苯-甲苯精馏塔顶冷凝器设计

目录

一、苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计任务书———————————————2 （一）设计题目———————————————————————————2 （二）操作条件———————————————————————————2 （三）设计内容———————————————————————————2 二、苯-甲苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）—————————— 3 （一）设计方案的确定及工艺流程的说明————————————————4 （二）全塔的物料衡算————————————————————————4 （三）塔板数的确定—————————————————————————4 （四）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算——————————6 （五）精馏段的汽液负荷计算—————————————————————7

三、苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）——————————————8

四、苯立式管壳式冷凝器的设计—工艺计算书（标准系列）————————8 （一）确定流体流动空间———————————————————————9 （二）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据————————————9 （三）计算热负荷——————————————————————————10 （四）计算有效平均温度差——————————————————————11 （五）选取经验传热系数K值—————————————————————12 （六）估算换热面积—————————————————————————12 （七）初选换热器规格————————————————————————13 （八）核算总传热系数K0———————————————————————13 （九）计算压强降——————————————————————————13

化工原理课程设计任务书

课程设计题目——苯-甲苯板式精馏塔冷凝器的设计一、设计题目

生产能力（精馏塔进料量）：90000+x吨／年（其中x=208）。

操作周期7200 小时／年

进料组成苯含量25％（质量分率，下同）

塔顶产品组成≥97％塔底产品组成≤1%

进料热状态泡点进料

两侧流体的压降：≯7 kPa

工作地点：兰州

二、操作条件

1.塔顶压强4kPa（表压）；

2.塔釜加热蒸汽压力506kPa；

3.单板压降不大于0.7kPa；

4.回流液和馏出液温度均为饱和温度；

5.冷却水进出口温度分别为25℃和30℃；

三、设计内容

1.设计方案的确定及工艺流程的说明；

2.塔的工艺计算；

3.冷凝器的热负荷；

4.冷凝器的选型及核算；

5.冷凝器结构详图的绘制；

9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。

苯-甲苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）

一、设计方案的确定及工艺流程的说明

原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。流程图如下

二、全塔的物料衡算

（一）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率

苯和甲苯的相对摩尔质量分别为78.11和92.14kg/kmol 。

282.014

.92/7511.78/2511

.78/25=+=

F x

974.014

.92/311.78/9711

.78/97=+=D x

=x w 0118.014.92/9911.78/111

.78/1=+

（二）平均摩尔质量

()kg/kmol 18.8814.92282.01282.011.78=?-+?=F M ()kg/kmol 47.7814.92974.01974.011.78=?-+?=D M

97.9114.92)0118.01(0118.011.78=?-+?=M

w

kmol kg /

（三）料液及塔顶底产品的摩尔流率

依题给条件：操作周期7200 小时／年，有：kg/h 12529t/a 90208=='F ， 全塔物料衡算：

W D F W D F '

+'=''

+'='01.097.025.0 ?

kg/h 9397kg/h 3132kg/h 12529='='='W D F kmol/h

17.102/91.979397kmol/h 91.3947.78/3132kmol/h 08.14218.88/12529======W D F 三、塔板数的确定

（一）理论塔板数T N 的求取 (1)相对挥发度的求取

苯的沸点为80.1℃，甲苯额沸点为110.63℃ 由饱和蒸汽压可得

① 当温度为80.1℃时

006

.279.2201.80033

.12110355.6lg =+-

=A P

591

.1482.2191.808.134407954.6lg =+-=B P

解得KPa P A 34.101= ，KPa P B 96.38=

① 当温度为110.63℃时

376.279

.22063.110033

.12110355.6lg =+-

=A P

006.2482

.21963.1108

.134407954.6lg =+-=B P

解得KPa P A 95.237= ，KPa P B 34.101=

则有

600.296.3831.1011==α 348.234.10195.2372==α

47.2348.2600.221=?==ααα

(2)最小回流比的求取

由于是饱和液体进料，有q=1，q 线为一垂直线，故282.0==F q x x ，根据相平衡方程有

492.0282

.0)147.2(1282

.047.2)1(1=?-+?=-+=

q q q x x y αα

最小回流比为

3.2282

.0492.0492

.0974.0min =--=

--=

q

q q D x y y x R

考虑到精馏段操作线离平衡线较近，故取实际操作的回流比为最小回流比的1.8倍，即：

14.43.28.18.1=?==m R R

(3)精馏塔的气、液相负荷

h Kmol RD L /23.16591.3914.4=?==

h

Kmol D R V /14.20591.39)14.41()1(=?+=+=

h Kmol qF L L /31.30708.14223.165'=+=+=

h Kmol V V /14.205'== (4)操作线方程

精馏段操作线方程

189.081.0114.4974.0114.414.4111+=+++=+++=

+x x R x x R R y n D n n 提馏段操作线方程

006.050.1'''

