【正文】 湖南科技大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院湖南科技大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì) ——苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) ： 應(yīng)用化學(xué)二班 姓 名 ： 李鈺冰 學(xué) 號(hào) ： 1006020221 指導(dǎo)老師 ： 楊明平、仇明華、劉和秀 2012年12月24日~2013年1月4日10級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：苯 —— 甲苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件1 、進(jìn)精餾塔料液含苯 38% （質(zhì)量 ） ，其余為甲苯2 、產(chǎn)品中苯含量不得少于 96% （質(zhì)量）3 、釜液中苯含量不得高于4% （質(zhì)量）4 、生產(chǎn)能力： 噸 / 小時(shí)5 、操作條件：(1) 精餾塔頂壓強(qiáng)： （表壓）(2) 進(jìn)料熱狀態(tài)：自選(3) 加熱蒸氣： 600kPa （表壓）的飽和蒸氣(4) 回流比：自選(5) 單板壓降： ≯ 三、設(shè)備型式：篩板塔四、廠址：湘潭地區(qū)（年平均水溫 20 ℃ ）五、設(shè)計(jì)內(nèi)容（設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參見設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）1 、設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明2 、塔的工藝計(jì)算3 、塔和塔板主要工藝尺寸的計(jì)算⑴ 塔板、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定⑵ 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算⑶ 塔板的負(fù)荷性能圖4 、設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表5 、換熱器的選型與計(jì)算6 、生產(chǎn)工藝流程圖及精餾塔的工藝條件圖及篩板布置圖7 、對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述或有關(guān)問題的分析討論六、按要求編制相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明書七、主要參考資料化工原理、化工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)、物理化學(xué)手冊(cè)八、指導(dǎo)老師組織人：劉和秀指導(dǎo)老師：楊明平、仇明華、劉和秀九、時(shí)間前言化工生產(chǎn)中所處理的原料、中間產(chǎn)物、粗產(chǎn)品幾乎都是有若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質(zhì)。生產(chǎn)中為了滿足儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工和使用的需求，時(shí)常需要將這些混合物分離為較純凈或純態(tài)的物質(zhì)。芳香族化合物是化工生產(chǎn)中的重要的材料，可用來制備染料、樹脂、農(nóng)藥、合成藥物、合成橡膠，合成纖維和洗滌等等；苯與甲苯都是重要的化工原料，苯 甲苯混合溶液的分離技術(shù)一直是一個(gè)重要的課題。如何獲得較大的生產(chǎn)率，較大的經(jīng)濟(jì)效益，較高的安全系數(shù)和設(shè)計(jì)方案的較強(qiáng)可操作性仍然是技術(shù)難題。本設(shè)計(jì)正是以優(yōu)化的理念進(jìn)行估算設(shè)計(jì)核算力求達(dá)到較高要求而進(jìn)行的方案設(shè)計(jì)。甲苯不僅是有機(jī)化工合成的優(yōu)良溶劑，而且可以合成異氰酸酯，甲酚等化工產(chǎn)品，同時(shí)也可以來制造三硝酸甲苯、苯甲酸、對(duì)苯二甲酸、防腐劑、染料、泡沫塑料、合成纖維等。精餾是分離液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。精餾過程在能量劑的驅(qū)動(dòng)下，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。該過程是同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱的過程。本次設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)計(jì)一定處理量的精餾塔， 實(shí)現(xiàn)苯— 甲苯的分離。鑒于設(shè)計(jì)任務(wù)的處理量不大，苯 — 甲苯體系比較易于分離，待處理料液清潔的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)決定選用篩板塔。塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。篩板塔是生產(chǎn)中最常用的板式塔之一。板式塔具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造和維修方便、生產(chǎn)能力大、塔板壓降小、踏板效率高等優(yōu)點(diǎn)。本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是過程的物料衡算、熱量衡算、工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核。在本次課程設(shè)計(jì)過程中，老師和同學(xué)給了我很大的幫助，在此致以深切地感謝。限于編者水平所限，不當(dāng)之處，誠請(qǐng)老師及讀者提出寶貴意見和建議！編者2012 年 12 月目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………………………………2二、前言………………………………………………………………………………3三、符號(hào)說明…………………………………………………………………………5四、設(shè)計(jì)內(nèi)容…………………………………………………………………………7第一節(jié)方案的確定及流程說明……………………………………………8一、裝置流程的確定……………………………………………………8二、操作壓強(qiáng)的選擇……………………………………………………8三、進(jìn)料熱狀態(tài)的選擇…………………………………………………8四、加熱方式……………………………………………………………8五、回流比的選擇………………………………………………………9第二節(jié)塔的工藝計(jì)算………………………………………………………10一、主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)………………………………………………………10二、塔的物料衡算………………………………………………………11三、塔板數(shù)的確定………………………………………………………12四、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算……………………………………15第三節(jié)塔和塔板主要工藝尺寸的計(jì)算……………………………………18一、塔高、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定………………………………18二、篩板的