盐城师范学院 化工原理设计
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化工原理课程设计任务书
化学化工学院 制药工程专业 班级 03**姓名**** 学号09******* 设计题目：年处理30000t苯-甲苯混合液浮阀精馏塔设计 课程设计的目的与意义： 化工原理课程设计是培养学生综合运用化工原理及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能力，使学生掌握化工设计的基本程序和方法，得到一次化工设计的基本训练，并应着重培养学生以下几方面的能力。 1. 查阅技术资料，选用公式和搜集数据的能力。 2. 树立既考虑技术上的先进性与可靠性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思想的指导下去分析和解决工程实际问题的能力。 3. 迅速准确地进行工程计算（包括电算）的能力。 4. 用简洁的文字、清晰的图表示表达自己设计结果的能力。 工艺操作条件： 年处理量：30000吨， 料液初温：35℃ 料液浓度：60%（苯质量分率） 塔顶产品浓度：98%（苯质量分率） 塔底釜液浓度：1%(以质量计) 每年实际生产天数：330天 （一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4Kpa （表压） 冷却水进口温度：30℃ 饱和水蒸气压力：101.33Kpa （表压） 设备型式：浮阀塔 厂址：江苏盐城 1
盐城师范学院 化工原理设计 课题设计任务： （1） 完成主题设备的工艺设计与计算； （2） 有关附属设备的设计和选型； （3） 绘制带控制点的工艺流程简图和主体设备的工艺条件图； （4） 编写设计说明书。 设计条件（单双号要求塔顶、塔底产品浓度不同） 年处理量/吨 进料组成（质量%） 学号 25000 30000 35000 40000 45000 50000 35% 38% 40% 45% 50% 55% 60% 1 34 42 38 29 22 12 2 35 28 21 11 23 13 3 20 10 30 41 24 14 4 31 36 27 19 9 15 5 39 18 8 32 25 16 6 7 33 37 40 26 17 指导教师 **** 2011年 11 月 30 日
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目 录
摘要.....................................................................................................................................................5 第一章 文献综述...........................................................................................................................6 第二章 设计方案的确定.............................................................................................................8
2.1 操作条件的确定......... ..........................................................................................................8
2.1.1操作压力........................ .............................................................................................8 2.1.2进料状态.................................. ...................................................................................8 2.1.3加热方式......................................................................................................................8 2.2设计方案的原则......................................................................................................................8 2.2.1满足工艺和操作的条件..............................................................................................8 2.2.2满足经济上的要求......................................................................................................9 2.2.3保证安全生产..............................................................................................................9
第三章 精馏塔的工艺计算
3.1 设计方案的确定........................... ......................................................................................10 3.2 精馏塔的物料衡算………………………………………………………………..………10 3.2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数................ ...................................................10 3.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量................ ...........................................10 3.2.3 物料衡算................................... ................................................................................10 3.3 塔板数及全塔效率的确定................................. ................................................................10 3.3.1 理论板数NT的求取............................. ....................................................................10 3.3.2 操作压力............................................. ................................................................... ..11 3.3.3 操作温度......... .................................... .....................................................................12 3.3.4 塔板效率的计算.......... ........ ....................................................................................12 3.3.5 实际板数的计算......................................... ..................... ........................................13 3.3.6 平均密度的计算........................................ ……..................................................... .13 3.3.7 液相平均密度的计算................................ ...............................................................14 3.3.8 液相平均表面张力的计算................................ .. …………………………............15 3.3.9 液相平均粘度的计算.......................... .. …………..................................................15 3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算....................... ............ .........................................................16 3.4.1塔径的计算........................................... ......................................................................16
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3.4.2 精馏塔有效高度的计算......................... .................................. ...............................17
3.5 塔板主要工艺尺寸的计算............................. ....................................................................17
3.5.1 溢流装置计算............................................ ...............................................................17 3.5.2 塔板布置和浮阀数目与排列......................................... ..........................................18 3.6 塔板流体力学验算.................................. ...........................................................................19 3.6.1 气相通过浮阀塔的压降........................................ ...................................................19 3.6.2 淹塔...................................................... .....................................................................20 3.6.3 雾沫夹带.................................................... ...............................................................20 3.7 塔板负荷性能图.................................................... .............................................................21 3.7.1 雾沫夹带线................................................... ............................................................21 3.7.2 液泛线............................................... ... ............... ....................................................21 3.7.3 液相负荷上限线.......................................... .............................................................22 3.7.4 漏液线................................................................. ..... ................................................22 3.7.5 液相负荷下限线.................................................... ...................................................23 3.8 塔附件设计.................................................... ......................................................................24 3.8.1 接管-进料管..............................................................................................................24 3.8.2 法兰............................................................................................................................25 3.8.3 筒体与封头................................................................................................................25 3.8.4 人孔.......................................................................................... ………………….. ..25
第四章 设计过程的评述和讨论.............................................................................................26 4.1 回流比的选择.......................................................................................................................26
4.2 塔高和塔径...................................................................... ................................................. .26 4.3 进料状况的影响................................................................................................................ .26 4.4 热量衡算和节能................................................................................................................. 26
第五章 课程设计总结................................................................................ ………………....27 附：
1.参考文献 2.精馏工艺流程图
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年处理30000t苯-甲苯混合液
浮阀精馏塔设计
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【摘要】精馏是分离液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。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。
本设计采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应上下浮动，自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。
【关键词】苯 甲苯 精馏 浮阀塔.
Abstract: Distillation separation is the most commonly used liquid mixture of a unit operation in chemical, petrochemical and other industries refining, widely applied. This design is the subject of benzene morpholine-toluen e binary system -a type of distillation process of design.
This design use tray column .For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map.
Key words：benzene methylbenzene rectification valve tower
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