【正文】 化工原理課程設(shè)計(jì) 1 化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 題 目： 160 噸 /天芳烴 分離精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)：化學(xué)工程與工藝 指導(dǎo)教師： 2021年 8 月 19 日 ~2021 年 9 月 6 日 化工原理課程設(shè)計(jì) 2 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級(jí)： 學(xué)生： 一 、題 目 設(shè)計(jì)一連續(xù)操作精餾裝置，用以分離 芳烴 混合物。 二、原 始 數(shù) 據(jù) 原 料 處理量 160 噸 /天 組成（質(zhì)量分率） 苯， ；甲苯， ； 乙苯 ；鄰二甲 苯 ； 進(jìn)料狀態(tài)（氣化分率） 0 產(chǎn)品要求 塔頂產(chǎn)品 甲 苯收率≥ % 塔底產(chǎn)品 乙 苯收率≥ 98% 三、 設(shè)計(jì)要求 1. 用 Mathcad 、 Excel 或手算完成塔的簡捷計(jì)算及塔板設(shè)計(jì)、換熱器等的選用 2. 若在設(shè)計(jì)前已完成 Aspen plus 或 ProⅡ軟件的學(xué)習(xí)，采用軟件完成 塔的嚴(yán)格設(shè)計(jì) 3. 用 Autocad 繪制流程簡圖、浮閥排列圖、塔體總圖及塔盤裝配圖 4. 說明書（電子版） 5. 提交電子版文檔及紙板：設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算源程序、圖紙 發(fā)出日期 2021 年 8 月 19 日 交入日期 2021 年 9 月 6 日 指導(dǎo)教師 化工原理課程設(shè)計(jì) 3 摘要 :芳烴混合物苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯采用精餾原理，利用一連續(xù)操作精餾 塔，將其分離，并達(dá)到塔 頂產(chǎn)品甲苯收率 %，塔底產(chǎn)品乙苯收率 98%的產(chǎn)品分 離要求。 化工原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)方案的確定、精餾塔的化工工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)計(jì)算、附屬設(shè)備的選型與校核、工藝流程圖的繪制、主體設(shè)備的圖的繪制及設(shè)計(jì)說明書的編寫等。而且要求對(duì)所設(shè)計(jì)的過程方案進(jìn)行模擬、優(yōu)化。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用到 Aspen Plus、 MathCAD、AutoCAD、 EDR 等軟件，綜合運(yùn)用所學(xué)的化工方面的知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)以致用的能力。 關(guān)鍵詞 ： 芳烴分離、工藝計(jì)算、設(shè)備計(jì)算 化工原理課程設(shè)計(jì) 4 目錄 第一章 前言 .......................................................................................................... 7 第二章 流程簡圖 .................................................................................................. 7 第三章 物料衡算 ................................................................................................... 8 全塔物料衡算 .............................................................................................…8 塔的適宜工作條件 ...................................................................................…11 操作壓力的確定 .....................................................................................11 操作溫度的確定 .................................................................................... 12 驗(yàn)證清晰分割 .............................................................................................. 12 最小回流比的計(jì)算 ................................................................................... 15 最小理論板數(shù)的計(jì)算 ............................................................................... 16 實(shí)際回流比、塔板數(shù)、進(jìn)料位置的計(jì)算 ............................................. 15 第四章 熱量衡算 ................................................................................................ 19 冷凝器、冷卻器熱負(fù)荷 .......................................................................... 19 塔頂產(chǎn)品帶出的熱量 ............................................................................... 20 進(jìn)料帶入的熱量 ....................................................................................... 20 塔底產(chǎn)品帶出的熱量 ............................................................................... 20 塔底再沸器的熱負(fù)荷 ............................................................................... 21 散失于周圍的熱量 ................................................................................... 21 確定冷卻水及加熱蒸汽的用量 .............................................................. 21 第五章 板式精餾塔塔板設(shè)計(jì) ........................................................................... 22 塔徑的計(jì)算 ............................................................................................... 22 計(jì)算精餾段塔徑 ................................................................................ 22 計(jì)算提餾段塔徑 ................................................................................ 27 塔板設(shè)計(jì) ................................................................................................... 31 溢流裝置的設(shè)計(jì) ................................................................................. 31 溢流堰的尺寸設(shè)計(jì) ............................................................................. 32 受液盤的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 32 降液管的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 33 進(jìn)口堰的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 33 化工原理課程設(shè)計(jì) 5 塔板布置 ................................................................................................... 34 浮閥的閥型 ........................................................................................ 34 浮閥的排列 ........................................................................................ 34 開孔率 ................................................................................................ 34 塔板布置 ............................................................................................ 35 標(biāo)準(zhǔn)化塔板布置 ................................................................................ 36 塔板的水力學(xué)校核 ................................................................................... 37 塔板壓降 ............................................................................................. 37 霧沫夾帶量 ......................................................................................... 38 降液管內(nèi)液面高度 ............................................................................ 40 漏液 ...................................................................................................... 42 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間及流速 ............................................... 42 塔板水力學(xué)校核及塔板的負(fù)荷性能圖 ........................................... 43 第六章 塔體的初步計(jì)算 ................................................................................... 44 塔體設(shè)計(jì) ................................................................................................... 44 筒體 ...................................................................................................... 44 封頭 ...................................................................................................... 45 人孔和手孔的設(shè)計(jì) ............................................