【正文】 最后，我還要感謝 老師在這次課程設計中給予我們的敦促和指導工作。更重要的是，該課程設計需要我們充分發(fā)揮團隊合作精神，組員之間緊密協(xié)作，相 互配合的能力，才可能在有限的時間內設計出合理的設計方案。此次課程設計也給我們提供了很大的發(fā)揮空間，我們積極發(fā)揮主觀能動性獨立地去通過書籍、網(wǎng)絡等各種途徑查閱資料、查找數(shù)據(jù)和標準，確定設計方案。 通過這次課程設計我經(jīng)歷并學到了很多知識，熟悉了大量課程內容， 懂得了許多做事方法，可謂是我從中受益匪淺，我想這也許就是這門課程的最初本意。 max m3/s 液相 最小負荷 LS 液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應是降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ?? ? 依式 dlpd hhhH ??? ????dH 取 ?? ，則 ? ? ? ? ???? wT hH? 故 ? ?wTd hHH ?? ? 根據(jù)以上塔板的各項液體力學驗算，可認為精餾段塔徑及各項工藝尺寸是適合的。 霧沫夾帶 ???????? ????????????? ??? ???fTav hHe ?? 在設計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 21 液泛 為防止降液管液泛的發(fā)生，應是降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ?? ? 依式 dlpd hhhH ??? ????dH 取 ?? ，則 ? ? ? ? ???? wT hH? 故 ? ?wTd hHH ?? ? 根據(jù)以上塔板的各項液體力學驗算，可認為精餾段塔徑及各項工藝尺寸是適合的。 霧沫夾帶 ???????? ????????????? ??? ???fTav hHe ?? 在設計負荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。 對精餾段： 1)取邊緣寬度 ?cW 安定區(qū)寬度 ?sW 19 2) ?????? ??? ? RxRxRxAa 1222 s i n1 8 02 ?計算開孔區(qū)面積 ????? cWDR ? ? ? ? 6 ??????? sd WWDx 篩孔數(shù) n 與開孔率 ? ： 取篩孔的孔徑 od 為 5mm，正三角形排列，一般碳的板厚為 3mm，取 3/ 0 ?dt 故孔中心距 mm1553 ???t 篩孔數(shù) 1 9 3 5 3101 1 5 523 ????aAtn 開孔率 % 20 ?????????? td? 每層板上的開孔面積 20 ?? aAA ? 氣體通過篩孔的氣速 為 m /3 8 ??? AV s? 7 篩板的流體力學驗算 塔板的流體力學驗算，目的在于驗算預選的塔板參數(shù)是否能維持塔的正常操作，一邊決定對有關塔的參數(shù)進行必要的調整，最后還要做出塔板負荷性能圖。對精餾 段各項計算如下： ????? ??? sVD 17 1) 溢流堰長 wl ：單溢流 ? ?Dlw ~? ，取堰長 ???? Dl w 2) 出口堰高 wh ：單溢流 OWLw hhh ?? ?DLw 36 0 000 8 ???whl L 查圖得 1?E 0 2 3 6 0 00 0 8 0 0 3/2 ????????? ????owh 故 ???wh 3)降液管的寬度 DW 與降液管的面積 fA ： 由 ?DLw ,查圖得 ?DWD ?Tf AA 故 2 9 7 2 ???dW 22 m2 3 5 5 ???? ?fA 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 008 ????? s TfLHA?（符合要求） 4)降液管底隙高度 oh ：取液體通過降液管底隙的流速 m/?o? 0 . 0 2 mm0 2 0 0 8 ????? ?w so l Lh （符合） 5)受液盤 采用平行受液盤，不設進口堰，深度為 50mm 提餾段： 1) 溢流堰長 wl ：單溢流 ? ?Dlw ~? ，取堰長 wl 為 =? = 2) 出口堰高 wh ：單溢流 OWLw hhh ?? 18 ?DLw ???whl L 0 2 3 6 0 00 1 7 0 0 3/2 ????????? ????owh 故 0 3 2 ???wh 3)降液管的寬度 DW 與降液管的面積 fA ： 由 ?DLw ,查圖得 ?DWD ?Tf AA 故 5 1 3 1 ???dW 22 m6 5 4 ???? ?fA 計算液體在降液管中停留時間以檢驗降液管面積， 即 ????? s TfLHA?（符合要求） 4) 降液管底隙高度 oh ：取液體通過降液管底隙的流速 m/?o? 2 0 1 7 ????? ?w so l Lh （符合） 塔板布置 精餾段 一） 塔板的分塊 因 mm800?D ，故塔板采用分塊式?？蓞⒄障卤硭窘?jīng)驗關系選取。 