苯甲苯浮阀塔课程设计

荆楚理工学院化工与药学院1化工原理课程设计设计题目：年处理量3万吨苯-甲苯混合液浮阀塔设计专业：化学工程与工艺班级：XX级化学工程与工艺1班学号：XXXXXXXXXXXX学生姓名：XXX指导教师：XXXXXXX年XX月XX日JINGCHUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY荆楚理工学院化工与药学院2板式塔设计任务书一、设计题目苯-甲苯混合液浮阀精馏塔设计二、设计条件1、年处理量：苯-甲苯混合液3.0万吨；2、泡点进料，进料苯含量为40%（质量分率，下同）；3、塔顶苯含量不低于98%；塔底苯含量不高于2%；全塔效率0.6；4、塔顶压力4Kpa（表压）；单板压降≤0.7Kpa；常压操作（101.325kpa）；5、回流比R/Rmin：1.56、每年实际生产天数：300天（一年中有两个月检修）；7、冷却水进口温度：30℃；8、塔底加热蒸汽压力：0.4MPa；9、设备型式：浮阀塔10、建厂地址：荆门地区三、设计任务完成精馏塔工艺设计，运用最优化方法确定最佳操作参数；精馏设备设计，有关附属设备的设计和选用；绘制生产工艺流程图，塔板结构简图和塔板负荷性能图；编制设计说明书。1、设计方案的确定及工艺流程的说明；2、精馏塔的物料衡算；3、塔板数的确定；4、精馏塔的工艺条件及有关的物性数据的计算。5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算；6、塔板主要工艺尺寸的计算；7、塔板流体力学的验算；8、塔板负荷性能图；9、精馏塔接管尺寸计算；10、塔顶冷凝器、塔底再沸器选型计算；11、绘制生产工艺流程图；荆楚理工学院化工与药学院312、绘制塔板结构简图；13、绘制精馏塔设计条件图；14、对设计过程的评述和有关问题的讨论；四、设计要求1、设计步骤详细清楚，每项设计结束后列出计算结果明细表；2、选用的计算公式、图表、数据正确并注明来源，符号和单位要统一。3、要求能用计算机软件来辅助设计及绘图。4、设计说明书要求字迹工整，装订成册上交。五、设计时间：两周荆楚理工学院化工与药学院4序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用恒沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。荆楚理工学院化工与药学院5目录1、设计方案的确定与说明......................................................71.1苯-甲苯物性..........................................................71.2操作条件的确定.......................................................71.2.1操作压力.........................................................71.2.2进料状态.........................................................81.2.3加热方式.........................................................81.2.4冷却剂与出口温度.................................................81.2.5热能的利用.......................................................91.3确定设计方案的原则...................................................91.3.1满足工艺和操作的要求.............................................91.3.2满足经济上的要求................................................101.4本设计方案的流程和概述..............................................102、塔板的工艺设计...........................................................112.1塔物料衡算..........................................................112.1.1原料液及塔顶、塔顶产品摩尔分率的计算............................112.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量............................112.1.3物料衡算........................................................112.2塔板数的确定........................................................122.2.1挥发度的确定....................................................122.2.2回流比R的求取..................................................122.3精馏塔的工艺条件及有关物性的计算....................................132.3.1操作压力计算....................................................132.3.2操作温度的计算..................................................142.3.3平均摩尔质量的计算..............................................142.3.4平均密度的计算..................................................142.3.5液体的平均表面张力的计算........................................152.3.6液体平均粘度计算................................................162.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算............................................162.4.1塔径的计算......................................................162.4.2精馏塔有效高度的计算............................................172.5塔板工艺结构尺寸的计算..............................................172.5.1溢流装置计算....................................................172.5.2浮阀数目、浮阀排列及塔板布置....................................192.6塔板流体力学验算....................................................202.6.1计算气相通过浮阀塔板的压降......................................202.6.2液泛............................................................212.6.3计算雾沫夹带量..................................................232.7精馏段塔板负荷性能图................................................242.7.1雾沫夹带上限线..................................................24荆楚理工学院化工与药学院62.7.2液泛线..........................................................252.7.3液相负荷上限线..................................................272.7.4气体负荷下限线（漏液线）..................................................................................272.7.5液相负荷下限线......................................................................................................272.8浮阀塔设计结果汇总..................................................293、附属设备及主要附件的选型计算.............................................303.1接管尺寸计算........................................................303.1.1进料管..........................................................303.1.2回流管..........................................................303.1.3塔底出料管......................................................303.1.4塔顶蒸汽出料管..................................................303.1.5塔底进气管......................................................313.1.6筒体和封头......................................................313.1.7除沫器..........................................................313.1.8裙座............................................................323.1.9人孔............................................................323.2塔总体高度的设计....................................