务书专业班级学生姓名发题时间年月日课题名称苯甲苯溶液板式精馏塔设计二课题条件参考文献大连理工大学化工原理教研室化工原理课程设计大连大连理工大学出版社，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，贾绍义，柴诚敬化工原理课程设计天津天津大学出版社，王国胜化工原理课程设计大连大连理工大学出版社，匡国柱，史启才化工单元过程及设备课程设计北京化学工业出版社，上海医药设计院化工工艺设计手册上下化学工业出版社，阮奇，叶长，黄诗煌化工原理优化设计与解题指南北京化学工业出版社，化工设备技术全书编辑委员会化工设备全书塔设备设计上海上海科学技术出版社，邹兰，阎传智化工工艺工程设计成都成都科技大学出版社，李功祥，陈兰英，崔英德常用化工单元设备设计广州华南理工大学出版社，童景山，李敬流体热物理性质的计算北京清华大学出版社，马沛生化工数据北京中国石化出版社，靳士兰，邢凤兰化工制图北京国防工业出版社，朱有庭，曲文海，于浦义化工设备设计手册上下册北京化学工业出版社，刘雪暖，汤景凝化工原理课程设计北京石油大学出版社，三设计任务含实验分析计算绘图论述等内容确定设计方案。确定理论塔板数。计算精馏段提馏段的塔板效率，确定实际塔板数。估算塔径。计算板式塔的工艺尺寸，包括溢流装置与塔板的设计计算。校核塔板的流体力学性能，包括板压力降液面落差液沫夹带漏液及液泛的校核。绘制塔板的负荷性能图。塔板的负荷性能图由液相负荷下限线液相负荷上限线漏液线液沫夹带线和溢流液泛线确定。确定塔的结构，包括塔体结构与塔板结构。塔体结构塔顶空间，塔底空间，人孔手孔，支座，封头，塔高等。塔板结构采用分块式塔板还是整块式塔板。塔的附属设备选型，包括塔顶冷凝器塔底再沸器蒸馏釜的换热面积，原料预热器的换热面积与泵的选型视情况而定。确定精馏塔各接管尺寸。绘制精馏塔系统工艺流程图。绘制精馏塔工艺条件图。编写设计说明书。计算机要求绘图等。英语要求撰写英文摘要。设计说明书要求逻辑清楚，层次分明，书写工整，完成。四设计所需技术参数设计条件苯甲苯溶液精馏塔常压操作，塔内安装塔板类型自选，采用间接蒸汽加热，每年实际生产，其它操作条件见下表。处理量料液组成质量分数塔顶产品质量分数塔顶产品收率操作条件塔顶压力表压进料热状态自选回流比自选④单板压降。工作日每年天，每天小时。设计所需基础数据物性数据液相粘度液相表面张力汽液相密度气体热容汽化潜热等。五设计说明书内容设计任务书标出页码前言设计方案论证按设计任务顺序说明设计结果汇总结语包括设计体会收获评述建议致谢等参考文献六进度计划设计动员，下达设计任务书天搜集资料，阅读教材，拟订设计进度天设计计算包括电算天绘图天整理设计资料，撰写设计说明书天设计小结及答辩天指导教师签名教研室主任签名年月日年月日化工与制药学院课程设计综合成绩评定表学生姓名学生班级设计题目苯甲苯溶液板式精馏塔设计指导教师评语指导教师签字年月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计算和绘图能力回答问题能力综合运用专业知识能力表述能力逻辑性条理性运用计算机能力和外语能力查阅资料运用工具书的能力完成设计能力书写情况文字能力整洁度综合成绩指导教师签名学科部主任签名年月日年月日武汉工程大学本科课程设计摘要本次课程设计是针对二元物系苯甲苯的精馏问题进行分析选取计算核算绘图等，是个较为完整的精馏设计过程。本次设计，我们对该精馏塔进行了工艺设计，包括工艺条件的确定工艺设计计算，精馏塔及塔板的设计尺寸计算，其辅助设备及进出口管路的计算，并进行了流体力学性能的核算，绘出塔板负荷性能图，并对设计结果进行汇总。本次设计选用筛板塔，采用间接蒸汽加热。能量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化和部分冷凝进行精馏分离，由塔顶冷凝器中的冷凝介质将余热带走。本次设计将苯甲苯原料液预热后加入，进料摩尔分数为，要求塔顶产品苯的摩尔含量达到，塔底釜液摩尔分数为。由逐板计算法求得该理论塔板数为块，由经验公式算的全塔效率为，塔顶使用全凝器，回流比为。实际塔板数为，精馏段实际塔板数为，提馏段实际塔板数为，第快板为实际加料板。塔径为米，通过板压降漏液液泛液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内，确定了操作点符合操作要求。关键词筛板塔精馏工艺设计负荷性能图，摘要前言第章设计方案论证设计方案的确定确定设计方案的原则设计方案简介工艺条件的确定操作压力进料状况加热方式冷却方式第章精馏塔的工艺计算基础数据物料衡算分离要求的摩尔转换全塔物料衡算理论塔板数的确定操作线方程最小回流比的计算最小理论版数的计算实际塔板数的确定塔板的效率的估算实际塔板数的计算第章精馏塔的尺寸计算精馏塔有关物性数据的计算操作压力计算操作温度计算平均摩尔质量计算平均密度计算液体平均表面张力计算塔内的摩尔流率估算塔径塔高的计算精馏塔塔板的工艺尺寸溢流装置的计算筛孔计算及其排列精馏塔塔板的流体力学验算塔板压降液面落差液沫夹带的校核液泛的校核漏液的校核精馏塔塔板的负荷性能液相负荷下限线液相负荷上限线漏液线液沫夹带线液泛线塔板负荷性能图第章精馏塔的结构塔体结构塔体总高度塔顶空间人孔数目塔底空间塔板间距进料板空间高度塔板结构第章精馏塔的附属设备接管进料管回流管塔顶蒸汽接管釜液排出管塔顶产品出口管径冷凝器再沸器第章设计结果汇总第章结论与建议体会与收获评述与建议致谢参考文献附录武汉工程大学本科课程设计前言化工原理程设计是综合运用化工原理物理化学和化工制图等课程知识，完成以个单元设备设计为主的次性实践教学，是连接理论和实际的重要桥梁，在整个教学过程中起到培养学生实际能力的重要作用。