化工原理（课程设计）苯甲苯精馏塔的设计.doc

PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 1 化工原理课程设计 题目：苯—甲苯精馏塔的设计 专业：应用化工技...班 姓名： 指导教师： 2012年12月31日 目录 前言3 任务书4 一.理论依据4 二.工艺计算过程 1设计方案的确定7 2精馏塔的物料衡7 3.塔板数的确定8 4. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算8 5.精馏段气液负荷计算10 6、塔和塔的主要工艺尺寸计算11 7.筛板的流体力学验算15 8. 塔板负荷性能图17 9. 精馏塔的附属设备及接管尺寸21 三.参考文献21 前言 化工原理课程设计是高等学校的一门专业必修课,通过本课程学习,有利于培养学生的独立工作、独立思考和运用所学知识解决实际工程技术问题的能力,是提高学生综合素质,使大学生向工程师转化的一个重要的教学环节。 蒸馏单元操作自古以来就在工业生产中用于分离液体混合物。它是利用液体混合物中各组分的挥发度不同进行组份分离的，多用于分离各种有机混合液，蒸馏有许多操作方式，按有没有液体回流，可分为有回流蒸馏与无回流蒸馏，有回流的蒸馏称为精馏。本次设计的要求是要设计苯-甲苯精馏塔，用以分离苯-甲苯的混合液。 此次设计在****老师的指导下进行，运用学过的基础知识，锻炼自己设计生产设备的能力。此次设计加深了我们对精馏操作的认识，锻炼了我们阅读化工原理文献并且搜集资料的能力，同时液培养了我们独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，也培养了我们相互协作的能力，为今后实际工作的应用打好了基础。 由于设计者的水平有限，所设计的方案之中难免有不妥之处，希望老师给予批评指正。 任务书 在一连续操作的精馏塔中分离苯-甲苯溶液，混合液中含苯41%，饱和液体进料。已知原料液的处理量为5000kg/h 要求：馏出液中苯的组成不低于0.94（摩尔分数），釜液中苯的组成为0.06。单板压降不大于0.7kpa，操作压力：4kpa（塔顶常压），回流比：R=2，进料热状态参数q=1. 理论依据 （1）苯和甲苯的物理性质： 项目 分子式 分子量 沸点℃ 临界温度,℃ 临界压强,kpa 苯A C6H6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B C6H5-CH3 92.13 110.6 318.57 4107.7 (2)苯与甲苯的液相密度ρL： t,℃ 80 90 100 110 120 苯，kg/m3 815 803.9 792.5 780.3 768.9 甲苯，kg/m3 810 800.2 790.3 780.3 770.0 (3)液体表面张力σ： t,℃ 80 90 100 110 120 苯，mN/m 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49 甲苯，mN/m 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31 (4)液体粘度μL t,℃ 80 90 100 110 120 苯，mpas 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 甲苯，mpas 0.311 0.286 0.264 0.254 0.228 (5)液体气化热 t,℃ 80 90 100 110 120 苯，kJ/kg 394.1 386.9 379.3 371.5 363.2 甲苯，kJ/kg 379.9 373.8 367.6 361.2 354.6 (6)饱和蒸汽压P： 苯、甲苯的饱和蒸汽压可用方程Antoine求算，㏒P=A－，式中：t物系温度℃；P饱和蒸汽压 A、B、CAntoine常数，其值见附表： 组分 A B C 苯 6.023 1206.35 220.24 甲苯 6.078 1343.94 219.58 （7）苯－甲苯溶液的气液平衡数据 温度t℃ 液相中苯的摩尔分数x 气相中苯的摩尔分数y 110.56 0.00 0 109.91 1.00 2.50 108.79 3.00 7.11 107.61 5.00 11.2 105.05 10.00 20.8 102.79 15.00 29.4 101.75 20.00 37.2 98.84 25.00 44.2 97.13 30.00 50.7 95.58 35.00 56.6 94.09 40.00 61.9 92.69 45.00 66.7 91.40 50.00 71.3 90.11 55.00 75.5 88.80 60.00 79.1 87.63 65.00 82.5 86.52 70.00 85.7 85.4 75.00 88.5 84.40 80.00 91.2 83.33 85.00 93.6 82.25 90.00 95.9 81.11 95.00 9