化工原理筛板精馏塔课程设计.doc

吉林化工学院化工原理课程设计题目筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级材化0801学生姓名学生学号08150108指导教师张福胜2010年6月14日目录摘要 一绪论 二第一章流程及流程说明 1第二章精馏塔工艺的设计 、塔底产品的摩尔分率 、 3 3第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 16第四章热量衡算 22第五章塔的附属设备的计算 25结论 27致谢 28参考文献 29主要符号说明30摘要在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中,给定的条件为:进料量为塔顶组成为:进料馏出液组成为:塔釜组成:加料热状态:q=1塔顶操作压强:(表压)首先根据精馏塔的物料衡算,求得D和W,通过图解法确定最小回流比;再根据操作线方程,运用图解法求得精馏塔理论板数,确定温度奥康奈尔公式求的板效率,继而求得实际板数,确定加料位置。然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算,求得各工艺尺寸,确定精馏塔设备结构。继而对筛板的流体力学进行验算,检验是否符合精馏塔设备的要求,作出塔板负荷性能图,对精馏塔的工艺条件进行适当的调整,使其处于最佳的工作状态。第二步进行塔顶换热器的设计计算。先选定换热器的类型,确定物性数据,计算传热系数和传热面积。然后对进料泵进行设计,确定类型。关键词:苯-甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构塔附属设备下图为连续精馏过程简图: 出料回流苯蒸汽 塔底绪论在本设计中我们使用筛板塔,筛板塔的突出优点是结构简单,造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性,而且效率高。采用筛板可解决堵塞问题,适当控制漏液。筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管,而直接在板上开很多小直径的孔——筛孔。操作时气体以高速通过小孔上升,液体则通过降液管流到下一层板。分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层。相同条件下,筛板塔生产能力比泡罩塔高10%—15%,板效率亦约高10%—15%,而每板压力降则低30%左右,适用于真空蒸馏;塔板效率较高,但稍低于浮阀塔。具有较高的操作弹性,但稍低于泡罩塔。其缺点是小孔径筛板易堵塞,不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。第一章流程及流程说明本设计任务为分离苯——甲苯混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。任务书上规定的生产任务长期固定,适宜采用连续精流流程。贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔;塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液;精馏塔塔顶设有全凝器,冷凝液部分利用重力泡点回流;部分连续采出到产品罐。简易流程如下,具体流程见附图。出料 苯——甲苯混合液回流塔底出料图1 、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量=======、塔底产品的平均摩尔质量苯——甲苯属于理想物系,可采用图解法求理论板数。——甲苯气液平衡线x-y图。2求最小回流比及操作回流比。采用作图法求最小回流比。在图上对角线上,自点e(,)作垂线ef即为进料线,=85kmol/h总物料衡算苯物料衡算联立得D==.=RD==(R+1)D==L+qF==V=.2求操作线方程