万吨苯甲苯连续精馏装置工艺设计精馏塔设计说明化工设计

万吨苯甲苯连续精馏装置工艺设计精馏塔设计说明化工设计

成绩化工原理课程设计

设计说明书

设计题目：2.772万吨/年苯—甲苯连续精馏装置工艺设计

姓名________

班级_应化

学号_________

完成日期2013-7-9

指导教师梁伯行

化工原理课程设计任务书

(应化10级各班适用)

一、设计说明书题目:

2.520(万吨/年) 苯 - 甲苯连续精馏装置工艺设计说明书

二、设计任务及条件

1.处理量: (1500＋本班学号×200) Kg/h (每年生产时间按7200小时计);

2.进料热状况参数：( 3班)为0.50,

3.进料组成: ( 3班)含苯为0.40(质量分率),

4.塔底产品含苯不大于0.01(质量分率);

5.塔顶产品中含苯为0.98(质量分率)。

装置加热介质为过热水蒸汽(温度及压力由常识自行指定),装置冷却介质为25℃的清水或45℃的循环清水。

三、设计说明书目录(主要内容) 要求

1.说明书标准封面；

2.目录页，任务书页

3.说明书主要内容规定

1）装置流程概述，

2）装置物料平衡，

3）精馏塔操作条件确定，

4）(适宜回流比/最小回流比)为1.35时理论塔板数及进料位置，

5）精馏塔实际主要工艺尺寸，

6）精馏塔塔顶第二板、进料口上等三板和进料口下等二板塔板结构参数 7）精馏塔结构参数汇总表和精馏塔结构简图(A3图) ，

8）装置热衡算

9）装置经济效益和工艺设计评价

四、经济指标

1)5000元/(平方米塔壁)；

2)3000元/(平方米F1型浮阀(重阀) 塔板)),

3)4000元/(平方米传热面积),

4)料液输送3元/吨，冷却水16元/吨，热载体(柴油)160元/吨,

5)设备使用年限15年。

五、参考书目

1)化工原理课程设计指导；

2)夏清等编化工原理(上) 、( 下) 2002年修订版；

3)化工工艺设计图表；

4)炼油工艺设计手册浮阀塔分册。

目录

一、前言 (5)

二、设计方案的确定 (6)

1.处理量确定 (6)

2. 设计题目 (6)

3.概述 (6)

4.设计方案 (6)

（1）塔设备的工业要求 (6)

（2）工艺流程如下： (6)

（3）流程的说明 (6)

三、精馏塔设计 (7)

1.工艺条件的确定 (7)

（1）苯与甲苯的基础数据 (7)

（2）温度的条件： (8)

2.精馏塔物料恒算 (8)

（1）摩尔分数 (8)

（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均

摩尔量 (8)

（3）质量物料恒算与负荷计算及其结

果表 (8)

3.塔板数计算 (9)

（1）.理论板层数T N的确定 (9)

（2）实际板层数的求取 (11)

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)

１．操作压力 (11)

2.操作温度 (11)

3.平均摩尔量 (12)

（1）塔顶气、液混合物平均摩尔质量:

(12)

（2）进料板气、液混合物平均摩尔质

量： (12)

（3）精馏段气、混合物平均摩尔质量12

4.平均密度 (12)

（1）气相平均密度由理想气体状态

方程计算，即 (12)

（2）液相平均密度 (12)

5.液相平均表面张力 (13)

6．液体平均粘度计算 (13)

五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)

1．塔径的计算 (14)

（1）最大空塔气速和空塔气速 (14)

（2）塔径 (15)

2．精馏塔总有效高度的计算 (15)

六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)

1.主要工艺尺寸的计算 (15)

（1) 溢流堰长w l： (15)

（2) 溢流堰高度W

h ............................. 15 （3) 弓形降液管的宽度d

W 与降液管的面积f

A ： .............................................. 16 (4) 降液管底隙高度o

h ....................... 16 2.塔板布置及浮阀数目与排列 (17)

七、 塔板流体力学验算 (18)

1.计算塔板压降 (18)

（1） 干板阻力的计算 ...................... 18 （2） 板上充液层阻力1h .. (19)

（3） 克服表面张力所造成的阻力0

h 19 2.淹塔 (19)

（1） 与气体通过塔板的压降相当的液

柱m h p 059.0 (19)

（2） 液体通过降液管的压头损失: . 19

（3） 板上液层高度: (20)

3.雾沫夹带 (20)

(1)雾沫夹带 (20)

八、 塔板负荷性能图 (21)

1.雾沫夹带线

(21)

2.液泛线 ............................................................. 22 3. 液相负荷上限线 .. (23)