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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计

1．本课题的研究意义

通过毕业设计，使我们熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。

在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。

实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备，蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是筛板式连续精馏塔。蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。原则是使设备和操作费用之和最低。

在设计时要根据实际需要选定回流比。精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，即本次所设计的精馏装置。

2．本课题的基本内容

一、设计任务：

(1)原料液中苯含量：质量分率75％(质量)，其余为甲苯。

(2)塔顶产品中苯含量不得低于98％(质量)。

(3)残液中苯含量不得高于8.5％(质量)。

(4)生产能力：100000 t/y苯产品，年开工310天。

二、操作条件：

(1)精馏塔顶压强：4.0kPa(表压)      (2)进料热状态：自选

(3)回流比：自选。                  (4)单板压降压：≯0.7kPa 

三、设计内容及要求：

(1)设计方案的确定及流程说明

(2)塔的工艺计算

(3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计

塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学验算；塔板的负荷性能图。

(4)编制设计结果概要或设计一览表

(5)辅助设备选型与计算

(6)绘制塔设备结构图：采用绘图纸徒手绘制

 

目录

一  序 言 1

二  板式精馏塔设计任务书 2

三  设计计算 3

3.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 3

3.2 精馏塔的物料衡算 5

3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 10

3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 15

3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 16

3.6 筛板的流体力学验算 19

3.7 塔板负荷性能图 22

四  设计结果一览表 28

五  板式塔的结构与附属设备 29

5.1附件的计算 29

5.1.1接管 29

5.1.2冷凝器 31

5.1.3 再沸器 31

5.2板式塔结构 32

七  设计心得体会 35

 

 参考书目

[1]张新战，化工单元过程及操作.北京：化学工业出版社，1998

[2]何潮洪,冯霄.化工原理.北京：科学出版社，2001

[3]柴诚敬,刘国维.化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，1994

[4]贾绍义,柴敬诚.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002

[5]陈均志，李雷.化工原理实验及课程设计.北京：化学工业出版社，2008

[6]马江权，冷一欣.化工原理课程设计.北京：中国石化出版社，2009