【正文】 其中塔頂的壓力為 。確定操作壓力時，必須根據所處理物料的性質，兼顧技術上的可行性和經濟上的合理性進行考慮。下面結合課程設計的需要，對某些問題作些闡述。 操作條件的確定 確定設計方案是指確定整個精餾裝置的流程、各種設備的結構型式和某些操作指標。 以上三項原則在生產中都是同樣重要的。 設計任務和要求 原料：苯～甲苯溶液，年產量時 6萬噸， 苯含量： 48%（質量分數），原料液的溫度：泡點溫度 設計要求：塔頂產品組成 98%（質量分數），塔底產品組成 3%（質量分數） 設計計算 確定設計方案的原則 確定設計方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學 技術上的最新成就，使生產達到技術上最先進、經濟上最合理的要求，符合優(yōu)質、高產、安全、低消耗的原則。 設計依據 本設計依據《化工原理課程設計》的設計實例，對所提出的題目進行分析并做出理論計算。生產中為了滿足儲存，運輸，加工和使用的需求，時常需要將這些混合物分離為較純凈或幾乎純態(tài)的物質 . 芳香族化合物是化工生產中的重要的原材料，而苯和甲苯是各有其重要作用。精餾塔內，氣、液兩相的溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。兩相在塔板上相互接觸時，液相被加熱，液相中易揮發(fā)組分向氣相中轉移；氣相被部分冷凝，氣相中難揮發(fā)組分向液相中轉移，從而使混合物中的組分得到高程度的分離。 分離苯和甲苯，可以利用二者沸點的不 同，采用塔式設備改變其溫度，使其分離并分別進行回收和儲存。根據生產上的不同要求，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。 ( 3 ) 塔板結構圖設計和計算； ( 4 )流體力學校核； ( 5 )塔板負荷性能計算； ( 6 )塔接管尺寸計算； ( 7 )總塔高、總壓降及接管尺寸的確定。 主要設備工藝尺寸設計 ( 1 ) 塔內氣液負荷的計算 。 ( 3 ) 回流比的選擇 。 1 板式精餾塔設計任務書 43 一、 設計題目： 苯―甲苯 精餾分離板式塔設計 二、設計任務及操作條件 設計任務：生產能力（進料量） 6萬 噸／年 操作周期 7200 小時／年 進料組成 ％ （質量分率，下同） 塔頂產品組成 ％ 塔底產品組成 % 操作條件 操作壓力 常壓 進料熱狀態(tài) 泡點進料 冷卻水 20℃ 加熱蒸汽 設備型式 篩板塔 廠 址 安徽省合肥市 三、設計內容： 概述 設計方案的選擇及流程說明 塔板數的計算 (板式塔 ) ( 1 ) 物料衡算 。 ( 2 ) 平衡數據和物料數據的計算或查閱 。 ( 4 ) 理論板數和實際板數的計算 。 ( 2 ) 塔徑的計算 。 輔助設備選型與計算 設計結果匯總 工藝流程圖及精餾塔裝配圖 設計評述 2 目錄 概述 ..................................................................... 4 精餾單元操作的簡介 .................................................. 4 精餾塔簡介 .......................................................... 4 苯 甲苯混合物簡介 ................................................... 4 設計依據 ............................................................ 4 技術來源 ............................................................ 4 設計任務和要求 ...................................................... 5 設計計算 ................................................................. 5 確定設計方案的原則 .................................................. 5 操作條件的確定 ...................................................... 5 操作壓力 ...................................................... 5 進料狀態(tài) ...................................................... 6 加熱方式的選擇 ................................................ 6 設計方案的選定及基礎數據的搜集 ...................................... 6 板式精餾塔的簡圖 .................................................... 7 常用數據表： ........................................................ 7 計算過程 ................................................................. 9 相關工藝的計算 ..................................................... 10 原料液及塔頂、塔底產品的摩爾分率 ............................. 10 原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量 ......................... 10 物料衡算 ..................................................... 10 最小回流比及操作回流比的確定 ................................. 10 精餾塔的氣、液相負荷和操作線方程 ............................. 11 逐板法求理論塔板數 ........................................... 11 精餾塔效率的估算 ............................................. 13 實際板數的求取 ............................................... 13 精餾塔的工藝條件及有關物性數據的計算 ............................... 13 操作壓力計算 ................................................. 13 操作溫度計算 ................................................. 14 平均摩爾質量計算 ............................................. 14 平均密度計算 ................................................. 15 液體平均表面張力計算 ....................................... 16 液體平均粘度計算 ........................................... 17 精餾塔的主要工藝尺寸的計算 ......................................... 18 塔內 氣液負荷的計算 ........................................... 18 塔徑的計算 ................................................... 18 精餾塔有效高度的計算 ......................................... 20 塔板結構尺寸的計算 ................................................. 20 溢流裝置計算 ................................................ 20 塔板布置 ..................................................... 22 篩板的流體力學驗算 ................................................. 24 塔板壓降相當的液柱高度計算 ................................... 24 液面落差 ..................................................... 25 3 霧沫夾帶 ..................................................... 25 漏液 ......................................................... 25 液泛 ......................................................... 26 塔板負荷性能圖 .................................................... 27 霧沫夾帶線 ................................................... 27 液泛線 ....................................................... 28 液相負荷上限線 ............................................... 30 液相負荷下限線 ............................................. 30 漏液線 ....................................................... 31 各接管尺寸的確定 ................................................... 32 進料板 ....................................................... 32 釜殘液出料管 ................................................. 33 回流液管 ..................................................... 33 塔頂上升蒸汽管 ............................................... 33 精餾塔結構設 計 ..................................................... 34 設計條件 ..................................................... 34 殼體厚度計算 ................................................. 34 風載荷與風彎矩計算 ........................................... 35 地震彎矩的計算 ............................................... 38 篩板塔的工藝設計計算結果匯總表 ..................................... 39 總結和設計評述 .......................................................... 40 設計評述 ........................................................... 40 總結 .......................................