文档介绍：化工原理课程设计说明书
苯-甲苯连续精馏筛板塔工艺设计
设计人:
班级:
学号:
北京工商大学
《化工原理》课程设计任务书
班级: _ 姓名: 学号: _
㈠设计题目
苯-甲苯溶液连续精馏筛板塔的设计。
㈡设计任务
⑴流程及操作条件的确定;
⑵物料衡算及热量衡算;
⑶塔板数的计算;
⑷塔板结构设计(塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图);
⑸塔体各接管尺寸的确定;
⑹冷却剂与加热剂消耗量估算。
⑴流程图(A4纸);
⑵塔盘布置图(16开坐标纸2张,精馏段和提馏段分别绘制);
⑶工艺条件图(A3纸)。
㈢原始设计数据
:苯-甲苯,其中苯含量分别为25%(质量%),温度为20℃;
:%(质量);
:%(质量);
:按 2400 (kg原料/h)。
㈣设计时间
开始时间:二O一二年五月二十八日
完成时间: 六月十一日(含考核时间)
目录
第1篇绪论…………………………………………4
第2篇流程及相关参数的选择……………………………5
第3篇计算过程……………………………………………6
.......................6
相对挥发度及回流比R..................7
..........................11
确定全塔效率ET并求解实际塔板数.......13
............14
................19
..................22
....................26
........................29
.........36
第4篇计算结果列表………………………………………42
第5篇小结与体会…………………………………………44
第6篇参考文献……………………………………………45
第1篇绪论
精馏所进行的是汽、液两相之间的传质,而作为汽、液两相传质所用的塔设备,首先必须要能使汽、液两相得到充分的接触,以达到较高的传质效率。板式塔为逐级接触型汽-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上汽-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
筛板塔是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有:
(1) 结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60%,为浮阀塔的80%左右。
(2) 处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加10~15%。
(3) 塔板效率高,比泡罩塔高15%左右。
(4) 压降较低,每板压力比泡罩塔约低30%左右。
筛板塔的缺点是:
(1) 塔板安装的水平度要求较高,否则气液接触不匀。
(2) 操作弹性较小(约2~3)。
(3) 小孔筛板容易堵塞。
第2章流程及相关参数选择
设计方案的确定
本设计任务为分离苯-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。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,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,回流比要充分考虑到费用问题。塔釜采用间接蒸汽加热,塔顶产品经冷却后送至储罐。
加料方式的选择:
设计任务年产量虽小,但每小时2300Kg的进料量,为维持生产稳定,采用高位槽进料,从减少固定投资,提高经济效益的角度出发,选用泡点进料的加料方式。
2、回流方式的选择:
塔的生产负荷不大,从降低操作费用的角度出发,使用列管式冷凝器,利用重力泡点回流,同时也减少了固定投资。
3、再沸器的选择:
塔釜再沸器采用卧式换热器,使用低压蒸汽作为热源,做到了不同品位能源的综合利用,大大降低了能源的消耗量。
计算过程
1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数
(摩尔百分数)
(摩尔百分数)
(摩尔百分数)
2、求平均分子量,将换算成
进料处:
塔顶处:
塔釜处:
进料:F=2400/=
3、全塔的物料衡算
由物料衡算得:
代入数据得:
解之得:
1、求全塔平均相对挥发