1

-=-=+m w m m x V Wx x V L y

3.求理论塔板数 （1）逐板计算法

理论板计算过程如下：气液平衡方程x

x

x a ax y 47.1147.2)1(1+=

-+=

变形有y

y

x 47.147.2-=

由y 求的x,再将x 带入操作线方程，以此类推

W

F D x x y x y x y x y x y x y x y x x y x y x y x y x y x y x y x x y <=??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==<=??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==??→?==007.00176.00157.0038.0029.0068.0049.0113.0079.0174.0120.0252.0172.0339.0282.0230.0425.0291

.0503.0388.0610.0520.0728.0666.0831.0792.0904.0883.0949.0938.0974.0151514141313121211111010998877665544332211相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡

图解得15=T N 块（不含釜）。其中，精馏段71=T N 块，提馏段82=T N 块，第8块为加料板位置。

（二）实际塔板数p N

由t-x-y 图

td=82.1 ℃ tw=110.5℃

平均温度 tm=（td+tw ）/2=(82.1+110.5)/2=96.3 查手册，知

tm 下的粘度为 μA =0.27

μ

B=0.31

由t-x-y 图得

xa=0.365 xb=0.635 ya=0.581 yb=0.419

μL =0.365×0.27+0.635×0.31=0.296

a=(ya xb)/(yb xa)=(0.581×0.635)/(0.419×0.365)=2.412 Et=T E =0.49（α

L μ）245.0-=0.49×(2.412×0.296)245.0-=0.53

精馏段实际板层数 N 精=7/0.53=13.2=14 N 提=8/0.53=15.1=16 总板数为30

四、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算

（一）平均压强m p

取每层塔板压降为0.7kPa 计算。 塔顶：kPa 3.10543.101=+=D p 加料板：kPa 2.11077.03.105=?+=F p 平均压强()kPa 8.1072/2.1103.105=+=m p （二）平均温度m t

塔顶温度 t D =82.1℃ 进料板温度 t F =97.2℃

塔釜温度 t W =103.2℃

精馏段平均温度 t m =(82.1+103.2)/2=89.65(℃) （三）平均分子量m M

塔顶： 974.01==D x y ，938.01=x （查相平衡图）

()kg/kmol 61.8114.92974.0111.78974.0,=?-+?=m VD M ()kg/kmol 98.7814.92938.0111.78938.0,=?-+?=m LD M

加料板：425.0=F y ，230.0=F x （查相平衡图）

()kg/kmol 18.8614.92425.0111.78425.0,=?-+?=m VF M ()kg/kmol 91.8814.92230.0111.78230.0,=?-+?=m LD M

精馏段：()kg/kmol 9.832/18.8661.81,=+=m V M

()kg/kmol 95.832/91.8898.78,=+=m L M

（四）平均密度m ρ

a. 精馏段平均密度的计算

Ⅰ 气相 由理想气体状态方程得 ρ

Vm =P m M vw /RT m =(107.8×83.9)/[8.314×(273.15+89.65)]=3.00kg/m 3

Ⅱ 液相 查不同温度下的密度，可得t D =82.1.℃时 ρA ＝812.7kg/m 3 B =807.9kg/m 3 t F =97.2℃时 ρA ＝793.0kg/m 3 ρB =788.54kg/m 3

ρLDm =1/(0.97/812.7+0.03/807.9)=812.5kg/m 3

进料板液相的质量分率

αA =(0.282×78.11)/(0.282×78.11+0.718×92.14)=0.25

ρ

LFm =1/(0.25/793.0+0.75/788.54)=789.7kg/m 3

精馏段液相平均密度为 ρLm =(812.5+789.7)/2=801.1kg/m 3

2.汽相平均密度m V ρ,

()

3,,kg/m 0.390273314.89

.83108=+??=

=

m

m V m m V RT M p ρ

⑸ 平均粘度的计算 液相平均粘度依下式计算 即

lg μLm =∑xilg μi

a ．塔顶液相平均粘度的计算 由t D =82.1℃查手册得 μA =0.302mPa.s μB =0.306mPa.s lg μLDm

=0.974lg(0.302)+0.026lg(0.306)

解得

μLDm

=0.302mPa.s

b ．进料板平均粘度的计算 由t F =97.2℃查手册得 μA =0.261mPa.s μB =0.3030mPa.s lg μ

LFm

=0.282lg(0.2610)+0.718lg(0.3030)

