筛板精馏塔课程设计

化工原理课程设计说明书

筛板式精馏塔设计

系别：化学工程系

班级：水净化1001

学号：0903100108 姓名：泽于

指导老师；黄秋颖

目录

第一部分概述 (4)

一、设计目标 (4)

二、设计任务 (4)

三、设计条件 (4)

四、设计容 (4)

五、工艺流程图 (5)

第二部分工艺设计计算 (6)

一、设计方案的确定 (6)

二、精馏塔的物料衡算 (6)

1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)

3.物料衡算原料处理量 (6)

三、塔板数的确定 (7)

1.理论板层数T N的求取 (7)

2.全塔效率T E (8)

3.实际板层数的求取 (8)

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)

1.操作压强计算 (9)

2.操作温度计算 (9)

3.平均摩尔质量计算 (9)

5.液相平均表面力计算 (10)

6.液相平均粘度计算 (11)

五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11)

1.塔径的计算 (11)

2.精馏塔的有效高度的计算 (12)

六、塔板主要工艺尺寸的计算 (13)

1.溢流装置计算 (13)

2.塔板布置 (14)

3.筛孔数n与开孔率 (15)

七、筛板的流体力学验算 (15)

1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h (15)

2.雾沫夹带量V e的验算 (16)

3.漏液的验算 (17)

4.液泛验算 (17)

八、塔板负荷性能图 (17)

1.漏液线 (17)

2.雾沫夹带线 (18)

3.液相负荷下限线 (19)

4.液相负荷上限线 (19)

5.液泛线 (20)

6. 操作线 (21)

十、操作方案的说明： (23)

附表 (24)

总结 (26)

参考文献 (26)

第一部分概述

一、设计目标

分离苯—甲苯混合液的筛板式精馏塔设计

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9000kg/h，组成为0.49（苯的摩尔分数），要求塔顶馏出液的组成为0.93，塔底釜液的组成为0.02。

三、设计条件

四、设

计容

编制一

份设计说明书，主要容包括：

1、前言

2、流程的确定和说明

3、生产条件的确定和说明

4、精馏塔的设计计算：

（1）工艺条件及有关物性数据的计算

（2）精馏塔塔体工艺尺寸的计算

（3）塔板主要工艺尺寸的计算

（4）塔板的流体力学验算

（5）塔板负荷性能图（精馏段）（选作）

5、设计结果列表

6、设计结果的讨论和说明

7、主要参考资料

8、结束语

五、工艺流程图

精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。

原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔。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。

塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面，合理的兼顾设

备，操作费用操作控制及安全因素。

连续精馏操作流程图

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，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比的2倍。

二、精馏塔的物料衡算

1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数

苯的摩尔质量 A M =78.11kg/mol

甲苯的摩尔质量 B M =92.13kg/mol

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数

F M =0.49⨯78.11+ (1-0.49)⨯92.14=85.26kg/mol

D M =0.93⨯78.11+ (1-0.93)⨯92.14=79.09kg/mol W M =0.02⨯78.11+ (1-0.02)⨯92.14=91.85kg/mol 45.013

.92)49.01(11.7849.011

.7849.0)1(=⨯-+⨯⨯=-+=

B F A F A F F M x M x M x W

92

.013

.92)93.01(11.7893.011

.7893.0)1(=⨯-+⨯⨯=--=

B D A D A D D M x M x M x W

02

.013

.92)02.01(11.7802.011

.7802.0)1(=⨯-+⨯⨯=-+=

B W A W A W W M x M x M x W