化工原理課程設(shè)計苯甲苯的分離-在線瀏覽
2024-08-01 16:02本頁面
【正文】 ， 《化工制圖》等）所學(xué)知識，完成一個單元設(shè)備設(shè)計為主的一次性實踐教學(xué)，是理論聯(lián)系實際的橋梁，在整個教學(xué)中起著培養(yǎng)學(xué)生能力的重要作用。通過課程設(shè)計，要求更加熟悉工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)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(shè)計的題目是苯甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計，即需設(shè)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(shè)計一板式塔將其分離。(二)、設(shè)計參數(shù)年處理量： 25000 噸料液初溫: 35℃料液組成 ： 45％ 苯，苯甲苯常溫混合溶液 （質(zhì)量分率，下同）塔頂產(chǎn)品組成苯 ≥98％ 塔底釜液組成苯 ≤2% 年實際生產(chǎn)天數(shù)： 330 天精餾塔塔頂壓力： 4kpa （表壓）冷卻水進口溫度： 30℃飽和水蒸氣壓力： （間接水蒸氣加熱）設(shè)備型式： 篩板精餾塔廠 址： 長江大學(xué) 地區(qū) (三)、設(shè)計內(nèi)容設(shè)計方案的確定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所提供的條件和要求，通過對現(xiàn)有資料的分析對比，選定適宜的流程方案和設(shè)備類型，初步確定工藝流程。精餾過程的工藝計算 塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸計算塔內(nèi)流體力學(xué)性能的計算與校核塔板結(jié)構(gòu)簡圖和塔板性能圖的繪制塔的工藝計算結(jié)果匯總一覽表典型輔助設(shè)備選型與計算（略）帶控制點的生產(chǎn)工藝流程圖及精餾塔設(shè)計工藝條件圖的繪制對本設(shè)計的評述或?qū)τ嘘P(guān)問題的分析與討論編制課程設(shè)計說明書1參考文獻課程設(shè)計二、設(shè)計計算設(shè)計方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 本設(shè)計任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。對于二元混合物的分離，應(yīng)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)品冷卻器冷卻后送至儲罐。塔底設(shè)置再沸器采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。塔板的類型為篩板塔精餾，篩板塔塔板上開有許多均布的篩孔，孔徑一般為 3～8mm，篩孔在塔板上作正三角形排列。 (２) 處理能力大，比同塔徑的泡罩塔可增加 10～15 ％。 (４) 壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低 30％左右。 (２) 操作彈性較小( 約 2～3) 。下圖是板式塔的簡略圖：課程設(shè)計表 苯和甲苯的物理性質(zhì)([1]:P289)項目 分子式 分子量 M 沸點（ ℃ ） 臨界溫度 tC（ ℃ ） 臨界壓強PC（ kPa）苯 A甲苯 BC6H6C7H8 表 苯甲苯的飽和蒸汽壓([2]:P73 表 101)t/ 84 88 92 96 100 104 108 /kPAPa /kP0Ba 表 常溫下苯—甲苯氣液平衡數(shù)據(jù)（[2]：P73 表 102）t/℃ 84 88 92 96 100 104 108 x 1 0課程設(shè)計y 1 0表 純組分的表面張力([6]： 附錄圖 7)378Pt/ 80 90 100 110 120苯 20 (mN/ )3m甲苯 上表的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)成下式：苯： =?甲苯： =表 組分的液相密度([6]： 附錄圖 8)382Pt/℃ 80 90 100 110 120苯 817 805 793 782 770ρ/（kg/）3m甲苯 811 801 791 780 768上表的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)成下式：苯： =?甲苯： = 精餾塔的物料衡算(1) 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品中苯的摩爾分率 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 ???.???（2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ()?????933735D?()??????（3）物料衡算 原料處理量 ?總物料衡算 ooD??苯物料衡算 .聯(lián)立解得 3167/??? ?? ??? ?? ?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）理論塔板數(shù) 的求取 TN苯一甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)，步驟如下。 采用作圖法求最小回流比。圖解得 =151=14 塊（不含塔釜）。（2）實際塔板數(shù) PN課程設(shè)計全塔效率的計算（在 95℃下，查表得各組分黏度 =， =）A?B12()().???????????%?精餾段實際板層數(shù) 6/=，取 11 塊1PN1PN精餾段塔高 1()(2)????提餾段實際板層數(shù) 9/=，取 18 快2P2P提餾段塔高 1()(17).6TN總塔板數(shù) =29 塊，進料板在第 13 塊板。 3, (753)mvvPkgmRT?????②液相平均密度計算 塔頂: 3,????? 3,./LB kgm 3,./6ABLDLDmLD kgm??????????進料板: 3,?? 3,??? 3,./ABLFmLFmDL kg???????塔底 : 3,./LWA kg?????課程設(shè)計 3,./LWB kgm????? 3,./3ABLWLmLWkgm???????精餾段液相平均密度為 ,???提餾段液相平均密度為 39。s μ B= mPas同理,進料板:在 ℃下,查手冊得 μ A=sμ LFm=+ ()= mPas μ B= mPas精餾段液相平均粘度為 μ Lm=(+)/2= mPas/Lm??氣液負(fù)荷計算 精餾段：??1(.841)?????396275./????..172/6Lms ms?./h h 提餾段：39。 3/????39。 ???39?？蓞⒄障卤硭窘?jīng)驗關(guān)系選取。提餾段：初選板間距 ，取板上液層高度 ，?mhL06.?故 ；.????????????????查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖 540， 得 C20=；依式??C校正物系表面張力為 0. ??????????????39。?課程設(shè)計故 ????按標(biāo)準(zhǔn),塔徑圓整為 ,則操作氣速 。（二） 、塔板主要工藝尺寸的計算(1) 溢流裝置因塔徑 D＝，可選用單溢流弓形降液管，采用平行受液盤，且不設(shè)進口堰。???:不 宜 小 于 ， 滿 足 要 求課程設(shè)計因 ,Woh?故 進 口 處 不 設(shè) 堰 ， 滿 足 。0..05778sowohmLu???:不 宜 小 于 ， 滿 足 要 求因 , .6WW?進故 進 口 處 應(yīng) 設(shè) 堰 ，(2)塔板布置 ①塔板的分塊 因 D=1100mm，查表 56([3]:P140)得，塔極分為 3 塊。 課程設(shè)計(3) 霧沫夾帶 ????????????????????? 液 氣 .(滿 足 要 求 ）../9snTfVumsA故在設(shè)計負(fù)荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶。(5) 液泛的驗算
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