【正文】 塔設備是化工、煉油生產中最重要的設備類型之一。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產中中占有重要的地位。 化工原理 課 程 設 計題目： 苯甲苯二元物系篩板式精餾塔的設計 化工原理課程設計任務書 一 設計題目：苯甲苯連續(xù)篩板式精餾塔的設計二 任務要求 設計一連續(xù)篩板精餾塔以分離苯和甲苯，具體工藝參數(shù)如下：原料加料量 F＝100kmol/h進料組成 xF＝餾出液組成 xD＝釜液組成 xw＝塔頂壓力 p＝100kpa單板壓降 ≤ kPa2 工藝操作條件：常壓精餾，塔頂全凝器，塔底間接加熱，泡點進料，泡點回流。 三 主要設計內容 設計方案的選擇及流程說明工藝計算主要設備工藝尺寸設計 （1）塔徑及 精或提 餾段塔板結構尺寸的確定 （2）塔板的流體力學校核 （3）塔板的負荷性能圖 （4）總塔高輔助設備選型與計算設計結果匯總工藝流程圖及精餾塔設備條件圖目錄摘要化工生產常需要進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝達到輕重組分分離的方法。為此，掌握氣液相平衡關系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設計和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。本次設計的篩板塔是化工生產中主要的氣液傳質設備。精餾設計包括設計方案的選取，主要設備的工藝設計計算——物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設備的結構設計和工藝尺寸的設計計算，輔助設備的選型，工藝流程圖，主要設備的工藝條件圖等內容。關鍵詞：苯、甲苯、精餾段、提餾段、篩板塔。 設計方案苯和甲苯的混合液是使用機泵經原料預熱器加熱后，送入精餾塔。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產品經冷卻后送入貯槽。 設計167。 板效率的計算對于進料： =℃Ft ?????AA PP 得： 00 BB ????BAFP?又 74D??精餾段平均相對揮發(fā)度： ???FD? 提餾段平均相對揮發(fā)度： 02W由液體平均粘度公式： 可求得不同溫度下苯和甲苯的粘度BAtL???對于苯(A)，其中 ， 即：?????當 ℃時， ?t smpauL /, ??當 ℃時， 302 LAA 54517305g 22, ????對于甲苯(B)，其中 ， 即：.46?.??????當 ℃時， ?t smpauLBLB /., ?當 ℃時 3602 3734571307g 22, ????又精餾段的液相組成： 9.. ??FDx提餾段的液相組成： 262Wx精餾段平均液相粘度： smPaxLBAL ?????????? 302.)()1(,1,1,?提餾段的平均液相粘度: xLBLA ?.).(..)(2,2,2,精餾段的板效率： )( ,1, ???????LTE??提餾段的板效率： ).(9.)( ,22, ???????LTE?? 實際板數(shù)的計算及全塔效率的計算 塊精精 , ??TPN塊提提 2..062,?TPE其中第 11 塊為加料版?？芍? kmolgMMBAVm /)(.79320)( ???????xLD 進料板平均摩爾質量計算 由 ，?yF ?F kmolgMMBAV /)(58)1( ???????xxFFL 6367..塔釜平均摩爾質量的計算 ?溢流堰長 ??堰流堰高度 wloh??選用平直堰，堰上液高度 由 計算owh???????近似取 ，則：1E精餾段： mlhwhow 3/ ?????????????????取板上清液層高度 故：6Lmhowl ..0??提餾段： lEhwhow /23/ ????????????????取板上清液層高度 故：6L mhowll 06..0??弓形降液管的寬度 與降液管的面積dWfA由 查圖 57 得 ， ?故： md 14..124.?? 2050720ATf液體在降液管中停留時間：精餾段 ，sLHhTf ???????提餾段 ， AhTf 故降液管設計合理。?則： ?故降液管底隙高度設計合理。50whm? 塔板布置 塔板的分塊 因 D=1400mm800mm,故塔板采用分塊式：表 21塔徑 mm 800 120~160~420~8240~塔板分塊數(shù) 3 4 5 6因此,塔板分為 4 塊.邊緣區(qū)寬度確定: 精餾段:取 39。s開孔區(qū)面積計算 開孔區(qū)面積22arcsin180a xAxr?????????? 精餾段: ????mWDxSd ? rC6354.??? 2222 .. ????????? 提餾段: ??mWDxSd ?????? rC03. 2222 mAa ??????? ???篩孔計算及其排列因為所處理的物系無腐蝕性,可選用 碳鋼板,取篩孔直徑 ,篩孔按m3??0d正三角排列,取孔中心距： 0351td?精餾段: 篩孔數(shù)目為 ???tAn提餾段: 篩孔數(shù)目為 個 開孔率為220...%015dt?????????????????精餾段氣體通過閥孔的氣速為 smAVuS /..0提餾段氣體通過閥孔的氣速為 sS /?? 篩板的流體力學驗算 塔板壓降干板阻力 計算ch ????????由 ,? 840c精餾段: 液 柱mhc . ???????????????提餾段: 液 柱c ...氣體通過液層的阻力 計算1h 氣體通過液層的阻力 L?? 精餾段: smAVufTSa /? ????????210 ./? ?? ??液 柱mhhowl ??? 提餾段: sAVufTsa /? )./(10 kgFva??? 61.? ??液 柱mhhowl 36..1??液體表面張力的阻力 計算? 精餾段: 液 柱gdhl 3?????? 氣體通過每層塔板的液柱高度 按下式計算ph 液 柱mhhcp . 31 ??????? 氣體通過每層塔板的壓降為： (設計允許kpapaglp ... ????值)