化工原理课程设计

广州大学生命科学学院。

化工原理》课程设计。

精馏塔设计。

设计项目：苯—甲苯混合溶液精馏塔设计。

姓名：班级：生物工程132班。

学号：指导教师：毛桃嫣

设计日期：2024年1月12日-1月20日。

化工原课程设计任务书5

前言7第一部分工艺流程的选择及示意图8

1.1 工艺概述8

1.2基本原理8

1.3设计方案原则8

1.4 设计步骤9

1.5设计方案的内容9

1.6操作压力9

1.7加热方式10

1.8进料状态10

1.9回流比11

1.10热能利用11

1.11工艺流程示意图12

第二部分精馏塔全塔物料衡算14

2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔质量14

2.2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………14

2.3塔板数的确定15

2.4热量衡算22

第三部分精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算………24

3.1操作压力的计算24

3.2操作温度的计算25

3.3平均摩尔质量计算25

3.4平均密度计算26

3.5液体平均张力计算27

3.6液体平均粘度计算28

3.7气液相负荷的计算28

第四部分精馏塔的塔体工艺尺寸计算29

4.1板间距的选定29

3.6塔径的确定29

第五部分溢流装置的计算32

5.1 溢流堰34

5.2受液盘34

5.3 弓形降液管的宽度和横截面积34

5.4降液管底隙高度h035

5.5塔板布置及浮阀数目与排列36

第六部分塔板的流体力学计算43

6.1 气体通过浮阀塔板的压降43

6.2 液泛46

6.3 雾沫夹带47

6.4 漏液校核51

6.5 塔的负荷性能图51

第七部分精馏塔的结构设计58

7.1筒体与封头58

7.2 裙座58

7.3人孔59

7.4吊柱60

7.5除沫器61

7.6接管62

7.7法兰的选择64

7.8塔总体高度的设计66

7.9塔的附属设备68

7.9.1冷凝器70

7.9.2再沸器70

第八部分设计结果总结70

参考文献72

化工原理课程设计说明书以及个人总结。

班级生物工程132班姓名罗潘潘学号 1314200113

设计题目：苯—甲苯连续精馏塔的设计。

一、设计任务：

试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。具体工艺参数如下：

1、原料处理量：年处理 42500 吨苯-甲苯混合液体。

2、原料液中苯含量： 36 %（质量）。

3、产品要求：馏出液中的苯含量为 96 %（质量）。

釜液中的苯含量不高于 1 %（质量）。

设备的年运行时间平均为300天。

二、设计条件：

1、加热方式：间接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.5kg/cm2。

2、操作压力：常压。

3、进料状况：冷夜进料。

4、冷却水进口温度： 30 ℃，出口温度自定。

5、塔板形式：浮阀塔板。

三、应完成的工作量：

1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。

2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。

3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积；。

4、编写设计说明书一份。

5、绘制精馏塔的装配图一张（一号图纸）。指导老师：

年月日。原始数据：

n—学生编号。

1、原料处理量：70000-2500×(n-1）吨/年。

2、原始物料中苯含量：质量分率：（30+0.5n）%，3、产品要求：质量分率：xd = 98%，xw = 2% （单号）；

xd = 96%，xw = 1% （双号）

4、进料状况：泡点进料（单号）；

冷液进料（双号）

5、冷却水进口温度：25℃（单号）

30℃（双号）

说明：按学号顺序重排序号1-20

前言。课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。

通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以是学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的科学作风。

在课程设计中，熟练查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式，在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，严格按照常用数据算图，化工设备常用材料性能以及画工图例国标规定进行设计，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行所需要的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或**有利用价值组分的目的，。精馏操作在化工、石油化工或轻工等工业生产中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离中的各种参数是非常重要的。

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本设计是针对工业生产中的苯—甲苯溶液这一二元物质中进行苯的提纯精馏方案，根据给出的原料性质及组成、产品性质及组成，对精馏塔进行设计和物料衡算。通过设计核算及试差等计算初步确定精馏塔的进料、塔顶、塔底操作条件及物料组成。

同时对精馏的基本结构包括塔的主要尺寸进行了计算和选型，对塔顶冷凝器。塔底再沸器。相关管道尺寸及储罐等进行了计算和选型。

在计算设计过程中参考了有关《化工原理》、《化学工程手册》、《冷换设备工艺计算手册》等方面的资料。为精馏塔的设计计算提供了技术支持和保证。

通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算，进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度，开阔了视野，提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力。

1.1 工艺概述。

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的应用。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。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。

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计

化工原理课程设计

其他用户还读了