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1、化工原理课程设计(苯甲苯的分别)(DOC)化工原理课程设计/题目：姓名：班级：学号：指导老师：设计时间：前言化工原理课程设计是综合运用化工原理课程和相关先修课程（物理化学，化工制图等）所学知识，达成一个单元设施设计为主的一次性实践教课，是理论联系实质的桥梁，在整个教课中起着培育学生能力的重要作用。经过课程设计，要求更为熟习工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提升学生综合运用理论知识和技术的能力，问题剖析能力，思虑问题能力，计算能力等。精馏是分别液体混淆物（含可液化的气体混淆物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中获得宽泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（
2、有时加质量剂），负气液两相多次直接接触和分别，利用液相混淆物中各组分的挥发度的不一样，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混淆液中各组分的分别。依据生产上的不一样要求，精馏操作能够是连续的或间歇的，有些特别的物系还可采纳衡沸精馏或萃取精馏等特别方法进行分别。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分别易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采纳连续操作方式，需设计一板式塔将其分别。目录3二、设计计算31. 设计方案确实定32. 精馏塔的物料衡算33. 塔板数确实定44. 精馏塔的工艺条件及相关物性数据的计算85. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算106. 塔
3、板主要工艺尺寸的计算117. 筛板的流体力学验算138. 塔板负荷性能图159. 接收尺寸确立30、个人总结32参照书目33（一）化工原理课程设计任务书一、板式精馏塔设计任务书设计题目：设计分别苯甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及操作条件1、设计任务：物料办理量：7万吨年进料构成：37苯，苯-甲苯常温混淆溶液分别要求：塔顶产品构成苯95塔底产品构成苯6%2、操作条件均匀操作压力：101.3kPa均匀操作温度：94回流比：自选单板压降：=0.9kPa工时：年动工时数7200小时化工原理课程设计（质量分率，下同）三、设计方法和步骤：1、设计方案简介依据设计任务书所供给的条件和要求，经过对现有资料的剖
4、析对照，选定适合的流程方案和设施种类，初步确立工艺流程。对选定的工艺流程，主要设备的形式进行简要的阐述。2、主要设施工艺尺寸设计计算（1）采集基础数据（2）工艺流程的选择（3）做全塔的物料衡算（4）确立操作条件（5）确立回流比（6）理论板数与实质板数（7）确立冷凝器与再沸器的热负荷（8）初估冷凝器与再沸器的传热面积（9）塔径计算及板间距确立（10）堰及降液管的设计（11）塔板部署及筛板塔的主要构造参数（12）塔的水力学计算（13）塔板的负荷性能图（14）塔盘构造（15）塔高（16）精馏塔接收尺寸计算3、典型协助设施选型与计算（略）包含典型协助设施（换热器及流体输送机械）的主要工艺尺寸计算和设施
5、型号规格的选定。4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图6、设计评论四、参照资料化工原理课程设计天津大学化工原理教研室，柴诚敬刘国维李阿娜编；化工原理（第三版）化学工业第一版社，谭天恩窦梅周明华等编；化工容器及设施简洁设计手册化学工业第一版社，贺匡国编；化学工程手册上卷化学工业第一版社，化工部第六设计院编；常用化工单元设施的设计华东理工第一版社。二、设计计算1. 设计方案的选定及基础数据的采集本设计任务为分别苯一甲苯混淆物。因为对物料没有特别的要求，能够在常压下操作。关于二元混淆物的分别，应采纳连续精馏流程。设计中采纳泡点进料，将原料液经过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上涨蒸气采
6、纳全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其他部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分别物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔底设置再沸器采纳间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。此中因为蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，热效率比较低，但塔顶冷凝器放出的热量好多，但其能量品位较低，不可以直接用于塔釜的热源，在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充足利用了能量。塔板的种类为筛板塔精馏，筛板塔塔板上开有很多均布的筛孔，孔径一般为38mm，筛孔在塔板上作正三角形摆列。筛板塔也是传质过程常用的塔设施，它的主要长处有：()构造比浮阀塔
7、更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60，为浮阀塔的80左右。()办理能力大，比同塔径的泡罩塔可增添1015。()塔板效率高，比泡罩塔高15左右。()压降较低，每板压力比泡罩塔约低30左右。筛板塔的弊端是：()塔板安装的水平度要求较高，不然气液接触不匀。()操作弹性较小(约23)。()小孔筛板简单拥塞。下列图是板式塔的简单图表1苯和甲苯的物理性质项目分子式分子量M沸点（）临界压强PC临界温度t（C）（kPa）苯ACH78.1180.1288.56833.466甲苯BC6H5CH392.13110.6318.574107.7表2苯和甲苯的饱和蒸汽压温度0C80.1859095100105110.6
8、PA0,kPa101.33116.9135.5155.7179.2204.2240.0PB0，kPa40.046.054.063.374.386.0表3常温下苯甲苯气液均衡数据（2：P8例11附表2）温度0C80.1859095100105110.6液相中苯的摩尔分率1.0000.7800.5810.4120.2580.1300汽相中苯的摩尔分率1.0000.9000.7770.6300.4560.2620表4纯组分的表面张力(1：P378附录图7)温度8090100110120苯，mN/m21.22018.817.516.2甲苯，Mn/m温度()苯,kg/m3甲苯,kg/m3温度()苯（mP
9、a.s）甲苯（mPa.s）21.720.619.518.417.3表5组分的液相密度(1：P382附录图8)8090100110120814805791778763809801791780768表6液体粘度（1：P365）L80901001101200.3080.2790.2550.2330.2150.3110.2860.2640.2540.228表7常压下苯甲苯的气液均衡数据温度t液相中苯的摩尔分率气相中苯的摩尔分率xy110.560.000.00109.911.002.50108.793.007.11107.615.0011.2105.0510.020.8102.7915.029.4100
10、.7520.037.298.8425.044.297.1330.050.795.5835.056.694.0940.061.992.6945.066.791.4050.071.390.1155.075.580.8060.079.187.6365.082.586.5270.085.785.4475.088.584.4080.091.283.3385.093.682.2590.095.981.1195.098.080.6697.098.880.2199.099.6180.01100.0100.0W-D-2 精馏塔的物料衡算(1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量xF0.37/78.110.37/78.110.4090.63/92.13xD0.9778.110.9570.9578.110.0592.13xW0.0678.110.0070.0678.110.9492.13（2）原料液及塔顶、塔底产品的均匀摩尔质量MF0.40978.110.59192.1386.39kgkmolMD0.95
