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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.化工原理理课程设设计板式式精馏塔塔的设计计姓名 班级 1111440711 学号 111140771022 指导老老师 序言化化工原理理课程设设计是综综合运用用化工工原理课课程和有有关先修修课程（物物理化学学，化化工制图图等）所所学知识识，完成成一个单单元设备备设计为为主的一一次性实实践教学学，是理理论联系系实际的的桥梁，在在整个教教学中起起着培养养学生能能力的重重要作用用。通过过课程设设计，要要求更加加熟悉工工程设计计的基本本内容，掌掌握化工工单元操操作设
2、计计的主要要程序及及方法，锻锻炼和提提高学生生综合运运用理论论知识和和技能的的能力，问问题分析析能力，思思考问题题能力，计计算能力力等。 精馏是是分离液液体混合合物（含含可液化化的气体体混合物物）最常常用的一一种单元元操作，在在化工，炼炼油，石石油化工工等工业业中得到到广泛应应用。精精馏过程程在能量量剂驱动动下（有有时加质质量剂），使使气液两两相多次次直接接接触和分分离，利利用液相相混合物物中各组组分的挥挥发度的的不同，使使易挥发发组分由由液相向向气相转转移，难难挥发组组分由气气相向液液相转移移，实现现原料混混合液中中各组分分的分离离。根据据生产上上的不同同要求，精精馏操作作可以是是连续的的或
3、间歇歇的，有有些特殊殊的物系系还可采采用衡沸沸精馏或或萃取精精馏等特特殊方法法进行分分离。本本设计的的题目是是苯-甲苯连连续精馏馏筛板塔塔的设计计，即需需设计一一个精馏馏塔用来来分离易易挥发的的苯和不不易挥发发的甲苯苯，采用用连续操操作方式式，需设设计一板板式塔将将其分离离。目录一、化工工原理课课程设计计任书3二、设计计计算31.设计计方案的的确定32.精馏馏塔的物物料衡算算33.塔板板数的确确定44.精馏馏塔的工工艺条件件及有关关物性数数据的计计算885.精馏馏塔的塔塔体工艺艺尺寸计计算1106.塔板板主要工工艺尺寸寸的计算算1117.筛板板的流体体力学验验算1338.塔板板负荷性性能图15
4、59.接管管尺寸确确定30二、个人人总结322三、参考考书目33（一）化化工原理理课程设设计任务务书板式精馏馏塔设计计任务书书一、 设计题目目： 设计分分离苯甲苯连连续精馏馏筛板塔塔二、设计计任务及及操作条条件1、 设设计任务务：物料处理理量： 77万吨年年进料组成成 ： 37 苯，苯-甲苯常常温混合合溶液 （质质量分率率，下同同）分离要求求：塔顶产品品组成苯苯 95 塔底产品品组成苯苯 6%2、 操操作条件件平均操作作压力 ： 1101.3 kkPa 平均操作作温度：94回流比： 自 选 单板压降降： =0.9 kPPa工时： 年开工工时数72000小时 化工原原理课程程设计三、设计计方法和
5、和步骤：1、设计计方案简简介 根据设设计任务务书所提提供的条条件和要要求，通通过对现现有资料料的分析析对比，选选定适宜宜的流程程方案和和设备类类型，初初步确定定工艺流流程。对对选定的的工艺流流程，主主要设备备的形式式进行简简要的论论述。2、主要要设备工工艺尺寸寸设计计计算 （11）收集集基础数数据 （22）工艺艺流程的的选择 （33）做全全塔的物物料衡算算 （44）确定定操作条条件 （55）确定定回流比比 （66）理论论板数与与实际板板数 （77）确定定冷凝器器与再沸沸器的热热负荷 （88）初估估冷凝器器与再沸沸器的传传热面积积 （99）塔径径计算及及板间距距确定 （110）堰及及降液管管的设
6、计计 （111）塔板板布置及及筛板塔塔的主要要结构参参数 （112）塔的的水力学学计算 （113）塔板板的负荷荷性能图图（14）塔塔盘结构构（15）塔塔高（16）精精馏塔接接管尺寸寸计算3、典型型辅助设设备选型型与计算算（略） 包包括典型型辅助设设备（换换热器及及流体输输送机械械）的主主要工艺艺尺寸计计算和设设备型号号规格的的选定。4、设计计结果汇汇总5、工艺艺流程图图及精馏馏塔工艺艺条件图图6、设计计评述四、参考考资料化工原原理课程程设计天天津大学学化工原原理教研研室，柴柴诚敬 刘国维 李阿娜 编；化工原原理（第第三版）化化学工业业出版社社，谭天天恩 窦梅 周明华 等编；化工容容器及设设备简
