塔的物料衡算;②塔板数 的确定; ③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;④精馏塔的塔体工艺尺寸 计算;⑤精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。3、绘制了生产工艺流程图和精馏 塔设计条件图。4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。本设计简明、 合理,能满足初步生产工艺的需要,有一定的实践指导作用

关键词:苯--甲苯;分离过程;筛板塔

塔设备的应用有着悠久的历史,在很多工业部门都有应用,尤其用在化工、 石油、能源等部门。精馏塔是分离混合主份的常用方法。由于、蒸馏属于气液两 相见的传质过程。 塔设备主要包括以下两类:板式塔、填料塔两大类。对一个具体达到分离过 程,设计中选择何种塔型,应该根据生产能力、分离效率、塔压力降、操作弹性 等要求,并结合制造、维修、造价等因素综合考虑。精馏塔的设计主要包括以下 内容: ①根据分离任务和有关要求确定设计方案; ②初步确定精馏塔的结构尺寸; ③核算流体力学; ④确定塔的工艺结构; ⑤绘制塔板的负荷性能图

目录
第一章 设计条件和方案确定...................................... 1

1 设计任务 .................................................. 1 2.方案确定.................................................. 1 2.1 流程装置的确定: ...................................... 1 2.2 操作压力的选择........................................ 2 2.3 加料的方式............................................ 3 2.4 塔顶冷凝方式.......................................... 3 2.5 回流比的选择.......................................... 3 2.6 加热方式.............................................. 4 3 操作方案的说明: .......................................... 4 第二章 精馏塔的物料衡算........................................ 7

1.原料及塔顶产品的摩尔分率................................. 7 2.原料液及塔顶产品的平均摩尔质量............................ 7 3 塔板数的确定 .............................................. 7 3.1.理论板数 NT 的求取..................................... 7 3.2.实际板层数的求取...................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ..................... 10 4.1 操作压力的计算 ....................................... 10 4.2 操作温度的计算 ....................................... 10 4.3 平均摩尔质量的计算 ................................... 10 4.4 平均密度的计算 ....................................... 11 4.5 平均粘度的计算 ....................................... 11 4.6 液相平均表面张力的计算 ............................... 12 5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算................................. 12 5.1 塔径的计算 ........................................... 12 5.2.精馏塔有效高度的计算................................. 13 6.塔板主要工艺尺寸的计算................................... 14 6.1.溢流堰装置计算....................................... 14

6.2.塔板布置............................................. 14 7.塔版流体力学验算........................................ 15 7.1 塔板的压降........................................... 15 7.2 液面落差 ............................................. 16 7.3 液沫夹带............................................. 16 7.4 漏液................................................. 16 7.5 液泛................................................. 17 8.塔板负荷性能图........................................... 17 9.塔附件设计............................................... 18 9.1 附件的计算 ........................................... 18 9.2 附属设备设计......................................... 21 第三章 筛板塔设计计算结果..................................... 24

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