【正文】 設(shè)計計算 ................................................................................................................ 4 設(shè)計方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 .............................................................. 4 精餾塔的物料衡算 .......................................................................................... 7 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 ................................................ 10 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 ........................................................................ 15 塔板主要工藝尺寸的計算 ............................................................................ 16 篩板的流體力學(xué)驗算 .................................................................................... 19 塔板負(fù)荷性能圖 ............................................................................................ 22 四 設(shè)計結(jié)果一覽表 .................................................................................................. 28 五 板式塔得結(jié)構(gòu)與附屬設(shè)備 .................................................................................. 29 附件的計算 ..................................................................................................... 29 接管 ....................................................................................................... 29 冷凝器 ................................................................................................... 31 再沸器 .................................................................................................. 31 板式塔結(jié)構(gòu) .................................................................................................. 32 故全塔高為 ，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在較低位置安置，所以裙板取了較小的 。 六 參考書目 ................................................................ 33 七 附錄 ...................................................................................................................... 34 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計 2 一 序 言 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。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(jìn)行分離。 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計 3 二 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 板式精餾 塔 的 設(shè)計 主要內(nèi)容 設(shè)計方案簡介：對給定或選定的工藝流程、主要設(shè)備進(jìn)行 簡 述； 主要設(shè)備的工藝設(shè)計計算：工藝參數(shù)的選定、物料 和能量衡算、 篩板 塔結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝尺寸的設(shè)計計算； 輔助 設(shè)備 的選型 ； 繪流程圖 ：以單線圖的形式描繪，標(biāo)出主體設(shè)備和輔助設(shè)備的 物料方向、物流量、能流量 ； 精餾 塔的 設(shè)備工藝條件 圖 ； 編寫設(shè)計 計算 說明書 。 設(shè)計計劃進(jìn)度 布置任務(wù)， 查閱資料 ，其它準(zhǔn)備 …………… 1天 主要 工藝設(shè)計計算 …………………………… 3天 輔助設(shè)備選型 計算…………………………… 1天 繪制工藝流程圖 ……………………………… 2天 繪制主要設(shè)備工藝條件圖 …………………… 2天 編寫設(shè)計計算說明 書 ………………………… 2天 考核 …………………………………………… 1天 合計：（ 2周） ………………………………… 12天 主要參考文獻(xiàn) 《化工原理課程設(shè)計》，賈紹義等編，天津大學(xué)出版社， 《化工原理》（上、下冊），夏清 等 編，天津大學(xué)出版社， 《化工工藝設(shè)計手冊》（第三版）（上下冊），化學(xué)工業(yè)出版社， 等等。由于對物料沒有特殊的要求，可以在常壓下操作。設(shè)計中采用泡點進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送人精餾塔內(nèi)。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的 。其中由于蒸餾過程的原理是多次進(jìn)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。 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。 (３ ) 塔板效率高，比 泡罩塔高 15％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。 (３ ) 小孔篩板容易堵塞。L （ [1]： 365P ） 溫度 (℃ ) 80 90 100 110 120 苯（ mPa .s） 甲苯（ mPa .s） 表 7 常壓下苯 —— 甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù) 溫度 t ℃ 液相中苯的摩爾分率 x 氣相中苯的摩爾分率 y 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計 7 精餾塔的物料衡算 (1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 kmolkgM B /? 自定義取值 xF= xD= xw= （ 2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 MF= +() =(㎏ /mol) MD= +() =(㎏ /mol) MW= +() =(㎏ /mol) （ 3）物料衡算 原料處理量 F = 3250/ =總物料衡算 D + W = 苯物料衡算 = + 聯(lián)立解得 D = kmol/h W = kmol/h 式中 F原料液流量 D塔頂產(chǎn)品量 W塔底產(chǎn)品量 3 塔板數(shù)的確定 （ 1）理論板層數(shù) NT 的求取 苯一甲苯屬理想物系，可采逐板計算求理論板層數(shù)。 （ 3） 全塔效率的計算 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計 10 查溫度組成圖得到，塔頂溫度 TD=℃，塔釜溫度 TW=105℃，全塔平均溫度Tm =℃。 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物 性數(shù)據(jù)的計算 （ 1）操作壓力計算 塔頂操作壓力 P＝ 4+ kPa 每層塔板壓降 △ P＝ kPa 進(jìn)料板壓力 FP ＝ + 10＝ kPa 塔底操作壓力 wP = kPa 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計 11 精餾段平均壓力 P m1 ＝（ +）／ 2＝ kPa 提餾段平均壓力 P m2 =（ +） /2 = kPa （ 2）操作溫度計算 依據(jù)操作壓力，由泡點 方程通過試差法計算出泡點溫度，其中苯、甲苯的飽和蒸氣壓由 安托尼方程計算，計算過程略。/( 1 4 33 mkgmkg BA ?? ?? 苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計 13 塔頂液相的質(zhì)量分率 ?aa求得 ）（得 3m,m, /。