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1、吉林化工学院化工原理课程设计1吉吉林林化化工工学学院院化化 工工 原原 理理 课课 程程 设设 计计题目题目 苯苯- -甲苯混合液分离精馏塔设计甲苯混合液分离精馏塔设计教教 学学 院院 化工与生物技术工程学院化工与生物技术工程学院 专业班级专业班级 化工化工 11021102 学生姓名学生姓名 学生学号学生学号 指导教师指导教师 潘高峰潘高峰 20132013 年年 1212 月月 1 1 日日吉林化工学院化工原理课程设计2课程设计任务书课程设计任务书适用于 1102 级化学工程与工艺专业：学号：2140 号1、设计题目：、设计题目：苯-甲苯混合液分离精馏塔设计2、设计基本条件、设计基本条件：
2、（1）操作压力（塔顶）：常压； （2）进料温度：tF=tB（泡点） ； （3）塔顶产品苯含量：xD=0.98 (质量分率)； （4）塔釜液含苯含量不大于 0.02（质量分数） ； （5）年运行时间 7200 小时； （6）塔板采用筛板； （7）塔顶采用全冷凝、泡点回流； （8）塔釜采用饱和蒸汽间接加热；3、设计任务：、设计任务：（1）完成精馏塔工艺设计计算、设备设计计算（物料衡算、能量衡算和设备计算） ； （2）精馏塔附属设备的简单计算和选用（换热器、泵、贮罐等） ； （3）撰写设计说明书（word 文档上机打印） ； （4）绘制精馏塔工艺条件图（计算机绘图软件独立设计绘制（A4 图纸，尺寸
3、297 mmmm 210） ；组织并绘制苯/甲苯精馏工艺流程图（手工绘制（A3 图纸，尺寸 420mm297mm） 。4、分组情况：、分组情况：按照苯质量分率和年处理量不同分组如下，吉林化工学院化工原理课程设计3目 录绪论.6第一节 概述7 1.1 精馏操作对塔设备的要求.71.2 板式塔类型.7 1.2.1 筛板塔 .71.2.2 浮阀塔.71.3 精馏塔的设计步骤.7第二节 设计方案的确定 .82.1 操作条件的确定.82.1.1 操作压力.82.1.2 进料状态.82.1.3 加热方式.82.1.4 冷却剂与出口温度.82.1.5 热能的利用.82.2 确定设计方案的原则.8第三节 板式
4、精馏塔的工艺计算 .93.1 物料衡算与操作线方程.93.1.1 常规塔.103.1.2 直接蒸汽加热.17第四节 板式塔主要尺寸的设计计算.204.1 塔的有效高度和板间距的初选.204.1.1 塔的有效高度.204.1.2 板间距的初选.204.2 塔径.22 4.2.1 初步计算塔径.224.2.2 塔径的圆整.234.2.3 塔径的核算.24第五节 板式塔的结构.285.1 塔的总体结构 .285.2 塔体总高度.31 吉林化工学院化工原理课程设计45.2.1 塔顶空间 HD.315.2.2 人孔数目.315.2.3 塔底空间 HB.315.3 塔板结构.315.3.1 整块式塔板结构
5、.31第六节 精馏装置的附属设备.316.1 回流冷凝器.316.2 管壳式换热器的设计与选型.336.2.1 流体流动阻力（压强降）的计算.33 6.3 再沸器.356.4 离心泵的选择.36 结论结论.39主要符号说明.41结束语.43参考文献.44附录.45吉林化工学院化工原理课程设计5摘摘 要要本次设计,主要以苯和甲苯为实验物系，在给定的操作条件下对板式精馏塔进行物料和热量衡算。并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图，此设计针对二元物系的精馏问 题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。 本次设计采用的精馏装置有精馏塔,蒸馏釜(再沸器),冷凝器等设备,热量从塔釜输入
6、,物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,把塔底热产品先与进 料进行热交换,然后再冷却，最后完成传热传质。 综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯，塔板为碳钢材料，塔顶使用全凝器，部分回流。选取回流比为 2Rmin， RDrickamer 和 bradford 的精馏塔全塔效率关联图得到全塔效率为 52%，设定每块板TE压降P 为，板间距0.4m， 确定了塔的主要工艺尺寸。精馏段实际板数为0.7kPaTH 13，提馏段实际板数 16。实际加料位置在第 14 块板。通过板压降、漏液、液泛、液沫夹 带的流体力学验算，均在安全操作范围
7、内。 本设计说明书的主要内容包括：物料衡算、热量衡算、主体设备设计、主体设备选型 和泵的设计等。塔顶冷凝装置采用全凝器，以便于准确控制回流比。塔底再沸器采用蒸汽 冷凝加热，提供釜液再沸时所需热量。辅助设备主要进行的有泵的选取，各处接管尺寸的 计算并选型，同时考虑各处费用的节省等。关键词：苯关键词：苯甲苯、筛板精馏、物料衡算、热量衡算、流体力学验算，实际板数，塔高甲苯、筛板精馏、物料衡算、热量衡算、流体力学验算，实际板数，塔高。吉林化工学院化工原理课程设计6绪论精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到 广泛应用。它通过气，液两相多次直接接触和分离，利用各组分挥发度的不同，使挥发组 分由液相向气相传递，难挥发组分由气相向液相传递，是汽液相之间的传质传热的过程。 根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续或间歇的;有些特殊的物系，还可以采 用恒沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。 精馏过程其核心为精馏塔，板式塔类型：气液传质设备主要分为板式塔和填料塔两 大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气液传质设备， 其种类繁多，根据塔板上气液接触元件的不同，可分为泡罩塔、
