化工原理课程设计(共享版1)

设计任务书

1设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 2设计参数

(1) 设计规模：苯——甲苯混合液处理量2 万t/a (2) 生产制度：年开工330天，每天小时连续生产 (3) 原料组成：苯含量为35%（质量百分率，下同） (4) 进料状况：含苯35%的苯——甲苯混合溶液20℃

(5) 分离要求：塔顶苯含量不低于98.5%，塔底甲苯含量不小于98%

(6) 建厂地区：大气压为760mmHg，自来水年平均温度为20℃的盐城市

3设计要求和工作量

（1） 完成设计说明书一份 （2） 完成精馏塔工艺条件图一张 4设计说明书主要内容

目录

摘 要 ................................................................................................................................ 1 绪 论 ................................................................................................................................ 2 设计方案的选择和论证 .................................................................................................... 3

1 设计流程 .................................................................................................................................... 3 2 设计思路 .................................................................................................................................... 3 第一章 塔板的工艺设计 .................................................................................................. 4 1.1物料衡算 ................................................................................................................................. 4

1.1.1塔的物料衡 ................................................................................................................. 4 1.2.2平衡线方程的确定 ....................................................................................................... 4 1.2.4求精馏塔的气液相负荷 ............................................................................................... 6 1.2.5操作线方程 ................................................................................................................... 6 1.2.6用逐板法算理论板数 ................................................................................................... 6 1.2.7实际板数的求取 ........................................................................................................... 7 1.3.1进料温度的计算 ........................................................................................................... 7 1.3.2 操作压强 ...................................................................................................................... 8 1.2.3平均摩尔质量的计算 ................................................................................................. 8 1.2.4平均密度计算 ............................................................................................................. 9 1.2.5液体平均表面张力计算 ........................................................................................... 10 1.3 精馏塔工艺尺寸的计算 ...................................................................................................... 10

1.3.1塔径的计算 ............................................................................................................... 10 1.3.2精馏塔有效高度的计算 ........................................................................................... 12 1.4塔板主要工艺尺寸的计算 ................................................................................................... 12

1.4.1溢流装置计算 ........................................................................................................... 12 1.5浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 ....................................................................................... 13 1.6塔板流体力学验算 ............................................................................................................... 15

1.6.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降hf ................................................................... 15 1.6.2降液管中清夜层高度Hd ......................................................................................... 15 1.6.3计算雾沫夹带量eV .................................................................................................. 16 1.7精馏段塔板负荷性能图 ....................................................................................................... 17 1.7.1雾沫夹带上限线 ....................................................................................................... 17 1.7.2液泛线 ....................................................................................................................... 18 1.7.3 液相负荷上限线 ...................................................................................................... 19 1.7.4气体负荷下限线（漏液线） ................................................................................... 20 1.7.5液相负荷下限线 ....................................................................................................... 20 1.8小结 ....................................................................................................................................... 21

第二章 热量衡算 ............................................................................................................ 21

2.2.2 塔底热量 .................................................................................................................. 23

II

2.3焓值衡算 ............................................................................................................................... 24

第三章 辅助设备 ............................................................................................................ 26

3.1冷凝器的选型 ....................................................................................................................... 26

3.1.1计算冷却水流量 ....................................................................................................... 27 3.1.2冷凝器的计算与选型 ............................................................................................... 27 3.2再沸器的选型 ....................................................................................................................... 28

第四章 塔附件设计 ........................................................................................................ 29

4.1接管 ....................................................................................................................................... 29 4.1.1进料管 ....................................................................................................................... 29 4.1.2回流管 ....................................................................................................................... 29 4.1.3塔底出料管 ............................................................................................................... 29 4.1.4塔顶蒸汽出料管 ....................................................................................................... 29 4.1.5塔底进气管 ............................................................................................................... 30 4.2筒体与封头 ........................................................................................................................... 30

4.2.1筒体 ........................................................................................................................... 30 4.2.2封头 ........................................................................................................................... 30 4.3除沫器 ................................................................................................................................... 30 4.4裙座 ....................................................................................................................................... 31 4.5人孔 ....................................................................................................................................... 31 4.6塔总体高度的设计 ............................................................................................................... 31

4.6.1塔的顶部空间高度 ................................................................................................... 31 4.6.2塔的底部空间高度 ................................................................................................... 31 4.6.3塔立体高度 ............................................................................................................... 32

设计结果汇总 .................................................................................................................. 33 设计总结 .......................................................................................................................... 34 致谢 .................................................................................................................................. 35 参考文献 .......................................................................................................................... 36 主要符号说明 .................................................................................................................. 37 附 录 ................................................................................................................................ 1

III