年产24万吨的苯-甲苯混合液筛板

《化工原理》课程设计

设计题目 年产24万吨的苯-甲苯混合液筛板

精馏塔的设计

学 生 指导教师 副教授 年 级 专 业 学 院

课程设计任务书

一、课题名称

年产24万吨的苯-甲苯混合液筛板精馏塔的设计

二、课题条件（原始数据）

1、设计方案的选定

原料：苯、甲苯 原料苯含量：质量分率=55.4% 原料处理量：质量流量=30.4t/h

产品要求：苯的质量分率：xD =99%，xW=2% 2、操作条件

常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。 3、设备型式：筛板塔

三、设计内容

1、设计方案的选择及流程说明

2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等） 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径

（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等） （3）塔高

4、流体力学验算与操作负荷性能图

5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等） 6、结果汇总表 7、设计总结 8、参考文献

9、塔的设计条件图（A2） 10、工艺流程图（A3）

四、图纸要求

1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。

摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：①精馏塔的物料衡算；②塔板数的确定；③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；④精馏塔的塔体工艺尺寸计算；⑤精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。

关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔

目 录

目录 .............................................................. 3 1 文献综述 ........................................................ 5 1.1概述 .......................................................... 5 1.2方案的确定及基础数据 .......................................... 5 2 塔物料衡算 ...................................................... 7 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 .............................. 7 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 .......................... 8 2.3物料衡算 ...................................................... 8 3 塔板数的确定 .................................................... 8 3.1理论板层数的求取 .............................................. 8 3.2求精馏塔气液相负荷 ............................................ 9 3.3操作线方程 ................................................... 10 3.4逐板计算法求理论板层数 ....................................... 10 3.5全塔效率估算 ................................................. 11 3.6求实际板数 ................................................... 11 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ........................... 11 4.1操作压力计算 ................................................. 11 4.2安托尼方程计算 ............................................... 12 4.3平均摩尔质量计算 ............................................. 12 4.4平均密度计算 ................................................. 13 4.5液体平均表面张力计算 ......................................... 14 4.6液体平均粘度计算 ............................................. 15 4.7气液负荷计算 ................................................. 16 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 ....................................... 17 5.1塔径的计算 ................................................... 17 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ......................................... 18 6.1溢流装置计算 ................................................. 18 6.2塔板布置 ..................................................... 20 6.3筛孔数与开孔率的计算 ......................................... 20 7 筛板的流体力学验算 ............................................. 21 7.1塔板的压降 ................................... 错误！未定义书签。 7.2液面落差 ..................................... 错误！未定义书签。 7.3液沫夹带 ..................................... 错误！未定义书签。 7.4漏液 ......................................... 错误！未定义书签。 7.5液泛 ......................................... 错误！未定义书签。 8 塔板负荷性能图 ................................................. 24 8.1漏液线 ....................................... 错误！未定义书签。 8.2雾沫夹带线 ................................... 错误！未定义书签。 8.3液相负荷下限线 ............................... 错误！未定义书签。 8.4液相负荷上限线 ............................... 错误！未定义书签。 8.5液泛线 ....................................... 错误！未定义书签。 9 设备设计 ....................................................... 28 9.1塔顶全凝器的计算与选型 ....................................... 30 9.2再沸器 ....................................................... 31 10 各种管尺寸确定 ............................................... 32 10.1进料管 ...................................................... 32 10.2出料管 ...................................................... 32 10.3塔顶蒸汽管 .................................................. 32 10.4回流管 ...................................................... 32 10.5再沸返塔蒸汽管 .............................................. 33 11 塔高 .......................................................... 33 12 设计体会 ...................................................... 34 13 本设计中符号的说明 ............................................ 35 13.1英文字母: ................................................... 35 13.2下标 ........................................................ 36 13.3希腊字母 .................................................... 36 14.参考文献 ...................................................... 37