課程設(shè)計(jì)--苯-甲苯混合液篩板浮閥精餾塔設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-20 19:21 本頁面
【正文】 化工原理課程設(shè)計(jì)論文 ( 2021 屆 ) 題 目： 苯 甲苯混合液篩板（浮閥）精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 學(xué)生姓名： 王文俊 學(xué)號(hào)： 21007051065 指 導(dǎo)教師： 吳 彬 完成 時(shí)間： 2021 年 6 月 26 日 成 績： 1 序 言 化工原理課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程（《物理化學(xué)》，《化工制圖》等）所學(xué)知識(shí)，完成一個(gè)單元設(shè)備設(shè)計(jì)為主的一次性實(shí)踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，在整個(gè)教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。通過課程設(shè)計(jì)，要 求更加熟悉工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力，計(jì)算能力等。 精餾過程的節(jié)能措施一直是人們普遍關(guān)注的問題。精餾操作是化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的一種單元操作，也是化工原理課程的重要章節(jié)。 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。精餾過程在能量劑驅(qū)動(dòng)下（有時(shí)加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向 氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計(jì)的題目是苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。 2 1 、 板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 、設(shè)計(jì)題目 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)。 、設(shè)計(jì)任務(wù) (1)原料液中苯含量：質(zhì)量分率＝ 50％ (質(zhì)量 )，其余為甲苯。 (2)塔頂產(chǎn)品中苯含量不得 低于 98％ (質(zhì)量 )。 (3)殘液中苯含量不得高于 2％ (質(zhì)量 )。 (4)生產(chǎn)能力： 30000 t/y 苯產(chǎn)品，年開工 330 天。 、操作條件 (1)精餾塔頂壓強(qiáng)： (表壓 ) (2)進(jìn)料熱狀態(tài)： 間接蒸汽加熱。 (3)回流比：自選。 (4)單板壓降壓：≯ 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 、苯和甲苯的物理性質(zhì) 表 2 苯和甲苯的物理性質(zhì) 項(xiàng)目 分子式 分子量 M 沸點(diǎn)（ ℃） 臨界溫度 tC（ ℃） 臨界壓強(qiáng) PC（ kPa） 苯 A C6H6 甲苯 B C6H5—CH3 、飽和蒸汽壓 和平衡數(shù)據(jù) 表 3 苯和甲苯的飽和蒸汽壓 溫度 C0 85 90 95 100 105 0AP ,kPa 0BP ， kPa 表 4 常溫下苯 — 甲苯氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 C0 85 90 95 100 105 液相中苯的摩爾分率 汽相中苯的摩爾分率 3 、液體表面張力 表 5 純組分的表面張力 溫度 80 90 100 110 120 苯， mN/m 甲苯， Mn/m 20 、液相密度 及粘度 表 6 組分的液相密度 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯 ,kg/ 3m 814 805 791 778 763 甲苯 ,kg/ 3m 809 801 791 780 768 表 7 液體粘度 181。L 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯（ mP a .s） 甲苯（ mP a .s） 、常壓下氣液 平衡數(shù)據(jù) 表 8 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 4 、 板式塔簡易流程圖 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 、 塔的物料計(jì)算 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 kmolkgM B /? (1) 料液及塔頂塔底產(chǎn)品含苯摩爾分?jǐn)?shù) ⑵ 平均相對(duì)分子質(zhì)量 ⑶ 物料衡算 總物料衡算 D + W = 苯物料衡算 聯(lián)立解得 D = Kmol/h W = Kmol/h 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底 產(chǎn)品量 ⑷ 塔板數(shù)的計(jì)算 ) / (kg 3 .1 92 541. 0 1 ( 11 . 78 541 . 0 kmol M F ? ?? ? ? ? ? 541 . 0 13 . 92 / 50 11 . 78 / 50 11 . 78 / 50 x F ? ? ? 983 . 0 13 . 92 / 2 11 . 78 / 98 11 . 78 / 98 x D ? ? ? 024 . 0 13 . 92 / 99 11 . 78 / 1 11 . 78 / 1 x W ? ? ? ) / (kg 5 3 .1 92 ) 983 . 0 1 ( 11 . 78 983 . 0 kmol M D ? ? ? ? ? ? ) / (kg 3 .1 92 ) 024 . 0 1 ( 11 . 78 024 . 0 kmol M W ? ? ? ? ? ? ) / ( 24 330 55 . 84 30000000 h kmol F ? ? ? ? W D
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