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成绩 ------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 一、设计题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。 二、设计任务 (1)原料液中苯含量:质量分率=50%(质量),其余为甲苯。 (2)塔顶产品中苯含量不得低于95%(质量)。 (3)残液中苯含量不得高于5%(质量)。 (4)生产能力:43000/y苯产品,年开工300天。 三、操作条件 (1)精馏塔顶压强:4.0kPa(表压) (2)进料热状态:泡点进料 (3)回流比:自选 (4)单板压降压:≯0.7kPa 四、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) 五、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。 一、设计方案与工艺流程图 1、设计方案 本设计任务为分离苯-甲苯混合物。对于二元混合物的分离,采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点温度下一部分回流至塔内,其余部分产品经冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的(1.1~2.0)倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。 2、 工艺流程图 二、精馏塔的物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量 2、 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3、物料衡算 原料处理量 总物料衡算 苯物料衡算 联立解得 式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量 4、 相对挥发度的计算 气液相平衡数据 t/℃ 80.1 85 90 95 100 105 110.6 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0 40.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 101.33 x/摩尔分数 1.000 0.780 0.581 0.412 0.258 0.130 0 y/摩尔分数 1.000 0.900 0.777 0.633 0.456 0.262 0 因此有:塔顶用t=80.10℃时,,. . 塔底用t=101.63℃时,,. 平均相对挥发度 三、塔板数的确定 1、理论板层数的求算(逐板法求塔板数) (1)平衡线方程的求算 汽液相平衡方程式:. (2)q线方程 进料状态由五种,即过冷液体进料(q>1),饱和液体进料(q=1),气液混合进料(0
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