解得 μ

LFm

=0.291mPa.s

精馏段平均粘度

μLm =(0.302+0.291)/2=0.297mPa.s ⑹ 液相平均表面张力的计算 液相平均表面张力依下式计算 即

σLm =∑xi σi

a. 塔顶液相平均表面张力的计算 由t D =82.1℃查手册得 σA =21.24mN/m σB =21.42mN/m σ

LDm

=0.974×21.24+0.026×21.42=21.25mN/m

b. 进料板液相平均表面张力的计算 由t F =97.2℃查手册得 σA =19.10mN/m σB =19.56N/m

σLFM

=0.282×19.10+0.718×19.56=19.43 mN/m

精馏段液相平均表面张力

σLm =(21.25+19.43)/2=20.34 mN/m

五、精馏段的汽液负荷计算

汽相摩尔流率h Kmol D R V /14.20591.39)14.41()1(=?+=+= 汽相体积流量/s m 59.13

36009

.8314.20536003,,=??=

=

m

V m V s VM V ρ

汽相体积流量/h m 5724/s m 59.13

3

==h V

液相回流摩尔流率h Kmol RD L /23.16591.3914.4=?== 液相体积流量/s m 00481.01

.801360095

.8323.16536003,,=??=

=

m

L m L s LM L ρ

液相体积流量/h m 32.17/s m 00481.03

3

==h L

冷凝器的热负荷()()kW 13863600/31047.7814.205=?==Vr Q

苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）

一、设计任务

1.处理能力：90208t/a ；

2.设备形式：立式列管式冷凝器。 二、操作条件

1.苯：冷凝温度80℃，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器；

2.冷却介质：为井水，流量70000kg/h ，入口温度25℃，出口温度30℃；

3.允许压降：不大于105Pa ；

4.每年按300天，每天按24小时连续运行。 三、设计要求

苯立式管壳式冷凝器的设计——工艺计算书（标准系列）

本设计的工艺计算如下：

此为一侧流体为恒温的列管式换热器的设计。

1.确定流体流动空间

冷却水走管程，苯走壳程，有利于苯的散热和冷凝。

2.计算流体的定性温度，确定流体的物性数据

苯液体在定性温度（51.7℃）下的物性数据（查化工原理附录）

。

，，kJ/kg 310C W/m 127.0C kJ/kg 942.1，s Pa 101.3，kg/m 67743=??=??=??==-r c p λμρ井水的定性温度：

入口温度为C 251?=t ，出口温度为℃302=t

井水的定性温度为()C 5.272/3025

=+=m t

kg/s 4742.4kg/h 16107313214.51==?=s m ）

（1221

2t t c r s m s m p -?= h kg s m /46522174

.4531031322=??＝ 两流体的温差C 5.525.2780

=-=-m m t T ，

故选固定管板式换热器

两流体在定性温度下的物性数据如下

物性

流体

温度 ℃ 密度 kg/m 3 粘度 mPa ·s 比热容 kJ/(kg ·℃) 导热系数 W/(m ·℃) 苯 80 677 0.31 1.942 0.127 井水

27.5

993.7

0.717

4.174

0.627

3.计算热负荷

kW 138********.41=?==r m Q s

4.计算有效平均温度差

逆流温差()()()()[]

C 46.523080/25-80ln 30802580, =----=

?逆m t 5.选取经验传热系数K 值

根据管程走井水，壳程走苯，总传热系数C W/m 2

??=815470~K ，现暂取

C W/m 5002??=K 。

6.估算换热面积

23

m 88.5246

.25500101387=??=?=，逆m t K Q S

7.初选换热器规格

立式固定管板式换热器的规格如下

公称直径D …………………………600mm 公称换热面积S ……………………113.5m 2 管程数N p …………………………..1 管数n ………………………………..230 管长L ……………………………….6m

管子直径……………………………..m m 5225.Φ? 管子排列方式………………………..正三角形

换热器的实际换热面积 ()()2

0m 52.1061.06025.014.32301.0=-??=-=L d n S o π

该换热器所要求的总传热系数C W/m 2.24846

.5252.10610138723

o ??=??=?=

，逆m o t S Q K 8.核算总传热系数o K

（1）计算管程对流传热系数i α

/s m 013.07.993/3600

46522

/3===i si si m V ρ 222m 072.0020.0785.012304=??=??? ?????

?

??=i p

i d N n A π m/s 18.0072

.0013.0===

i si i A V u

20004989000717

.07

.99318.0020.0Re >=??=

=

i

i

i i i u d μρ（按湍流计算）

773.4627

.010717.010174.4Pr 33=???==

-i

i

pi i c λμ

故

()()C)W/(m 5953773.436023020

.0627.0023.0Pr Re 023

.024

.08.04.08.0??=??

==i

i

i d λα （2）计算壳程对流传热系数o α

因为立式管壳式换热器，壳程为苯饱和蒸汽冷凝为饱和液体后离开换热器，故可按蒸汽

在垂直管外冷凝的计算公式计算o α

现假设管外壁温

C

35?=w t ，则冷凝液膜的平均温度为

()()C

5.5735805.05.0?=+=+w s t t ，在换热器内绝大多数苯的温度在80℃，只有

靠近管壁的温度较低，故在平均膜温57.5℃下的物性可沿用饱和温度80℃下的数据，在层流下：

()C

W/m 4913780600031.010310127.067781.913.113.124

/13324

/132??=???

?

??-??????=?

??

?

