化工原理课程设计模板.doc

大连民族学院
化工原理课程设计
题目:苯―甲苯精馏分离板式塔设计
学 院: 生命科学学院
系 别: 化学工程系
班 级:
学生姓名:
学 号:
指导教师: 赵明举
设计时间: 2010年6月23日至30 日
《化工原理课程设计》任务书
专业班级:
一、设计题目: 苯―甲苯精馏分离板式塔设计
二、设计任务及操作条件
1、设计任务:
生产能力:(进料量) 90000 吨/年
操作周期: 7200 小时/年
进料组成:苯含量为40%(质量分数)
塔顶产品组成: 98%(质量分数)
塔底产品组成: 2% (质量分数)
2、操作条件
操作压力 常压
进料热状态 泡点进料
单板压降: ≤0.7 kPa
3、设备型式 板式精馏塔:筛板
4、厂址 大连市
三、设计内容:
1、设计方案的选择及流程说明
2、工艺计算
3、主要设备工艺尺寸设计
(1)塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定
(2)总塔高、总压降及接管尺寸的确定
4、设计结果汇总
5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图
6、设计评述及感想
四、参考资料
[1].陈敏恒,丛德兹等.化工原理(上、下册)(第二版).北京:化学工业出版社,2000
[2].柴诚敬,刘国维,李阿娜.化工原理课程设计.天津:天津科学技术出版社,1995
五、格式基本要求
(1) 纸型:A4纸,单面打印或双面打印皆可;
(2) 页边距:上3.5cm,下2.5cm,左2.5cm、右2.5cm;
(3) 页眉:2.5cm,页脚:2cm,左侧装订;
(4) 字体:正文全部宋体、小四;
(5) 行距:多倍行距:1.25,段前、段后均为0,取消网格对齐选项。
(6) 包括封面、任务书、目录等,内容大概15~20页
六、主要基础数据
1、苯和甲苯的物理性质
项目
分子式
分子量
沸点,℃
临界温度,℃
临界压强,kPa
苯
C6H6
78.11
80.1
288.5
6833.4
甲苯
C6H5-CH3
92.13
110.6
318.57
4107.7
2、常压下苯—甲苯的气液平衡数据
温度,℃
80.1
85
90
95
100
105
110.6
苯PA°,kPa
101.33
116.9
135.5
155.7
179.2
204.2
240.0
甲苯PB°,kPa
40.0
46.0
54.0
63.3
74.3
86.0
101.33
以上为实验数据,也可用Antoine公式计算:
组分
A
B
C
苯
6.023
1206.35
220.24
甲苯
6.078
1343.94
219.58
3、液相密度,kg/m3
温度,℃
80
90
100
110
120
苯
815
803.9
792.5
780.3
768.9
甲苯
810
800.2
790.3
780.3
770.0
4、液体的表面张力,10-3N/m
温度,℃
80
90
100
110
120
苯
21.27
20.06
18.85
17.66
16.49
甲苯
21.69
20.59
19.94
18.41
17.31
5、液体粘度,10-3Pa·s
温度,℃
80
90
100
110
120
苯
0.308
0.279
0.255
0.233
0.215
甲苯
0.311
0.286
0.264
0.254
0.228
6、液体汽化热
温度,℃
80
90
100
110
120
苯
394.1
386.9
379.3
371.5
363.2
甲苯
379.9
378.8
367.6
361.2
354.6
目 录
《化工原理课程设计》任务书 I
第一章 设计方案的选择及流程说明 1
概述 1
设计方案确定 2
第二章 工艺计算 4
一、相平衡 4
二、物料衡算和操作线方程 5
三、理论板数的计算 6
理论塔板数的确定 6
四、塔板效率的确定 8
五、实际塔板数的求算 8
六、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 8
第三章 主要设备工艺尺寸设计 12
3.1塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定 12
3.2塔板的流体力学校核 14
3.3塔板的负荷性能图 16
3.4总塔高、总压降及接管尺寸的确定 18
第四章 辅助设备选型与计算 20
一、塔体总结构 20
二、冷凝器 20
三、再沸器 21
第五章 设计结果汇总 22
第六章 工艺流程图及精馏塔工艺条件图 25
第七章 设计评述及感想 26
一、对本设计的评价 26
二、设计感想 26
参考文献 26
第一章 设计方案的选择及流程说明
概述
精馏原理
利用从塔底部上升的含轻组分较少的蒸气,与从塔顶部回流的含重组分较少的液体逆流接触,同时进行多次部分汽化和部分冷凝,使原料得到分离。
同时进行多次部分汽化和部分冷凝是在精馏塔中实现的。塔板上有一层液体,气流经塔板被分散于其中成为气泡,气、液两相在塔板上接触,液相吸收了气相带入的热量。使液相中的易挥发组分汽化,由液相转移到气相;同时,气相放出了热量,使气相中的难挥发组分冷凝,由气相转移到液相。部分汽化和部分冷凝的同时进行是汽化、冷凝潜热相互补偿。精馏就是多次而且同时进行部分汽化和部分冷凝,使混合液得到分离的过程。
精馏塔选定
精馏是气液两相之间的传质过程,而传质过程是由能提供气液两相充分接触的塔设备完成,并要求达到较高的传质效率。根据塔内气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质量、热量传递,气液相组成呈阶梯变化,属于逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层,液体自塔顶填料表面下流,气体逆流而上,与