化工原理 程设计说明书
筛板式精馏塔设计
姓名 高江超
班级 化工102 学号2010012075
课 20000吨/年苯-甲苯筛板式精馏塔设计
指导老师 朱宪荣
目录
第一部分 概述
一、设计题目...........................................................................................3 二、设计任务...........................................................................................3 三、设计条件...........................................................................................3 四、工艺流程图………………………………………………………...3
第二部分 工艺设计计算
一、设计方案的确定..............................................................................4 二、精馏塔的物料衡算..........................................................................4
1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数........................................................4 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量................................................4 3.物料衡算原料处理量....................................................................................4
三、塔板数的确定.................................................................................4
1.理论板层数NT的求取.................................................................................4 2.实际板层数的求取.......................................................................................6
四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算.................................6
1.操作压力计算................................................................................................6 2.操作温度计算................................................................................................6 3.平均摩尔质量计算........................................................................................6 ⑴塔顶摩尔质量计算.........................................6 ⑵进料板平均摩尔质量计算...................................6 ⑶提馏段平均摩尔质量.......................................7 4.平均密度计算...............................................................................................7
⑴气相平均密度计算.........................................7 ⑵液相平均密度计算.........................................7 5.液相平均表面张力计算...............................................................................7 ⑴塔顶液相平均表面张力计算.................................7
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20000吨/年苯-甲苯筛板式精馏塔设计
⑵进料板液相平均表面张力计算...............................7 6.液相平均粘度计算.......................................................................................8 ⑴塔顶液相平均粘度计算.....................................8 ⑵进料板液相平均粘度计算...................................8
五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算.........................................................8
1.塔径的计算...................................................................................................8 2.精馏塔有效高度计算...................................................................................9
六、塔板主要工艺尺寸的计算...........................................................9
1.溢流装置计算..............................................................................................9 ⑴堰长lW..................................................9 ⑵溢流堰高度hW...........................................9
⑶弓形降液管宽度Wd和截面积Af..........................9 2.塔板布置....................................................................................................9 ⑴塔板的分块.............................................9 ⑵边缘区宽度确定.........................................9 ⑶ 开孔区面积计算........................................9 ⑷筛孔计算及其排列.......................................10
七、筛板的流体力学验算..................................................................11
1.塔板压降....................................................................................................11 ⑴干板阻力hc计算........................................11 ⑵气体通过液层的阻力hL计算..............................11 ⑶液体表面张力的阻力h?计算..............................11 2.液面落差...................................................................................................12 3.液沫夹带...................................................................................................12 4.漏液...........................................................................................................12 5.液泛...........................................................................................................12
八、塔板负荷性能图.........................................................................13
1.漏液线.......................................................................................................13 2.液沫夹带线...............................................................................................13 3.液相负荷下限线.......................................................................................14 4.液相负荷上限线.......................................................................................14 5.液泛线.......................................................................................................14 九、设计一览表.................................................................16
十、参考文献……………………………………………17
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20000吨/年苯-甲苯筛板式精馏塔设计
第一部分 概述
一、设计题目：筛板式精馏塔设计
二、设计任务：
试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。已知原料液的处理量为20000吨/年，组成为0.50（苯的质量分数），要求塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜液的
组成为0.02。
三、设计条件
操作压力 表压 进料热状况 泡点进料 回流比 自选 单板压降 ?0.7kPa 厂址 齐齐哈尔地区 试根据上述工艺条件作出筛板的设计计算。
四、工艺流程图
原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。以测量物流的各项参
数。
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20000吨/年苯-甲苯筛板式精馏塔设计
第二部分 工艺设计计算
一、 设计方案的确定
本设计任务书为分离苯-甲苯混合物。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入精馏塔内，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
的2倍、
二、苯-甲苯的物性参数表
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