???=t L r g o μλρα（3）确定污垢热阻

（井水）（有机液体）C/W m C/W m 22???=???=--44100210721.R ,.R si so

（4）总传热系数o K

C

W/m 305C W/m 3.38700282.02025

5953120250002.05.2225450025.0000172.0491111122??>??==?+?+?++=

++++=o i

o

i i o si m o w so o o K d d d d R d d b R K αλα 所选换热器的安全系数为()[]%21%100305/3053.387=?- 表明该换热器的传热面积裕度符合要求。 （5）核算壁温与冷凝液流型

核算壁温时，一般忽略管壁热阻，按以下近似计算公式计算

1/4

231.13o g r L t ρλαμ??= ?

???

0002.0595315

.27000172.049118011+-=+-?+-=+-w w si i w so o w t t R t t R t T αα

C 36?=w t ，这与假设相差不大，可以接受。

核算流型 冷凝负荷

18001384000717

.0248

.044Re <=?=

=

μ

M

（符合层流假设）

9.计算压强降 （1）计算管程压降

()s p t i

N N F p Δp

Δp Δ21

+=∑（F t 结垢校正系数，N p 管程数，N s 壳程数）

取碳钢的管壁粗糙度为0.1mm ，则0050.d /ε=，而20123=i Re ，于是

033.0Re 68201.01.0Re 681.023

.023

.0=?

?

? ??+=?

?

? ??+=d e λ

Pa 63922

14.17.993020.06033.022

21=???==?i i u d L p ρλ

Pa 19372

14.17.9933232

2

2=??=?=?i u p ρ

对mm 5225.φ?的管子有11,4.1===s p t N N F 且

()()Pa 11661114.11937639221

=???+=?+?=?∑s p t i

N N F p p

p

（2）计算壳程压力降

壳程为恒温恒压蒸汽冷凝，可忽略压降。 由此可知，所选换热器是合适的。

s 248kg/m .0230

025.014.34742

.4?=??==

b m M s

苯-甲苯精馏塔一些计算计

苯-甲苯精馏塔计算 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与甲苯的分离。 3.2.2 方案的说明和论证 本方案主要是采用浮阀塔。 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：3 一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流 动。 二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。 四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。 五：结构简单，造价低，安装检修方便。 六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。而浮阀塔的优点正是： 3.3 设计的计算与说明 3.3.1 全塔物料衡算 根据工艺的操作条件可知： 料液流量F=（10-0.5*19）t/h=2.25Kg/s =94.285Kmol/h 料液中易挥发组分的质量分数xf =（30+0.5*19）%=39.5%； 塔顶产品质量分数xd = 98%，摩尔分数为97.6%； 塔底产品质量分数xw= 2%，摩尔分数为1.7%； 由公式： F=D+W F*xf=D*xd+W*xw 代入数值解方程组得： 塔顶产品(馏出液)流量D=41.067 Kmol/h=0.89Kg/s； 塔底产品(釜液)流量W=53.218Kmol/h=1.360 Kg/s。 3.3.2．分段物料衡算 lgPa*=6.02232-1206.350/(t+220.237) 安托尼方程

设备选型-精馏塔设计说明书

第三章设备选型-精馏塔设计说明书3.1 概述 本章是对各种塔设备的设计说明与选型。 3.2设计依据 气液传质分离用的最多的为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。设计所依据的规范如下： 《F1型浮阀》JBT1118 《钢制压力容器》GB 150-1998 《钢制塔式容器》JB4710-92 《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG21514-95 《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002 《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.3 塔简述 3.3.1填料塔简述 (1)填料塔

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成。 填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。 填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0.5-1.2 m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6-8 m3/(m2.h)以保证填料润湿，液气比控制在2-10L/m3。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。 (2)规整填料 塔填料分为散装填料、规整填料(含格栅填料) 和散装填料规整排列3种，前2种填料应用广泛。 在规整填料中，单向斜波填料如JKB，SM，SP等国产波纹填料已达到国外MELLAPAK、FLEXIPAC等同类填料水平；双向斜波填料如ZUPAK、DAPAK 等填料与国外的RASCHIG SUPER-PAK、INTALOX STRUCTURED PACKING 同处国际先进水平；双向曲波填料如CHAOPAK等乃最新自主创新技术，与相应型号的单向斜波填料相比，在分离效率相同的情况下，通量可提高25％ -35％，比国外的单向曲波填料MELLAPAK PLUS通量至少提高5％。上述规整填料已成功应用于φ6400，φ8200，φ8400，φ8600，φ8800，φ10200mm等多座大塔中。 (3)板波纹填料 板波纹填料由开孔板组成，材料薄，空隙率大，加之排列规整，因而气体通过能力大，压降小。其比表面积大，能从选材上确保液体在板面上形成稳定薄液

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容 摘要：精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

苯与氯苯精馏塔设计

化工原理工程设计处理量为3000吨/年苯和氯苯体系精馏分离板式塔设计 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：

