吉林化工学院化工原理课程设计

河南化工学院 化 工 原 理 课 程 设 计

题目 筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计

教 学 院 化工与材料工程学院 专业班级 安 技 1001 学生姓名 XXX 学生学号 XXXXXXXXX 指导教师 XXX

2011年12 月 21日

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吉林化工学院化工原理课程设计

目录

摘要 ..................................................... 一 绪论 ..................................................... 二

第一章 流程及流程说明 ............................................ 1 第二章 精馏塔工艺的设计 ..................................... 2

2.1产品浓度的计算 .......................................................... 2 2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ...................................... 2 2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2 2.2最小回流比的确定 ........................................................ 3 2.3物料衡算 3 2.4精馏段和提馏段操作线方程 ................................................ 3 2.4.1求精馏塔的气液相负荷 3 2.4.2求操作线方程 3 2.5精馏塔理论塔板数及理论加料位置 3 2.6实际板数的计算 3 2.7实际塔板数及实际加料位置 3

第三章 精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 ........................... 5

3.1物性数据计算 ............................................................ 5 3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 ................................................ 9 3.3筛板流体力学验算 ....................................................... 13 3.4塔板负荷性能图 ......................................................... 16

第四章 热量衡算 ........................................... 21

Q4.1塔顶气体上升的焓V ..................................................... 21

Q4.2回流液的焓R ........................................................... 21

Q4.3塔顶馏出液的焓D ....................................................... 21

QC4.4冷凝器消耗焓 ......................................................... 21

QF4.5进料的焓 ............................................................. 21

Q4.6塔底残液的焓W ......................................................... 21

Q4.7再沸器的焓B ........................................................... 22

第五章 塔的附属设备的计算 ................................... 23

5.1塔顶冷凝器设计计算 ..................................................... 23 5.2泵的选型 ............................................................... 24 5.4塔总体高度的设计 ....................................................... 25

结论 ............................................................ 27 致谢 ............................................................ 28 参考文献 ................................................. 29 主要符号说明 30

II

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摘 要

在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中，给定的条件为： 进料量为F=85kmol/h 塔顶组成为：xD?0.98

进料馏出液组成为：xF?0.5 塔釜组成: xW =0.03

加料热状态:q=1

塔顶操作压强:P?101.3kPa(表压)

首先根据精馏塔的物料衡算，求得D和W，通过图解法确定最小回流比；再根据操作线方程，运用图解法求得精馏塔理论板数，确定温度奥康奈尔公式求的板效率，继而求得实际板数，确定加料位置。

然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算，求得各工艺尺寸，确定精馏塔设备结构。继而对筛板的流体力学进行验算，检验是否符合精馏塔设备的要求，作出塔板负荷性能图，对精馏塔的工艺条件进行适当的调整，使其处于最佳的工作状态。

第二步进行塔顶换热器的设计计算。先选定换热器的类型，确定物性数据，计算传热系数和传热面积。然后对进料泵进行设计，确定类型。 关键词：

苯-甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构 塔附属设备 下图为连续精馏过程简图：

出料 回流

苯蒸汽

塔底 I