化工原理课程设计说明书。
设计题目：板式精馏塔设计。
设计者班级：食品科学与工程05-1
设计者姓名： 杨裕卿
日期：2023年7月5日。
指导教师： 柴春祥
设计成绩。日期。
目录 i板式精馏塔设计任务书 ii
第一部分概述 1
一、精馏塔简介 1
二、设计方案简介 1
三、工艺流程说明及草图 1
四、符号说明 2
第二部分板式精馏塔的工艺计算 3
一、 全塔的物料衡算 3
一) 理论塔板数nt的求取 3
二) 全塔效率et 4
三) 实际塔板数np 4
二、塔的物性数据 5
一)精馏段的物性数据 5
二) 提留段的物性数据 6
三、全塔的气液负荷计算 8
一)精馏段气液负荷计算 8
二)提馏段气液负荷计算 8
四、塔和塔板主要工艺尺寸计算 8
一)精馏段 8
二)提馏段 10
五、筛板塔的流体力学验算 11
一)精馏段流体力学验算 11
二)提留段流体力学验算 12
六、塔板的负荷性能图 14
一)精馏段负荷性能图 14
二)提留段负荷性能图 16
七、筛板塔的工艺设计计算结果总表 19
八、塔高的计算 19
第三部分精馏塔的附属设备及选型 20
一、再沸器的计算及选型 20
二、冷凝器的计算及选型 20
三、原料预热器的计算及选型 20
四、管路设计 21
五、泵的选型 22
第四部分对本设计的评述 23
参考文献 23
附录 23一、工艺流程图 23
二、主体设备工艺条件图 23
一、 设计题目：苯和甲苯精馏塔设计。
二、 设计任务及操作条件。
1. 设计任务：
生产能力为年产（300×24=7200小时）50万吨含苯92%（质量）的苯及甲苯混合物，即塔顶产品含苯92%（质量），塔底产品含苯2%（质量），进料组成为50%（质量）。
2. 操作条件。
1) 塔顶常压。
2) 进料热状况q=1
3) 回流比r=2rmin
4) 塔底加热蒸汽压强200kpa(表压)
5) 单板压降≤0.7 kpa (表压)
三、 设备型式。
设备型式为筛板塔。
四、 厂址。
厂址为题天津地区。
五、 设计内容。
1. 设计方案的确定及流程工艺说明。
2. 塔的工艺计算。
3. 塔和塔板的主要工艺尺寸计算。
1) 塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定。
2) 塔板的流体力学验算。
3) 塔板的负荷性能图。
4. 设计结果概要或设计一览表。
5. 辅助设备选型与计算。
6. 生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图。
7. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
六、 设计基础数据。
1. 苯和甲苯的物理性质。
2. 常压下苯和甲苯的企业平衡数据。
3.苯和甲苯的液相密度ρl
4.液体表面张力σl
5.液体粘度μl
6.液体气化热γl
精馏塔：高径比很大的设备成为塔器，用于精流的塔器成为精馏塔。精馏塔是化工、石油化工、生物、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。
根据塔内气、液接触勾结的结构形式，塔设备可分为板式塔和填料塔。按塔内气液接触方式，有逐级接触式和微分接触式。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡状、蜂窝状、泡沫状或喷射状形式穿过塔板上的液层，进行传质与传热。
在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。本设计为板式精馏塔。
根据任务要求，本塔常压下操作，年处理量为50万吨，由原料组成和塔顶、塔釜组成通过物料衡算来确定产量、釜液量、最小回流比及回流比，并结合经验值通过计算来确定塔的工艺尺寸，然后用流体力学验算，来确定各工艺尺寸是否均符合要求，符合要后，再确定本塔的负荷性能图及其附属设备，完成工艺流程图和设备主体条件图，进而完成设计任务。
任务要求，用表压为200kpa的蒸汽作为再沸器的加热介质，为了操作简单原料预热器的加热介质也用表压为200kpa蒸汽，如图1所示，加热蒸汽通过一条管路引入生产场地，然后分别引入预热器和再沸器。原料贮罐设置在地面上，原料通过泵送入精馏塔，为了保证泡点进料预热器设置在进料口附近，如图1所示。塔顶采用全凝器，回流液在泡点下回流。
再沸器设置在塔外，釜液通过重力流入再沸器，再沸器中的蒸汽在塔底引入塔内，如图1所示。
图1工艺流程草图。
─塔板开孔面积降液管面积，；
─筛孔面积塔截面积，；
─计算时的负荷系数，无因次流量系数，无因次；
─塔顶馏出液流量塔径，；
─筛孔直径液流收缩系数，无因次；
─全塔效率，无因次雾沫夹带量，；
─进料流量气相动能因数，
─重力加速度板间距，或；
─干板压降相当的液柱高度，m气体穿过板上液层压降相当的液柱高度，；
─板上鼓泡层高度，m板上液层高度，；
─降液管底隙高度，m堰上液层高度，；
气体通过筛板压降相当的液柱高度，m； ─克服液体表面张力压降相当的液柱高度，m；
─出口堰高塔内下降液体的流量，；
─塔内下降液体的流量溢流堰长，； 筛孔数；
─塔板数实际塔板数； ─回流比。
─理论塔板数孔心距。
─压降，或进料热状况；
─塔内上升蒸气的流量釜残液流量，；
─空塔气速按开孔区流通面积计算的气速，；
─气体通过筛孔的气速，m/s降液管底隙处液体流速，；
─漏液点气速塔内上升蒸气的流量，；
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