板式精馏塔设计任务书 一、设计题目： 苯-氯苯体系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）30000吨／年操作周期7200 小时／年 进料成分：含氯苯35%（质量分率，下同） 塔顶产品组成氯苯含量为98%;塔底产品组成含氯苯不得高于1.7%. 2、操作条件 操作压力4000Pa（表压）进料热状态q=0.7 单板压降：<或=0.7kPa 3、设备型式筛板或浮阀塔板（F1型） 4、厂址新乡地区 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）塔径及蒸馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 7、设计评述 目录 1.精馏塔的概述 (4) 2．设计内容...................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.精馏塔的物料衡算.......................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.塔板数的确定 (10) 2.3.精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (13)

精馏塔设计指导书

简单填料精馏塔设计 设计条件与任务： 已知F 、xF 、xD 、xw 或F 、xF 、xD 和η，塔顶设全凝器，泡点回流，塔底间接(直接)蒸汽加热。 1 全塔物料衡算求产品流量与组成 （1）常规塔 全塔总物料衡算 总物料 F = D + W 易挥发组分 F χF = D χD + W χW 若以塔顶易挥发组分为主要产品，则回收率η为 D F Dx Fx η= 式中 F 、D 、W ——分别为原料液、馏出液和釜残液流量，kmol/h ； χF 、χD 、χW ——分别为原料液、馏出液和釜残液中易挥发组分的摩尔分率。 由（3-1）和（3-2）式得： W D W F x x x x F D --= (2) 直接蒸汽加热 总物料 * 0F S D W +=+ 易挥发组分 ** 00F D W Fx S y Dx W x +=+ 式中 V 0 ——直接加热蒸汽的流量，kmol/h ； У0 ——加热蒸汽中易挥发组分的摩尔分率，一般У0=0； W * ——直接蒸汽加热时釜液流量，kmol/h ； χ*W ——直接蒸汽加热时釜液中易挥发组分的摩尔分率。 2 计算最小回流比 设夹紧点在精馏段，其坐标为(xe,ye)则 min D e e e x y R y x -= - 设夹紧点在提馏段，其坐标为(xe,ye) min min (1)(1)e W e W y x R D qF L V R D q F x x -+==+--- 基础数据：气液相平衡数据

3 确定操作回流比 min (1.1~2.0)R R = 4 计算精馏段、提馏段理论板数 ① 理想溶液 图解法或求出相对挥发度用逐板计算法求取。 ② 非理想溶液 相平衡数据为离散数据,用图解法或数值积分法求取 精馏段 1 1 R D f N x R x n n dx N dN x x += =-? ? 因 111 D n n x R y x R R += +++ 所以 ()/D f x R x n n D n dx N y x x y R = ---? (4) 提馏段 1 1 S f W N x S x n n dx N dN x x += =-? ? 因 11 W n n x R y x R R +'+= -'' 蒸汽回流比(1)(1)(1)(1)V R D q F D F R R q W W W W +--'= ==+-- 所以 ()/(1) f w x S x n n n w dx N y x y x R = '---+? (5) 式(4)、(5)中塔板由下往上计数。 5 冷凝器和再沸器热负荷 冷凝器的热负荷 ()C DV DL Q V I I =- 再沸器的热负荷 B C D W F Q Q DI WI FI =++- 待求量：进料温度t F 、塔顶上升蒸汽温度t DV (与x D 对应的露点温度)、回流温度t DL (与x D 对应的泡点温度)、再沸器温度tw (与x W 对应的泡点温度)。 物性数据： ① 各组分在平均温度下的液相热容、气相热容或汽化热。 ② 各组分的热容方程常数 如 2 3 p c A BT CT DT =+++ ③ 由沃森公式计算汽化热 21 0.38211( )1r V V r T H H T -?=?-

苯-甲苯体系板式精馏塔设计

化工原理课程设计 设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计 化工原理课程设计任务书 ?设计任务 分离含苯35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。（以上均为质量分率） 物料处理量：20000吨/年。（按300天/年计） 物料温度为常温（可按20℃计）。 ?设计内容 设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含： 方案选择和流程设计； 工艺计算（物料、热量衡算，操作方式和条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）； 主体设备设计，塔板选型和布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型； 绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图； （设计图纸可手工绘制或CAD绘图） ?计算机辅助计算要求 物性计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序；

②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。 气液相平衡计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序； ②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。 精馏塔计算 ①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序； ②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。 采用上述程序对设计题目进行计算 ?报告要求 设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据和计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。说明书前后应有目录、符号表；说明书可作封面设计，版本一律为十六开(或 A4幅面)。 摘要 化工生产和现在生活密切相关，人类的生活离不开各色各样的化工产品。设计化工单元操作，一方面综合了化学，物理，化工原理等相关理论知识，根据课程任务设计优化流程和工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。 本次设计旨在分离苯和甲苯混合物，苯和甲苯化学性质相同，可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识，根据物系物理化学特性及热力学参数，对精馏装置进行选型和优化，对于设备的直径，高度，操作条件（温度、压力、流量、组成等）对其生产效果，如产量、质量、消耗、操作费用

年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计

BeiJing JiaoTong University HaiBin College 化工原理课程设计 说明书 题目：年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续 精馏塔的设计 院（系、部）：化学工程系 姓名： 班级： 学号： 指导教师签名： 2015 年4 月12 日

摘要 目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。 关键词：气液传质分离；精馏；浮阀塔

ABSTRACT Currently，the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map. Key words：gas-liquid mass transfer；rectification；valve tower

程设计(苯—甲苯分离板式精馏塔).

