【正文】 0 武 昌 理 工 學(xué) 院 化工原理課程設(shè)計(jì) 題 目： 產(chǎn)量 24180t/%苯的篩板精餾塔的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 生命科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 制藥 1101 學(xué) 號(hào)： 20224790013 學(xué)生姓名： 柯永新 指導(dǎo)教師： 陳馳 2022 年 6 月 28 日 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 1 目錄 一 序 言 ...................................................................................................................... 2 二 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 ...................................................................................... 3 三 設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................................................ 4 設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 .............................................................. 4 精餾塔的物料衡算 .......................................................................................... 7 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ................................................ 10 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ........................................................................ 15 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 ............................................................................ 16 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 .................................................................................... 19 塔板負(fù)荷性能圖 ............................................................................................ 22 四 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 .................................................................................................. 28 五 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 .................................................................................. 29 附件的計(jì)算 ..................................................................................................... 29 接管 ....................................................................................................... 29 冷凝器 ................................................................................................... 31 再沸器 .................................................................................................. 31 板式塔結(jié)構(gòu) .................................................................................................. 32 故全塔高為 ，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在較低位置安置，所以裙板取了較小的 。 六 參考書目 ................................................................ 33 七 附錄 ...................................................................................................................... 34 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 2 一 序 言 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。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 3 二 化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目 板式精餾 塔 的 設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介：對(duì)給定或選定的工藝流程、主要設(shè)備進(jìn)行 簡(jiǎn) 述； 主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算：工藝參數(shù)的選定、物料 和能量衡算、 篩板 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算； 輔助 設(shè)備 的選型 ； 繪流程圖 ：以單線圖的形式描繪，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的 物料方向、物流量、能流量 ； 精餾 塔的 設(shè)備工藝條件 圖 ； 編寫設(shè)計(jì) 計(jì)算 說明書 。 設(shè)計(jì)參數(shù) 用板式精餾塔分離苯 甲 苯 雙組分 溶液 ； 處理能力為 3250kg/h； 原料液中 xF=（ 摩爾 分?jǐn)?shù) ，下同 ） ； 設(shè)計(jì)要求，餾出液 xD=，釜底液 xW= 進(jìn)料狀態(tài)屬于 泡點(diǎn) 進(jìn)料 ； 操作壓力是常壓，采用間接蒸汽加熱方式 。 設(shè)計(jì)計(jì)劃進(jìn)度 布置任務(wù)， 查閱資料 ，其它準(zhǔn)備 …………… 1天 主要 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………… 3天 輔助設(shè)備選型 計(jì)算…………………………… 1天 繪制工藝流程圖 ……………………………… 2天 繪制主要設(shè)備工藝條件圖 …………………… 2天 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明 書 ………………………… 2天 考核 …………………………………………… 1天 合計(jì)：（ 2周） ………………………………… 12天 主要參考文獻(xiàn) 《化工原理課程設(shè)計(jì)》，賈紹義等編，天津大學(xué)出版社， 《化工原理》（上、下冊(cè)），夏清 等 編，天津大學(xué)出版社， 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版）（上下冊(cè)），化學(xué)工業(yè)出版社， 等等。 設(shè)計(jì)文件要求 設(shè)計(jì)說明書 ： A4幅面； 工藝流程圖 ： A2幅面； 設(shè)備工藝條件圖 ： A3幅面； 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì) 4 三 設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。由于對(duì)物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。其中由于蒸餾過程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，熱效率比較 低，但塔頂冷凝器放出的熱量很多，但其能量品位較低，不能直接用于塔釜的熱源，在本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)把其熱量作為低溫?zé)嵩串a(chǎn)生低壓蒸汽作為原料預(yù)熱器的熱源之一，充分利用了能量。 塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多均布的篩孔，孔徑一般為3～ 8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。 篩板塔也是傳質(zhì)過程常用的塔設(shè)備，它的主要優(yōu)點(diǎn)有： (１ ) 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)約為泡罩塔的 60％，為浮閥塔的 80％左右。 (２ ) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～ 15％。