齐齐哈尔大学。
苯—甲苯连续精馏筛板塔的设计。
学院： 材料学院
专业班级： 高分子 102
学生姓名王路路。
学号2010016069
指导老师佟白
2023年6月。
目录。一序言 1
二筛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收集 3
3.2 精馏塔的物料恒算 5
3.2.1原液料及塔顶、塔底产品的摩尔分率 5
3.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 5
3.2.3 物料衡算 5
3.2.4 塔板数的确定 5
3.2.5 全塔效率的计算 6
3.2.6 求实际板数 6
3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 6
3.3.3 平均摩尔质量计算 7
3.3.5液体平均表面张力计算 8
3.3.6 液体平均粘度计算 9
3.3.7 气液负荷计算 9
3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 10
3.4.1塔径的计算 10
3.4.2 精馏塔有效高度的计算 11
3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 11
3.5.1 溢流装置计算 11
3.5.2 塔板布置 13
3.6 筛板的流体力学验算 14
3.6.1 气体通过筛板压强相当的液柱高度计算 14
3.6.2 液面落差 14
3.6.3 雾沫夹带 15
3.6.4 漏液 15
3.6.5 液泛 16
3.7 塔板负荷性能图 16
3.7.1 雾沫夹带线 16
3.7.2 液泛线 17
3.7.3 液相负荷上限线 18
3.7.4 漏液线(气相负荷下限线） 18
3.7.5 液相负荷下限线 18
四设计结果一览表 20
五板式塔得结构与附属设备 21
5.1附件的计算 21
5.1.1 进料管 21
5.1.2 回流管 21
5.1.3 塔顶蒸汽接管 22
5.1.4 釜液排出管 22
5.1.5 塔顶产品出口管径 22
5.2 板式塔结构 23
5..2.1 塔顶空间 23
5.2.2 塔底空间 23
5.2.3 人孔 23
六参考书目 24
七附录 24
八致谢 27
一序言。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的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计是设计分离苯和甲苯混合物的蒸馏塔，为了满足生产工艺的要求，绘制了工艺流程图，对精馏塔进行物料衡算和塔的工艺条件及物性数据进行了计算，并对塔体、塔板工艺尺寸作了计算。本设计还对塔的主要辅助设备进行选型及主要接管的尺寸进行了计算。本设计设计合理，满足生产工艺要求。
设计的精馏装置包括精馏塔，再沸器，冷凝器等设备。塔顶冷凝装置采用全凝器，用来准确控制回流比；塔底采用间接蒸汽加热，以提供足够的热量。通过对二元物系的精馏问题进行分析、计算、绘图，来得到较完整的精馏设计过程；较合理的塔工艺条件、物性参数和化工设备尺寸。
二筛板式精馏塔设计任务书。
1. 设计题目：分离苯—甲苯精馏设计。
2. 设计任务及操作条件。
1）设计任务：
生产能力（进料量）：90000吨/年操作周期：7200小时/年。
进料组成：41%（质量分率，下同） 塔顶产品组成：96%
塔底产品组成：1%
2）操作条件。
操作压力：自选（表压） 进料状态：自选单板压降：0.7kpa
3）设备形式：筛板塔。
4）厂址：齐齐哈尔地区。
3. 设计内容。
(1) 设计方案的选择及流程说明。
（2）工艺计算。
（3）主要设备工艺尺寸设计。
塔顶及精馏段塔板结构尺寸的确定。
塔板的流体力学校核。
塔板的负荷性能图。
总塔高、总压降及接管尺寸的确定。
（4）设计结果汇总。
（5）工艺流程图及精馏塔工艺条件图。
（6）设计评述。
4. 图纸要求。
（1）工艺流程图（在说明书上草图）
（2）精馏塔装配图（1号图）
指导老师： 佟白。
2023年月日。
三设计计算。
本设计任务为分离苯一甲苯混合物。由于对物料没有特殊的要求，可以在常压下操作。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人精馏塔内。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。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.
6倍。塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。其中由于蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，热效率比较低，但塔顶冷凝器放出的热量很多，但其能量品位较低，不能直接用于塔釜的热源，在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充分利用了能量。
表1 苯和甲苯的物理性质。
表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压。
表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据。
表4 纯组分的表面张力。
表5 组分的液相密度。
表6 液体粘度l
表 7 常压下苯—甲苯的企业平衡数据。
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