化工原理 苯--甲苯连续筛板精馏塔设计说明书.docx

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1、定的工艺要求卜，确定设计方案，设计内容包括精锚塔工艺设计计修，塔协助设备设计计算，精储工艺过程流程图，精储塔设省结构图，设计说明书。关健词：箭板塔；笨一甲笨；工艺计算；结构图筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形樗列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成气液亲密接触的泡沫层（或喷射的液滴群）。筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简洁，制造修理便利,造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相同条件卜.生.产实力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阳塔.其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞，不相宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性，对易

2、引起堵塞的物系可采纳大孔径筛板,故近年我国对筛板的应用日益增多，所以在本设计中设计该种塔型.2.2确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件卜.，尽量采纳科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、平安、低消耗的原则。为此，必需详细考虑如下几点：2.2.1满意工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备，首先必需保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而须要实行相应的措施.其次所定的设计方案须要有肯定的操作弹性，各处流量应能在肯定范围内进行调整，必要时传热量也可进行调整。因此，在必要的位巴上

3、要装置调整阀门，在管路中安装备用支线。计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动,再其次，要考虑必需装理的仪表（如温度计、压强计，流量计等）及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而梢助找出不正常的缘由，以便实行相应措施。2. 2.2满意经济上的要求要节约热能和电能的消耗，削诚设备及基建费用。如前所述在蒸储过程中如能适当地利用塔顶、塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水,也能削减电能消耗。又如冷却水出口温度的凹凸，一方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都仃影响。同样,回流比的大小对操作费和设饴费也有很大影响。3. 2.3保

4、证平安生产例如苯属有毒物料，不能让其蒸汽充满车间。又如，塔是指定在常压下操作的,塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而须要平安装置，以上三项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计中，对第个原则应作较多的考虑，对其次个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作一股的考虑。第三章塔体计算本设计采纳连续精储流程，饱和液体进料塔顶上升蒸汽采纳全凝器冷凝，冷凝液在泡点卜.一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却涔冷却后送至储罐。该物系屈于易分别物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜果纳饱和蒸汽间接加热，塔底产品冷却后送至储虚.3.1精母塔的物料衡算4. 1.1

5、原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量.W=78.11/川甲苯的摩尔质量f,1.=92.1.311rXF=0.45/78.11X”0.45/78.11+0.55/92.130.96/78.11=0.491XW=0.96/78.11+0.04/92.130.()4/78.I1.=0.9660.04/78.11+0.96/92.13=0.04683.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量Mf=0.491X78.11+(1-0.491.)92.13=X5.25In1.Mw=0.966x78.1.1.+(1-0.966)x92.13=78.59Kv/MW=0.(M68x78.1I+(I-0.

6、(M68)92.I3=91.47Kj?/?/3.1.3物料衡算原料处理员总物料衡算3500rtz.,F=-=41.056mwA85.2541.056=D+VV苯物料衡兑41.056x0.491=0.966-D+0.0468VV联立解得D=9MkmoUhW=2.26kmo1.h=1.23%一以0,966-0.701yp-xp0.7(M-0.491回流比为最小回流比的2倍，即R=2R,而，=2x1.23=2.46(3)精储塔的气、液相负荷1.=RD=2.469.84=48.8IKmoIihV=(1.+R)D=(1+2.46)19.84=.65Kmo1.Ih1.=1.+(7F=48.81+1x41.

7、056=89.86XmpV=V=6S.65KriufIZh(4)操作线方程精馈段操作线方程2.460.966+=X.+/?+1”R+12.46+1*2.46+1=0.71.v+0.279提懒段操作线方程Wvw1.+qF1.+qF-WXm1.+qF-W1.31.J-0.01446两操作线交点横坐标为X,=(K+D,+(4-DXP=046+.1.)xg491=().川/?+.1=-xm一-=1.31jr-0.01446,1.+qF-WK1.+qF-W,2.462.vj,平衡方程：3+1.462r.Xb=X1.=0.4383）、=0.5594X2=0.3402J5=0.4309X5=0.2352汽=

8、0.2934xx=0.1443y3=0.1745X5=0.0790%=0,0890x1.,=0.0382xw=0.0468因此提溜段理论板数为6.总理论板层数Ai=11（包括再沸器）进料板位置=65. 1.2实际板数的求取（1）查苯-甲笨的气液平衡数据,由内差法求得0.491-0.45/a-92.69IF：=0.5-0.4591.40-92.69得-=91.6。C0.966-91.2，一84.41-91.280.01-84.4得tD=81.7。C0.0468-0-110.56H,：=0.03-0108.79-110.56得小.=107.8。CTh=(HO.63+273,15)/318.57=1

