【正文】 苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計化工原理課程設(shè)計苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計專業(yè)班級 ：09級化學(xué)工程與工藝2班姓 名 ： 吳凡平 學(xué) 號 ： 06109240 指導(dǎo)老師 ： 姚剛 設(shè)計地點 ： 東南大學(xué)成賢學(xué)院 2011年9月目 錄一 序 言 4 二 板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書 5 三 設(shè)計計算 6 設(shè)計方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 6 9 、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 9 、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 9 9 塔板數(shù)的確定 9 9 13 14 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 14 14 15 16 17 20 21 22 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 23 23 25 塔板主要工藝尺寸的計算 25 25 28 篩板的流體力學(xué)驗算 29 29 30 31 31 32 塔板負荷性能圖 33 四 設(shè)計結(jié)果一覽表 41 五 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 42 42 42 44 再沸器 45 板式塔結(jié)構(gòu) 46 六 參考書目 47 七 設(shè)計心得體會 47 八 附錄：苯甲苯連續(xù)精餾過程板式精餾塔示意圖 49 一 序 言 化工原理課程設(shè)計是綜合運用《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，完成一個單元設(shè)備設(shè)計為主的一次性實踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，在整個教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。通過課程設(shè)計，要求更加熟悉工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運用理論知識和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力，計算能力等。 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)動下（有時加質(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行分離。本設(shè)計的題目是苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計，即需設(shè)計一個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)計一板式塔將其分離。二 板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計。二、設(shè)計任務(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95％(質(zhì)量)。(3)殘液中苯含量不得高于5％(質(zhì)量)。(4)生產(chǎn)能力：40000t/y苯產(chǎn)品，年開工300天。三、操作條件(1)精餾塔頂壓強：常壓 (2)進料熱狀態(tài)：泡點進料(3)回流比：自選 (4)單板壓降壓： 四、設(shè)計內(nèi)容及要求(1)設(shè)計方案的確定及流程說明(2)塔的工藝計算(3)塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計塔高、塔徑以及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定；塔板的流體力學(xué)驗算；塔板的負荷性能圖。(4)編制設(shè)計結(jié)果概要或設(shè)計一覽表(5)輔助設(shè)備選型與計算(6)繪制塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖：采用繪圖紙徒手繪制五、時間及地點安排(1)時間：～(第1周～第4周)(2)地點：東南大學(xué)成賢學(xué)院六、參考書目[1]夏清,陳常貴?化工原理下冊?天津：天津大學(xué)出版社，2005[2]任曉光?化工原理課程設(shè)計指導(dǎo)?北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009三 設(shè)計計算 設(shè)計方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 本設(shè)計任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。由于對物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點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罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。其中由于蒸餾過程的原理是多次進行部分汽化和冷凝，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)計中設(shè)計把其熱量作為低溫?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)點有： (１) 結(jié)構(gòu)比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的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％。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 (４) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30％左右。 篩板塔的缺點是： (１) 塔板安裝的水平度要求較高，否則氣液接觸不勻。 (２) 操作彈性較小(約2～3)。