课程设计任务书 2009～2010学年第二学期 学生姓名：_石华端专业班级：_07级应用化学_ 指导老师：_______ 工作部门：_______ 一．课程设计题目 设计一台苯—甲苯分离板式精馏塔 二．设计要求 1、设计一座苯-甲苯连续精馏塔，具体工艺参数如下： 原料苯含量(m/m)：（25+0.5）% 原料处理量：2万t/a 产品要求（m/m）：x D = 0.98，x W=0.02 2、操作条件 塔顶压力：常压 进料热状况：泡点进料 回流比：自选 单板压降：≤0.7kPa 加热方式：间接蒸气加热 冷凝方式：全凝器，泡点回流 年操作时数：8000h 3、塔板类型 浮阀塔板（F1重阀） 三．课程设计内容 1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定 2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计 3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算 4、塔板的流体力学验算 5、塔板的负荷性能图的绘制 6、精馏塔接管尺寸计算 7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3 图纸) 8、绘制主体设备图(A2图纸) 四．进度安排 1.课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计书； 2.设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点， 小组分工协作，较好完成设计任务； 3.计算设计阶段：物料衡算，热量衡算，主要设备工艺尺寸计算，塔盘工艺 尺寸计算及流体力学计算;

4.课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计算数据，用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。

1. 课程设计的目的 化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，也是培养学生独立工作的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。通过课程设计达到如下目的： 1．巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化； 2．培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力； 3．熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法； 4．学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图； 5．训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力； 6．通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力； 7．学会编写设计说明书。 ⒉课程设计题目描述和要求 本设计的题目是苯-甲苯浮阀式连续精馏塔的设计，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，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下： 生产能力：2万吨/年(料液) 原料组成： 25%苯，60%甲苯（摩尔分数，下同） 产品组成：馏出液98%苯，釜液2%苯 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比：R=（1.2～2）Rmin 3．课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，

板式精馏塔设计方案

板式精馏塔设计方案 一、设计方案确定 1.1 精馏流程 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却器等,为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接送入塔原料，乙醇、水混合原料液经预热器加热至泡点后，送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后经分配器一部分回流，一部分经过冷却器后送入产品储槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后为冷却水循环利用。 塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要的优点是操作弹性较大，液气比围较大，不易堵塞；但由于生产能力及板效率底，已逐渐被筛孔塔板和浮阀塔板所替代。筛孔塔板优点是结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压强底，生产能力大；其缺点是筛孔易堵塞，易产生漏液，导致操作弹性减小，传质效率下降。而浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了前述两种塔板的优点。浮阀塔板结构简单，制造方便，造价底；塔板开孔率大，故生产能力大；由于阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，故塔板效率较高。但浮阀塔板也有缺点，即不易处理易结焦、高粘度的物料，而设计的原料是乙醇-水溶液，不属于此类。故总结上述，设计时选择的是浮阀塔板。 1.2设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日及处理量的选择：设计要求塔年处理11.5万吨乙醇—水溶液系统，年工作日300d，每天工作24h。 1.2.2 选择用板式塔不用填料塔的原因：因为精馏塔精馏塔对塔设备的要求大致如下： （1）生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。

苯-甲苯板式精馏塔的课程设计

目录 板式精馏塔设计任务书 (3) 设计题目： (3) 二、设计任务及操作条件 (3) 三、设计内容： (3) 一．概述 (5) 1.1 精馏塔简介 (5) 1.2 苯-甲苯混合物简介 (5) 1.3 设计依据 (5) 1.4 技术来源 (6) 1.5 设计任务和要求 (6) 二．设计方案选择 (6) 2.1 塔形的选择 (6) 2.2 操作条件的选择 (6) 2．2.1 操作压力 (6) 2.2.2 进料状态 (6) 2.2.3 加热方式的选择 (7) 三．计算过程 (7) 3.1 相关工艺的计算 (7) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7) 3.1.2 物料衡算 (8) 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9) 3.1.5逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.6 全塔效率的估算 (11) 3.1.7 实际板数的求取 (13) 3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13) 3.2.1 精馏塔的物性计算 (13) 3.2.2 塔径的计算 (15) 3.2.3 精馏塔高度的计算 (17) 3.3 塔板结构尺寸的计算 (18) 3.3.1 溢流装置计算 (18) 3.3.2塔板布置 (19) 3.4 筛板的流体力学验算 (21) 3.4.1 塔板压降 (21)