表 1 苯和甲苯的物理性質 項目 分子式 分子量 M 沸點（℃） 臨界溫度 tC（℃） 臨界壓強 PC（ kPa） 苯 A C6H6 甲苯 B C6H5— CH3 4 表 2 苯和甲苯的飽和蒸汽壓 溫度 C0 85 90 95 100 105 0AP ,kPa 0BP ， kPa 表 3 常溫下苯 — 甲苯氣液平衡數(shù)據(jù)（ [2]： 8P 例 1— 1 附表 2） 溫度 C0 85 90 95 100 105 液相中苯的摩爾分率 0 汽相中苯的摩爾分率 0 表 4 純組分的表面張力 ([1]： 378P 附錄圖 7) 溫度 80 90 100 110 120 苯， mN/m 甲苯， Mn/m 20 表 5 組分的液相密度 ([1]： 382P 附錄圖 8) 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 6 液體粘度 181。塔頂上升的蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內，其余部分經(jīng)產品冷卻器冷卻后送至貯罐。 設計 條件如下： 操作壓力 4kpa（塔頂表壓） 進料熱狀況 泡點進料 方案的確定 及基礎數(shù)據(jù) 本設計任務為分離苯 甲苯混合物。本設計簡明、合理，能滿足初步生產工藝的需要，有一定的 實踐指導作用。繪制了生產工藝流程圖和精餾塔設計條件圖。 2 摘要 ：本設計對苯 — 甲苯分離過程篩板精餾塔裝置進行了設計，主要進行了以下工作：對主要生產工藝流程和方案進行了選擇和確定。 《化工 原理 》課程設計 設計題目 苯 甲苯精餾塔的設計 學 生 指導教師 講師 年 級 專 業(yè) 系 部 課程設計任務書 一、課題名稱 苯 —— 甲苯混合液篩板精餾塔設計 二、課題條件（原始數(shù)據(jù)） 設計方案的選定 原料：苯、甲苯 原料苯含量：質量分率 = % 原料處理量：質量流量 =產品要求： 苯的 質量分率： xD =98%， xW=1% 操作條件 常壓精餾，泡點進 料，塔頂全凝，泡點回流，塔底間接加熱。 設備型式：篩板塔 三、設計內容 設計方案的選擇及流程說明 工藝計算 （物料衡算、塔板數(shù)、工藝條件及物性數(shù)據(jù)、氣液負荷等） 主要設備工藝尺寸設計 （ 1）塔徑 （ 2） 塔板（ 降液管 、 溢流堰 、塔板布置等） （ 3）塔 高 流體力學驗算與操作負荷性能圖 輔助設備選型 （冷凝器、再沸器、泵、管道等） 結果匯總 表 設計 總結 參考文獻 塔 的設計條件 圖 （ A2） 工藝流程圖（ A3） 四、圖紙要求 帶控制點的工藝 流程圖（ 2＃圖紙）； 精餾塔條件圖（ 1＃圖紙）。 對生產的主要設備 — 篩板塔進行了工藝計算設計 ,其中包括： ① 精餾塔的物料衡算； ② 塔板數(shù)的確定； ③ 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算； ④ 精餾塔的塔體工藝尺寸計算； ⑤ 精餾塔塔板的主要工藝尺寸的計算。 對設計過程中的有關問題進行了討論和評述。 關鍵詞 ：苯 — 甲苯；分離過程；精餾塔 1 目錄 目錄 ..................................................................................................................................................................1 1 文獻綜述 .....................................................................................................................................................3 概述 .......................................................................................................................................................3 方案的確定及基礎數(shù)據(jù) ......................................................................................................................3 2 塔物料衡算 .................................................................................................................................................5 原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分率 ............