化工原理课程设计
学生姓名：XXX
学 号：XXXXXXXXX 年 级：XX级X班
专 业：化学工程与工艺
设计题目：甲苯-乙苯的精馏工艺
2010 年 6 月 20 日
甲苯-乙苯的精馏工艺设计
目录
第一部分 设计任务书
一、设计题目…………………………………………………4 二、设计任务…………………………………………………4 三、设计条件…………………………………………………4 四、设计内容…………………………………………………4
第二部分 精馏塔的设计
一、精馏塔的物料衡算………………………………………6
（一）、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率…………………6 （二）、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………………6 （三）、物料衡算 ………………………………………………6
二、塔板数的确定……………………………………………6
（一）、理论板层数的求取……………………………………7 （二）、实际塔板数的求取……………………………………10
三、塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 ………………10
（一）、操作压力计算 ……………………………………… 10 （二）、操作温度计算 ……………………………………… 10 （三）、平均摩尔质量计算…………………………………… 11 （四）、平均密度计算…………………………………………12 （五）、液体平均表面张力计算…………………………………14 （六） 、液体平均粘度计算 …………………………………16
四、精馏塔的气、液相负荷计算………………………………18
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甲苯-乙苯的精馏工艺设计
（一）、精馏段气、液相负荷计算………………………………18 （二） 、提馏段气、液相负荷计算……………………………18
五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算………………………………19
（一）、塔径的计算…………………………………………… 19 (二）、精馏塔有效高度的计算…………………………………20
六、塔板主要工艺尺寸的计算…………………………………20
（一）、溢流装置计算…………………………………………20 （二）、塔板布置………………………………………………23
七、筛板的流体力学验算………………………………………25
(一) 、塔板压降 ……………………………………………25 (二) 、液面落差…………………………………………… 27 (三) 、液沫夹带…………………………………………… 27 (四) 、漏液………………………………………………… 28 (五) 、液泛………………………………………………… 28
八、塔板负荷性能图………………………………………… 29
（一）、精馏段塔板负荷性能图…………………………………29 （二）、提馏段塔板负荷性能图…………………………………32
九、精馏塔的设计计算结果汇总一览表………………………37
第三部分 冷凝器的设计
一、确定设计方案 ……………………………………………39 二、确定物性数据…………………………………………… 39 三、计算热负荷……………………………………………… 40
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甲苯-乙苯的精馏工艺设计
1、壳程液流量…………………………………………………40
2、壳程流体的汽化潜热……………………………………… 40 3、热负荷………………………………………………………41
四、逆流平均温差…………………………………………… 41 五、冷却水用量 ………………………………………………41 六、估算传热面积 ……………………………………………42 七、换热器的工艺结构尺寸……………………………………42 八、换热器核算 ………………………………………………43 九、换热器主要结构尺寸和计算结果…………………………47
第四部分 再沸器的设计
一、有关物性的确定………………………………………… 48 二、估算传热面积、初选换热器型号…………………………51 三、传热能力核算 ……………………………………………52 四、循环流量的校核 …………………………………………58
1、计算循环推动力?PD…………………………………………58 2、循环阻力?Pf ………………………………………………59 3、循环推动力?PD与循环阻力?Pf的比值 ………………………60
五、再热器主要结构尺寸和计算结果…………………………61
第五部分 其它
设计附图………………………………………………………62 设计评估………………………………………………………67 参考资料………………………………………………………68
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甲苯-乙苯的精馏工艺设计
第一部分 设计任务书
一、设计题目：筛板式精馏塔的设计
二、设计任务：完成精馏塔的工艺设计；精馏塔设备设计；有关附 属设备的设计和选用；绘制工艺流程图；塔板结构 简图和塔板负荷性能图；编制设计说明书。 三、设计条件：
1、处理量： 27000 （吨/年）。
2、进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的质量分数为30%。 3、进料状态： 泡点进料 4、料液初温 ： 35℃ 5、冷却水的温度： 30℃
6、饱和蒸汽压强：2.5Kgf/cm2(1Kgf/cm2=98.066)KPa 7、精馏塔塔顶压强: 4 KPa(表压) 8、单板压降不大于 0.7 kPa 9、总塔效率为 0.6
10、分离要求：塔顶的甲苯含量不小于99%(质量分数),塔底的
甲苯含量不大于1%(质量分数)。 11、年开工时间： 7200 （小时）
12、完成日期： 2009 年 12 月 12 日
13、厂 址：湖北荆门地区（大气压为760mmHg）
四、设计内容
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