3.4.2液面落差 (22) 3.4.3液沫夹带 (22) 3.4.4漏液 (22) 3.4.5 液泛 (23) 3.5 塔板负荷性能图 (23) 3.5.1漏夜线 (23) 3.5.2 液泛夹带线 (24) 3.5.3 液相负荷下限线 (25) 3.5.4 液相负荷上限线 (25) 3.5.5 液泛线 (26) 3.6 各接管尺寸的确定 (29) 3.6.1 进料管 (29) 3.6.2 釜残液出料管 (29) 3.6.3 回流液管 (30) 3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30) 四．符号说明 (30) 五．总结和设计评述 (31)

苯-甲苯精馏塔顶冷凝器设计

目录 一、苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计任务书———————————————2 （一）设计题目———————————————————————————2 （二）操作条件———————————————————————————2 （三）设计容———————————————————————————2 二、苯-甲苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）—————————— 3 （一）设计方案的确定及工艺流程的说明————————————————4 （二）全塔的物料衡算————————————————————————4 （三）塔板数的确定—————————————————————————4 （四）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算——————————6 （五）精馏段的汽液负荷计算—————————————————————7 三、苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）——————————————8 四、苯立式管壳式冷凝器的设计—工艺计算书（标准系列）————————8 （一）确定流体流动空间———————————————————————9 （二）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据————————————9 （三）计算热负荷——————————————————————————10 （四）计算有效平均温度差——————————————————————11 （五）选取经验传热系数K值—————————————————————12 （六）估算换热面积—————————————————————————12 （七）初选换热器规格————————————————————————13 （八）核算总传热系数K0———————————————————————13

真空精馏塔设计说明书

本科生毕业设计 年产15000吨马来酸二甲酯项目真空精馏塔设计说明书 学院化工学院 专业化学工程与工艺 年级2010级 姓名杨豪帆 指导教师张国亮李阳于涛 2014年2 月20日

摘要 马来酸二甲酯是一种重要的有机化工原料。为了满足经济发展对马来酸二甲酯的需求，开展了此年产15000吨马来酸二甲酯项目，本设计中，对真空分离塔进行了工艺设计、结构设计和强度设计校核。在工艺设计中，涉及了塔径、塔高、填料层高度及压降的计算。在结构设计中，对塔设备的内件、支座、接管及附件等进行选型和设计。除此之外，本设计叙述了过程控制方案和开停车方案并给出设备的管道仪表流程简图。对温度、压力、原料配比、通气速率、反应时间等因素进行了敏感性分析。考虑到对环境和社会的影响，还进行了HAZOP分析和环境影响评价，形成了一份较为完整的设计。 关键词：真空分离塔，工艺设计，过程控制，分析。

ABSTRACT Dimethyl maleate is an important organic chemical raw material. This design focuses on the Dimethyl maleate project with annual production of 15000t, which includes process design, structural design and verification of strength design of vacuum separation tower. In the design of process, involving the calculations of diameter and height of tower, packed bed height and pressure drop. In the structural design，we design and select the internal equipment, bearings, and accessories of the tower. In addition, the design describes the way of process control and gives the Piping and instrumentation diagram, as well as the sensitivity analysis of temperature, pressure, material ratio, aeration rate, reaction time and other factors. Considering the impact on the environment and society, a HAZOP analysis and environmental impact assessment are also involved, Keyword: vacuum separation tower, process design, process control, analysis

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

课程设计说明书 题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 院(系): 化学化工学院 专业年级: 化学2012级 姓名: 王*** 学号: 121****** 指导教师: 李**副教授 2015年10月

目录 1绪论 (3) 2 设计方案确定与说明 (3) 2.1设计方案的选择 (3) 2.2工艺流程说明 (4) 3 精馏塔的工艺计算 (4) 3.2精馏塔的操作工艺条件和相关物性数据的计算 (5) 3.2.1精馏塔平均温度 (6) 3.2.2气、液相的密度的计算 (6) 3.2.3混合液体表面张力 (8) 3.2.4混合物的黏度 (9) 3.2.5相对挥发度 (10) 3.2.6 气液相体积流量计算 (10) 3.3塔板的计算 (12) 3.3.1操作线方程的计算 (12) 3.3.2实际塔板的确定 (13) 3.4塔和塔板主要工艺结构尺寸计算 (14) 3.4.1塔径的计算 (14) 3.4.2溢流装置 (15) 3.4.3 塔板布置及浮阀数目与排列 (17) 3.5 精馏塔塔板的流体力学计算 (19) 3.5.1精馏塔塔板的压降计算 (19) 3.5.2淹塔 (20) 3.6 塔板负荷性能计算 (21) 3.6.1 雾沫夹带线 (21) 3.6.2 液泛线 (21) 3.6.3 液相负荷上限 (22) 3.6.4 漏液线 (22) 3.6.5 液相负荷下限 (23) 3.6.6塔板负荷性能图 (23) 4 设计结果汇总表 (25) 5工艺流程图及精馏塔工艺条件图 (26) 6设计评述 (27)

