文档介绍：化工原理
课程设计说明书
苯-甲苯分离过程
筛板精馏塔设计
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专业班级
姓名:
学号:
指导老师:
设计时间:2012年5月25日—2012年6月8日
目录
第一部分课程设计任务书 ... ... .... 1
一、设计名称 3
二、设计条件 3
三、设计说明书内容 3
第二部分设计内容 3
一、设计任务 3
二、精馏塔的物料衡算 4
、塔底产品的摩尔质量 4
、塔底产品的摩尔分数和平均摩尔质量 4
4
三、塔板数的确定 5
5
6
7
四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 7
、温度的计算 7
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8
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9
五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 10
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11
六、塔板主要工艺尺寸的计算 11
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七、筛板的流体力学验算 14
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八、塔板负荷性能图 16
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6. 操作线 20
九、设计结果一览表 21
十、操作方案的说明: 23
附表 25
参考文献 27
第一部分课程设计任务书
一、设计名称
苯—甲苯分离过程筛板精馏塔设计
二、设计条件
1、设计产量:(苯),进料状态:气-液共存。料液原始温度为20度。
2、塔顶、塔底组成:自选。
3、塔底加热方式、塔顶冷凝水进出口温度、回流比根据情况确定。
4、每年实际生产时间:一年开工按300天计,每天工作24小时。
三、设计说明书内容
1、设计任务。
2、塔的工艺计算:包括全塔物料衡算、塔底及塔顶温度、精馏段和提馏段气液负荷、塔的理论板数、实际板数。
3、塔的结构设计:包括塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数及开孔率。
4、塔板流体力学验算。
5、塔板负荷性能图。
6、撰写设备结果一览表。
7、绘制精馏塔的设备图。
8、设计感想、设计评价。
9、参考文献。
第二部分设计内容
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。设计中采用气-液共存进料,将原料液通过预热器加热到一定温度后送入精馏塔内,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,。
一、设计任务
原料:苯、甲苯
年产量(苯):
原料组成(苯的质量分数,下同):40%
进料状态:气-液共存进料
塔顶产品组成:95%
塔底产品组成:2%
塔顶压强:4kPa(表压)
单板压降:<=
生产时间:300天/年,每天24小时运行
设备形式:筛板精馏塔
二、精馏塔的物料衡算
、塔底产品的摩尔质量
苯的摩尔质量= g/mol
甲苯的摩尔质量= g/mol
、塔底产品的摩尔分数和平均摩尔质量
=+ (1-)= g/mol
=+ (1-)= g/mol
=+ (1-)= g/mol
总物料衡算 D'+W'=F'
苯物料衡算 '+ '=
'
联立解得 D'= 4030 kg/h
W'= kg/h
F'= kg/h
三、塔板数的确定
在平均温度下查的:苯,,,甲苯,,,
加料液平均摩尔热容:
平均汽化热:
所以
将q线方程与相平衡方程联立,解得,交点坐标为(,),所以最小回流比
取操作回流比
精馏段操作线方程
提馏段操作线方程
相平衡方程
利用逐板计算法计算理论板数见下:
精馏段操作线方程计算如下
提馏段操作线方程计算如下
所以共有13块理论板,精馏段5块,提馏段8块,第6块进料
-,度
根据塔顶、塔底液相组成查表,,该温