【正文】 內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。 本設計任務為分離苯一甲苯混合物。在設計時要根據(jù)實際需要選定回流比。回流比是精餾操作的重要工藝條件。此次設計是在常壓下操作。 塔頂冷凝器可采用全凝器、分凝器全能器連種不同的設置。在此過程中，熱能利用率很低，有時后可以考慮將余熱再利用，在此就不敘述。蒸餾是物料在塔內(nèi)的多次部分汽化與多次部分冷凝所實現(xiàn)分離的。實際上，蒸餾裝置包括精餾塔、原料預熱器、蒸餾釜、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設備。 能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等本次實驗我們根據(jù)所給條件設計出塔的各項參數(shù)及其附屬設備的參數(shù)。 結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。 有一定的操作彈性，當氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 流體阻力小，流體通過塔設備時阻力降小，可以節(jié)省動力費用，在減壓操作是時，易于達到所要求的真空度。 效率高，氣液兩相在塔內(nèi)保持充分的密切接觸，具有較高的塔板效率或傳質(zhì)效率。3 圖21 精餾工藝流程圖 圖22 單塔工藝流程簡圖 總的要求是在符合生產(chǎn)工藝條件下，盡可能多的使用新技術(shù)，節(jié)約能源和成本，少量的污染。該物系屬易分離物系，最小回流比較小。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。二、設計方案的確定及工藝流程的說明 本設計任務為分離苯、甲苯混合物。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。 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)中得到廣泛應用。六、設計內(nèi)容 1. 設計方案的確定及流程說明2. 塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算3. 精餾塔的物料衡算4. 塔板數(shù)的確定5. 塔體工藝尺寸的計算6. 塔板主要工藝尺寸的設計計算7. 塔板流體力學驗算8. 繪制塔板負荷性能圖9. 塔頂冷凝器的初算與選型10. 設備主要連接管直徑的確定11. 全塔工藝設計計算結(jié)果總表12. 繪制生產(chǎn)工藝流程圖及主體設備簡圖13. 對本設計的評述及相關(guān)問題的分析討論目 錄一、緒 論 1二、設計方案的確定及工藝流程的說明 2 2 3 3 4三、全塔物料衡算 5 5四、塔板數(shù)的確定 6 6 7五、精餾與提餾段物性數(shù)據(jù)及氣液負荷的計算 塔底平均摩爾質(zhì)量的計算 9 10 10 11 11六、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)工藝尺寸的計算 14 14 15 17七、 塔板流體力學的驗算及負荷性能圖 19 19 22八、塔的有效高度與全塔實際高度的計算 27九、浮閥塔工藝設計計算總表 28十、輔助設備的計算與選型 30 30 31十一、對本設計的評述及相關(guān)問題的分析討論 33 36 38一、緒 論 化工原理課程設計是綜合運用《化工原理》課程和有關(guān)先修課程（《物理化學》，《化工制圖》等）所學知識，完成一個單元設備設計為主的一次性實踐教學，是理論聯(lián)系實際的橋梁，在整個教學中起著培養(yǎng)學生能力的重要作用。天津大學仁愛學院化工系化工原理課程設計板式連續(xù)精餾塔設計任務書一、設計題目：分離苯—甲苯系統(tǒng)的板式精餾塔設計 試設計一座分離苯—甲苯系統(tǒng)的板式連續(xù)精餾塔，要求原料液的年處理量為 50000 噸，原料液中苯的含量為 35 %，分離后苯的純度達到 98 %，塔底餾出液中苯含量不得高于1%（以上均為質(zhì)量百分數(shù)）二、操作條件1. 塔頂壓強： 4 kPa （表壓）；2. 進料熱狀態(tài)： 飽和液體進料3. 回流比： 加熱蒸氣壓強： kPa（表壓）；單板壓降： ≤ 0. 7 kPa 塔板類型 ： 浮閥塔板四、生產(chǎn)工作日 每年300天，每天24小時運行。五、廠址廠址擬定于天津地區(qū)。通過課程設計，要求更加熟悉工程設計的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設計的主要程序及方法，鍛煉和提高學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。本設計的題目是苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設計，即需設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，需設計一板式塔將其分離。對于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。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)品冷凝器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。精餾塔對塔設備的要求大致如下：生產(chǎn)能力大，即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常流動。 在本次設計中，我們進行的是苯和甲苯二元物系的精餾分離，簡單蒸餾和平衡蒸餾只能達到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發(fā)度的差異實現(xiàn)高純度分離，是精餾塔的基本原理。蒸餾過程按操作方式不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是浮閥式連續(xù)精餾塔。熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。在這里準備用全凝器，因為可以準確的控制回流比。 因為這次設計采用間接加熱，所以需要再沸器。選擇的原則是使設備和操作費用之和最低。本設計采用連續(xù)精餾操作方式、常壓操作、泡點進料、間接蒸汽加熱、選R=、塔頂選用全凝器、選用浮閥塔。由于對物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送人精餾塔內(nèi)。該物系屬易分離物