7、明明设计手手册化化学工业业出版社社，贺匡匡国编；化学工工程手册册上卷卷 化学工工业出版版社，化化工部第第六设计计院编；常用化化工单元元设备的的设计 华东理理工出版版社。二、设计计计算1.设计计方案的的选定及及基础数数据的搜搜集本设计任任务为分分离苯一一甲苯混混合物。由由于对物物料没有有特殊的的要求，可可以在常常压下操操作。对对于二元元混合物物的分离离，应采采用连续续精馏流流程。设设计中采采用泡点点进料，将将原料液液通过预预热器加加热至泡泡点后送送人精馏馏塔内。塔塔顶上升升蒸气采采用全凝凝器冷凝凝，冷凝凝液在泡泡点下一一部分回回流至塔塔内，其其余部分分经产品品冷却器器冷却后后送至储储罐。该该物系
8、属属易分离离物系，最最小回流流比较小小，故操操作回流流比取最最小回流流比的2倍。塔塔底设置置再沸器器采用间间接蒸汽汽加热，塔塔底产品品经冷却却后送至至储罐。其其中由于于蒸馏过过程的原原理是多多次进行行部分汽汽化和冷冷凝，热热效率比比较低，但但塔顶冷冷凝器放放出的热热量很多多，但其其能量品品位较低低，不能能直接用用于塔釜釜的热源源，在本本次设计计中设计计把其热热量作为为低温热热源产生生低压蒸蒸汽作为为原料预预热器的的热源之之一，充充分利用用了能量量。 塔板的的类型为为筛板塔塔精馏，筛筛板塔塔塔板上开开有许多多均布的的筛孔，孔孔径一般般为388mm，筛孔孔在塔板板上作正正三角形形排列。筛板塔也是传
9、质过程常用的塔设备，它的主要优点有：() 结构比比浮阀塔塔更简单单，易于于加工，造造价约为为泡罩塔塔的60，为为浮阀塔塔的80左右右。() 处理能能力大，比比同塔径径的泡罩罩塔可增增加1015。() 塔板效效率高，比比泡罩塔塔高15左右右。() 压降较较低，每每板压力力比泡罩罩塔约低低30左右右。 筛板塔塔的缺点点是：() 塔板安安装的水水平度要要求较高高，否则则气液接接触不匀匀。() 操作弹弹性较小小(约23)。() 小孔筛筛板容易易堵塞。 下图是是板式塔塔的简略略图表1 苯和甲甲苯的物物理性质质项目分子式分子量MM沸点（）临界温度度tC（）临界压强强PC（kPa）苯A甲苯BC6H66C6H
10、55CH378.11192.11380.11110.6288.5318.5768333.441077.7表2 苯和甲甲苯的饱饱和蒸汽汽压温度80.11859095100105110.6,kPaa，kPaa101.3340.00116.946.00135.554.00155.763.33179.274.33204.286.00240.0表3 常温下下苯甲苯气气液平衡衡数据（2：例11附表2）温度80.11859095100105110.6液相中苯苯的摩尔尔分率汽相中苯苯的摩尔尔分率1.00001.00000.78800.90000.58810.77770.41120.63300.25580.45
11、560.13300.266200表4 纯组分分的表面面张力(11：附录图7)温度8090100110120苯，mNN/m甲苯，MMn/mm21.2221.772020.6618.8819.5517.5518.4416.2217.33表5 组分的的液相密密度(11：附录图8)温度()8090100110120苯,kgg/甲苯,kkg/814809805801791791778780763768表6 液体粘粘度（1：）温度()8090100110120苯（mPP.s）甲苯（mmP.s）0.30080.31110.27790.28860.25550.26640.23330.25540.21150.2
12、228表7常压压下苯甲苯的的气液平平衡数据据温度t液相中苯苯的摩尔尔分率x气相中苯苯的摩尔尔分率y110.560.0000.000109.911.0002.500108.793.0007.111107.615.00011.22105.0510.0020.88102.7915.0029.44100.7520.0037.2298.88425.0044.2297.11330.0050.7795.55835.0056.6694.00940.0061.9992.66945.0066.7791.44050.0071.3390.11155.0075.5580.88060.0079.1187.66365.0082.5586.55270.0085.7785.44475.0088.5584.44080.0091.2283.33385.0093.6682.22590.0095.9981.11195.0098.0080.66697.0098.8880.22199.0099.6