9、.2047蒸发潜热Hva=H11(1-Tr2)/(1-T.,)om=363(1-1.1995)/(1-1.2017)*w=357.058Mw=91.59kg/mo1.D=MwW=91.5921.216=5469.905kJ/kgh,-Iu=(1-X.)H,-X,Hu=(1-0.0468)359.47-0.00.468454.29=319.09kJ/kgQ1=(R+1)D,(U-Im)=(2.42+1)1943.17319.09=1.510*kJ/kg6. 3焰值衡算由前面的计算过程及结果可知：塔顶温度=81.7塔底温度1.=IO7.8C,进料温度=91.6C。rw=81,7*CE：Ci-99.

10、14KJ/(kmo1.K)Cm-124.36KJ/(km1.-K)C1,=Cnxn+Cf2(1.-.ro)=99.!40.966+124.36X0.034=99.997KJ(kn1.-K)nv=107.84CT:Cpi=106.7KJ/(kmo1.-K)(餐=133.8()KJ/(kno1.-K)Cpw=Cpixw+Cp1(I-xw)=1()6.7X0.0235+133.800.9765=133.16KJ/(knp1.K)o=80.49-CT：1.=392.88X7/2=378.86J=d+i(-xd)=392.880.966+378.860.034=392.4KJkg塔顶:MD=MIxd+M

11、,(I-xd)=78.110.966+92.140.034=78.587kgIkn1.(1)(TC时塔顶气体上升的培Q.塔顶以Oc为基准。qv=vcpid+vzmd=68.6599.99781.7+68.65392.478.587=2.68X10kJ/kg(2)回流液的培QKQ=1.Cpt,=4881X99.99781.7=399000KJ/h(3)塔顶馆出液的始Qt,因储出口与回流口组成一样，所以C0=99.997KMk1.m1.K)Qq=DCtto=19.84x99.997x81.7=162OOOKJh(4)冷凝器消耗的焰QQC=QV-QR-QD=2680000-399()(M)-1620

12、00=2H9000KJh进料口的培Q,.1.r=91.6C下：CP1.=101.02KJ/(hni-K)Ci,2=130.03KJKknn1.-K)Cp=CpiXf+CP,(1.-xp)=104.02x0.491+13O.O3(1-0.491)=6.36KJ/(kno1.K)所以Qf=FCpIf=41.O5C)66.3691.6=249X)KJ/h(6塔底残液QWQw=VVCwtw=21.22132.53107.8=3O3O(X)KJ/h（7）再沸器Qb（全塔范围内列衡算式）塔釜热损失为10%，则=0.9设再沸器损失能量C_n)oC1.C_CJ、1.cCQj=O1QbQb+Qf=QcQw+Qd

13、加热器实际热负荷0.9Qb=Qc+Qw+Qn-Q1.=2119000+3O3O+162(K)0-249600=233500()QB=2335OooO.9=259O(X)0KJh附录附录1紫一一甲苯连续精储过程板式精值塔操作物料流程示意图设计总结经过个星期的课程设计，最终完成了苯一一甲苯分别过程板式精储塔的课程设计。塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中垃亟要的设备之一，他可以使气（或汽）或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热的目的。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能时整个装置的产品产S1.颓量、生产实力和消耗定额，以及三废处理和环境爱护等各方面都有重大影响。因此，驾驭粘恒塔的基本设计是身为化工专业学生是非常重要的。本设计进行苯和甲苯的分别，采纳直径为1.m的精幅塔，选取效率较高、塔板结构简洁、加工便利的单溢流方式，并采纳了弓形降液盘。该设计的优点：1 .耐腐蚀和不易堵塞，操用、调整、检修便利：2 .结构简洁、材料耗用珏少，制造安装较简洁：3,处理实力大，效率较高，压强较低，从而降低了操作费用：4.操作弹性较大。由于实力以及实践还有很多不足，所以在整个设计过程中，难免有些不成熟和欠妥之处.希望老师能够指货指正。参考文献1王志炫等编.化工原理第四版.北京：化学工业出版社,20042李同等同.化工工程制程制匕京:清华高校出版社，2011