河南化工學院
化工原理課程設計
題目篩板精餾塔分離苯—甲苯工藝設計
教學院化工與材料工程學院
專業班級安技 1001
學生姓名 ***
學生學號 *********
指導教師 ***
2023年12 月 21日
摘要一緒論二
2.1.1原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分率 2
2.1.2原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量2
2.4.1求精餾塔的氣液相負荷 3
2.4.2求操作線方程3
2.5精餾塔理論塔板數及理論加料位置3
第三章精餾塔主要工藝尺寸的設計計算 5
3.1物性資料計算 5
3.2精餾塔主要工藝尺寸的計算 9
3.3篩板流體力學驗算 13
3.4塔板負荷效能圖 16
第四章熱量衡算 21
4.1塔頂氣體上公升的焓 21
4.2回流液的焓 21
4.3塔頂餾出液的焓 21
4.4冷凝器消耗焓 21
4.5進料的焓 21
4.6塔底殘液的焓 21
4.7再沸器的焓 22
第五章塔的附屬裝置的計算 23
5.1塔頂冷凝器設計計算 23
5.2幫浦的選型 24
5.4塔總體高度的設計 25
結論 27
致謝 28
參考文獻 29
主要符號說明30
在此篩板精餾塔分離苯-甲苯的設計中，給定的條件為：
進料量為
塔頂組成為：
進料餾出液組成為：
塔釜組成:
加料熱狀態:q=1
塔頂操作壓強: (表壓)
首先根據精餾塔的物料衡算，求得d和w，通過**法確定最小回流比；再根據操作線方程，運用**法求得精餾塔理論板數，確定溫度奧康奈爾公式求的板效率，繼而求得實際板數，確定加料位置。
然後進行精餾段和提餾段的設計工藝計算，求得各工藝尺寸，確定精餾塔裝置結構。繼而對篩板的流體力學進行驗算，檢驗是否符合精餾塔裝置的要求，作出塔板負荷效能圖，對精餾塔的工藝條件進行適當的調整，使其處於最佳的工作狀態。
第二步進行塔頂換熱器的設計計算。先選定換熱器的型別，確定物性資料，計算傳熱系數和傳熱面積。然後對進料幫浦進行設計，確定型別。
關鍵詞：
苯-甲苯、精餾、**法、負荷效能圖、精餾塔裝置結構塔附屬裝置
下圖為連續精餾過程簡圖：
出料回流
苯蒸汽塔底緒論
在本設計中我們使用篩板塔，篩板塔的突出優點是結構簡單,造價低。合理的設計和適當的操作篩板塔能滿足要求的操作彈性，而且效率高。採用篩板可解決堵塞問題，適當控制漏液。
篩板與泡罩板的差別在於取消了泡罩與公升氣管，而直接在板上開很多小直徑的孔——篩孔。操作時氣體以高速通過小孔上公升，液體則通過降液管流到下一層板。分散成泡的氣體使板上液層成為強烈湍動的泡沫層。
相同條件下，篩板塔生產能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦約高10%—15%，而每板壓力降則低30%左右，適用於真空蒸餾；塔板效率較高，但稍低於浮閥塔。具有較高的操作彈性，但稍低於泡罩塔。其缺點是小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理髒的、粘性大的和帶固體粒子的料液。
本設計任務為分離苯——甲苯混合物。對於二元混合物的分離，應採用連續精餾流程。設計中採用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點後送入精餾塔內。
塔頂上公升蒸氣採用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內，其餘部分經產品冷卻器冷卻後送至儲罐。該物系屬易分物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜採用間接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻後送至儲罐。
任務書上規定的生產任務長期固定，適宜採用連續精流流程。貯罐中的原料液用機幫浦加入精餾塔；塔釜再沸器用低壓蒸汽作為熱源加熱料液；精餾塔塔頂設有全凝器，冷凝液部分利用重力泡點回流；部分連續採出到產品罐。簡易流程如下，具體流程見附圖。
出料 苯——甲苯混合液回流
塔底出料圖1
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