苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计

成绩       ------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 一、设计题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。 二、设计任务 (1)原料液中苯含量：质量分率＝50％(质量)，其余为甲苯。 (2)塔顶产品中苯含量不得低于95％(质量)。 (3)残液中苯含量不得高于5％(质量)。 (4)生产能力：43000/y苯产品，年开工300天。 三、操作条件 (1)精馏塔顶压强：4.0kPa(压)      (2)进料热状态：泡点进料 (3)回流比：自选                    (4)单板压降压：≯0.7kPa 四、课程设计内容 1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定 2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计 3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算 4、塔板的流体力学验算 5、塔板的负荷性能图的绘制 6、精馏塔接管尺寸计算 7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3 图纸) 8、绘制主体设备图(A2图纸) 五、课程设计的目的 化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，也是培养学生独立工作的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。通过课程设计达到如下目的： 1．巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化； 2．培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力； 3．熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法； 4．学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图； 5．训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力； 6．通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力。 一、设计与工艺流程图 1、设计方案 本设计任务为分离苯-甲苯混合物。对于二元混合物的分离，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人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点温度下一部分回流至塔内，其余部分产品经冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的（1.1~2.0）倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 2、工艺流程图 二、精馏塔的物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量 2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3、物料衡算 原料处理量 总物料衡算 苯物料衡算 联立解得 式中  F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量 4、相对挥发度的计算 气液相平衡数据 t/℃ 80.1 85 90 95 100 105 110.6 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0 40.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 101.33 x/摩尔分数 1.000 0.780 0.581 0.412 0.258 0.130 0 y/摩尔分数 1.000 0.900 0.777 0.633 0.456 0.262 0                 因此有：塔顶用t=80.10℃时， ， . . 塔底用t=101.63℃时， ， . 平均相对挥发度 三、塔板数的确定 1、理论板层数的求算（逐板法求塔板数） (1)平衡线方程的求算 汽液相平衡方程式： . (2)q线方程 进料状态由五种，即过冷液体进料（q>1),饱和液体进料（q＝1），气液混合进料(0