武汉工程大学化工课程设计报告

武汉工程大学化工原理课程设计课程设计说明书武汉工程大学武汉工程大学化工原理课程设计I化工与制药学院课程设计说明书课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计专业班级12级化学工程与工艺01班学生学号1206211931学生姓名朱思盟学生成绩指导教师孙炜课题工作时间2014-12-22至1月5日武汉工程大学化工与制药学院化工与制药学院武汉工程大学化工原理课程设计II课程设计任务书专业化学工程与工艺班级12级01班学生姓名朱思盟发题时间：2014年12月20日一、课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）文献资料：1．陈敏恒.化工原理[M].北京：化学工业出版社，2002.2．王志魁.化工原理第三版[M].北京：化学工业出版社，2005.3．王国胜.化工原理课程设计[M].大连：大连理工大学出版社，2005.4．路秀林.塔设备设计[M].北京：化学工业出版社，2004.5．汪镇安.化工工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003.6．王松汉.石油化工设计手册(第3卷)[M].北京：化学工业出版社，2002.7．周大军.化工工艺制图[M].北京：化学工业出版社，2005.8．匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计[M].北京：化学工业出版社，2002.9．汤善甫，朱思明.化工设备机械基础[M].上海：华东理工大学出版社，2004.10．朱有庭,曲文海,于浦义.化工设备设计手册上下卷[M].北京：化学工业出版社,2004.11.贾绍义,柴诚敬.化工原理课程设计[M].大连：天津大学出版社，2005.三、设计任务某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含苯和乙苯的混合物。经水解、水洗等工序获得烃化液。烃化液经过精馏分离出的苯循环使用，而从脱除苯的烃化液中分离出乙苯用作生成苯乙烯的原料。现要求设计一采用常规精馏方法从烃化液分离出苯的精馏装置。1.确定设计方案根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有生产的现场调查或对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。2.主要设备的工艺设计计算包括工艺参数的选定、模拟设计计算、设备的工艺尺寸计算及结构工艺设计。3.典型辅助设备的选型和计算包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。4.绘制带控制点的工艺流程图A2号图纸，以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向、物流量和主要化工参数测量点。5.绘制主体设备工艺条件图A1号图纸，图面上应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和管口表。四、设计所需技术参数武汉工程大学化工原理课程设计III进料量9200kg/h的物料由20℃预热至压力为0.14Mpa下泡点状态下进料，进料组成（质量分数）：苯0.516、乙苯0.484。要求塔顶馏出苯液中，苯含量不低于98.5%（质量分数，下同），釜液中苯含量低于1.5%。塔顶馏出液和釜液要求降至40℃。塔顶全凝器压力为常压0.1013MPa。全班以花名册序号顺序两人一组。第一组进料组成（质量分数）：苯0.596、乙苯0.404，组数增加1则苯的质量分数增加0.002、乙苯的质量分数减小0.002。第一组进料量为9250kg/h，组数增加1则流量增加50kg/h，以此类推，其它条件不变。五、设计说明书内容1.封面2.任务书3.成绩评定表4.目录5.概述（精馏操作对塔设备的要求、设计原则与步骤、精馏过程模拟计算方法）6.工艺流程方案的说明和论证7.精馏塔模拟设计计算及操作条件的选择（塔板数、进料位置、操作压力、回流比）8.精馏塔主体工艺尺寸的计算及结构设计（塔高、塔径、降液管及溢流堰尺寸、浮阀数或筛孔数及排列方式、塔板流动性能的校核及负荷性能图）9.辅助设备的选型及计算(管路设计及泵、贮罐、再沸器、冷凝器选型)10.设计结果概要(主要设备的特性数据，设计时规定的主要操作参数，各种物料的量和状态，能耗指标以及附属设备的规格、型号及数量)11.对设计过程的评述和有关问题的讨论12.主要符号说明13.参考文献六、进度计划1.查阅文献资料，初步确定设计方案及设计内容，3天2.根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，2-3天3.撰写设计说明书，2天4.绘制工艺流程图及总装图、答辩，2-3天指导教师：孙炜2014年12月20日学科部（教研室）主任：杜治平2014年12月20日化工与制药学院武汉工程大学化工原理课程设计IV《课程设计》综合成绩评定表学生姓名学生班级设计题目朱思盟化工01班苯-乙苯精馏装置工艺设计指导教师评语指导教师：孙炜2014年12月20日答辩记录答辩组成员签字：记录人：年月日成绩综合评定栏设计情况答辩情况项目权重分值项目权重分值1、计算和绘图能力351、回答问题能力202、综合运用专业知识能力102、表述能力（逻辑性、条理性）103、运用计算机能力和外语能力104、查阅资料、运用工具书的能力55、独立完成设计能力56、书写情况（文字能力、整洁度）5综合成绩指导教师：孙炜学科部主任：杜治平2014年12月20日2014年12月20日目录武汉工程大学化工原理课程设计V摘要...................................................................1Abstract..................................................................2一、概述..................................................................41.1精馏操作对塔设备的要求.............................................41.2板式塔的类型.......................................................41.2.1泡罩塔.......................................................41.2.2筛板塔.......................................................51.2.3浮阀塔.......................................................51.3精馏过程模拟计算方法...............................................6二、工艺流程方案的说明和论证..............................................72.1设计方案.........................................................72.2设计方案的确定及流程说明.........................................72.2.1选塔依据.....................................................72.2.2加热方式.....................................................72.2.3选择适宜回流比...............................................72.2.4回流方式.....................................................72.3操作流程说明.......................................................8三、精馏塔模拟设计计算及操作条件的选择....................................93.1精馏塔全塔物料衡算................................................93.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数.............................93.1.2物料衡算进料流量............................................103.1.3馏出液流量..................................................103.1.4回流比的确定................................................103.2主要数据参数的计算...............................................113.2.1苯-乙苯系统t-x-y数据.......................................113.2.2温度的计算..................................................123.2.3相对挥发度的计算............................................133.2.4粘度的计算..................................................133.3理论塔的计算......................................................143.4塔径的初步设计...................................................143.4.1表面张力的计算..............................................143.4.2密度的计算.................................................143.4.3塔径的计算..................................................15四、精馏塔主体工艺尺寸的计算及结构设计...................................174.1溢流装置计算......................................................174.1.1堰长的计算..................................................174.1.2堰高的计算..................................................174.1.3弓降液管的宽度和横截面积....................................184.1.4降液管底隙高度..............................................194.2塔板的结构尺寸、浮阀数目及排列....................................194.2.1塔板的结构尺寸..............................................194.2.2浮阀数目及排列..............................................204.2.3浮阀数目及排列..............................................20武汉工程大学化工原理课程设计VI4.3塔板的流体力学验算................................................214.3.1气相通过浮阀塔板的压降......................................214.3.2液泛........................................................224.3.3雾沫夹带..