化工原理课程设计要求学生更加熟悉化工工程设计的基本内容。宗旨是使学生能够熟练掌握化工生产单元的设计理念设计程序和设计方法，锻炼学生分析问题解决问题的能力。培养学生综合理论知识解决实际问题的能力，训练学生的计算能力和思考问题的能力，训练学生查阅技术资料选用公式搜集数据和制图的能力。分离液体混合物含可液化的气体混合物最常用的种单元操作，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，使气液两相直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度的不同，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，实现原料混合物中各组分的分离。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。当代大学生应具有较高的综合能力，解决实际生产问题的能力，课程设计是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项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下个稳固的基础。精馏所进行的是气液两相之间的传质，而作为气液两相传质用的塔设备首先必须要能使气液两相得到充分接触，以达到较高的传质效率。塔设备设计要具备下列各种基本要求气液处理量大，即当生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带，拦液或液泛等破坏操作的现象。操作稳定，弹性大，即当塔设备的气液负荷有较大范围的变动，仍能在较高的传质效率下进行稳定操作，并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。流体流动的阻力少，可降低操作费用。结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。耐腐蚀和不易堵塞，方便操作，调节和检修。塔内的滞留量要小。第章设计方案论证设计方案的确定确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进经济上最合理的要求，符合优质高产安全低消耗的原则。为此，必须具体考虑如下几点满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。其次所定的设计方案需要有定的操作弹性，各处流量应能在定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。再其次，要考虑必需装置的仪表如温度计压强计，流量计等及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。又如冷却水出口温度的高低，方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都有影响。同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。降低生产成本是各部门的经常性任务，因此在设计时，是否合理利用热能，采用哪种加热方式，以及回流比和其他操作参数是否选得合适等，均要作全面考虑，力求总费用尽可能低些。而且，应结合具体条件，选择最佳方案。例如，在缺水地区，冷却水的节省就很重要在水源充足及电力充沛价廉地区，冷却水出口温度就可选低些，以节省传热面积。保证安全生产例如酒精属易燃物料，不能让其蒸汽弥漫车间，也不能使用容易发生火花的设备。又如，塔是指定在常压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。以上三项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计中，对第个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作般的考虑。设计方案简介本设计任务为分离苯甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏方法，设计中采用泡点进料，将混合料液经预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升器采用全凝器冷凝后，部分回流。其余部分作为塔顶产品经冷