1绪论 精馏塔作为石油化工行业最常用的化工设备之一，在当今工业中发挥了极其重要的作用。精馏塔通过物质的传质传热，将塔的进料中的物质分离，从而在塔顶和塔底分别获得人们需要的高浓度物质。苯与氯苯的分离，必须经过各种加工过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的产品工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。筛板塔出现于1830年，很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。60年代以后，石油化工的生产规模不断扩大，大型塔的直径已超过10m。为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。 工业生产对塔板的要求主要是：①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。②塔板效率要高。③塔板压力降要低。④操作弹性要大。⑤结构简单，易于制造。在这些要求中，对于要求产品纯度高的分离操作，首先应考虑高效率；对于处理量大的一般性分离（如原油蒸馏等），主要是考虑通过能力大。为了满足上述要求，近30年来，在塔板结构方面进行了大量研究，从而认识到雾沫夹带通常是限制气体通过能力的主要因素。在泡罩塔、筛板塔和浮阀塔中，气体垂直向上流动，雾沫夹带量较大，针对这种缺点，并为适应各种特殊要求，开发了多种新型塔板。 本文的主要设计内容可以概括如下：1.设计方案的选择及流程；2.工艺计算； 3.浮阀塔工艺尺寸计算；4.设计结果汇总；5.工艺流程图及精馏塔工艺条件图 2 设计方案确定与说明 2.1设计方案的选择

精馏塔设备设计及选型

第四章设备设计及选型 4.1 设备设计标准 《钢制压力容器》GB150-98 《压力容器用钢板》GB6654-96 《化工装置用不锈钢大口径焊接钢管技术要求》HG20537.4-92 《安全阀的设置和选用》HG/T20570.2-95 《设备进、出管口压力损失计算》HG/T20570.9-95 《钢制化工容器设计基础规定》HG20580-98 《钢制化工容器材料选用规定》HG20581-98 《钢制化工容器强度计算规定》HG20582-98 《钢制化工容器结构设计规定》HG20583-98 《钢制化工容器制造技术规定》HG20584-98 《化工设备设计基础规定》HG/T20643-98 《压力容器无损检测》JB4730-2005 《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000 《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000 《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2007 《压力容器用钢锻件》JB4726-2000 《石油化工塔型设备设计规范》SH 3030-1997 4.2 设备设计及选型 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，塔可以使气液相或者液液相之间进行紧密接触，达到较为良好的相际传质及传热的目的。 在塔设备中常见的单元操作有：吸收、精馏、解吸和萃取等。此外工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等效果。

4.2.1 塔设备设计原则 具有适宜的流体力学条件，可使气液两相良好接触； 结构简单，处理能力大，压降低； 强化质量传递和能量传递。 4.2.2 塔设备的设计目标 作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相能充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求：（1）生产能力大。在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液、或液泛等破坏正常操作的现象； （2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期稳定操作； （3）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低正常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度； （4）结构简单、材料耗用量小，制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用； （5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 事实上，对于现有的任何一种塔器，都不可能完全满足上述所有要求，但是我们可以在某些方面做到独特之处。以此来达到较大的生产效率，提高企业的生产效益。 4.2.3 塔设备类型及选择 为了便于研究和比较，人们从不同角度对塔设备进行了分类。例如：按操作压力的不同可分为加压塔、常压塔、减压塔；按单元操作可分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；但最常用的分类是按塔的内件结构进行划分，分为板式塔和填料塔。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能，以及塔设备的制造、安装、运转、维修等。

苯甲苯精馏塔课程设计说明书

西北师大学 化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计

前言 课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。 此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔实现多次接触，进行传质传热过程，使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。 课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。 虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的意。 作者 2013年12月

苯与甲苯精馏塔课程设计

《化工原理课程设计》报告 年处理5.4万吨苯-甲苯精馏装置设计 学院：化学化工学院 班级：应用化学101班 姓名：董煌杰 学号：10114308（14） 指导教师：陈建辉 完成日期：2013年1月17日

序言 化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必 修的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。 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衡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-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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。

目录 一、化工原理课程设计任书 (1) 二、设计计算 (3) 1）设计方案的选定及基础数据的搜集 (3) 2) 精馏塔的物料衡算 (7) 3) 塔板数的确定 (9) 4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15) 5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21) 6) 塔板主要工艺尺寸的计算 (23) 7) 塔板负荷性能图 (27) 三、个人总结 (36) 四、参考书目 (37)

化工原理课程设计苯-甲苯板式精馏塔设计

化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏板式塔的设计专业年级：11级化工本2 姓名：申涛 指导老师：代宏哲 2014年7月

目录 一序言 (3) 二板式精馏塔设计任务书 (4) 三设计计算 (5) 1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 1.2 精馏塔的物料衡算 (8) 1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18) 1.6 筛板的流体力学验算 (21) 1.7 塔板负荷性能图 (24) 四设计结果一览表 (30) 五板式塔得结构与附属设备 (31) 5.1附件的计算 (31) 5.1.1接管 (31) 5.1.2冷凝器 (33) 5.1.3 再沸器 (33) 5.2 板式塔结构 (34) 六参考书目 (36) 七设计心得体会 (36) 八附录......................................................................................... 错误!未定义书签。

一序言 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衡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-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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。