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专 业： 生物技术及应用 指导老师： 蒋 悦设 计 者： 谭 明 成都纺织高等专科学校 2012年5月31 日2012年6月29日前 言课程设计是“化工基础”的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关课程的基础知识来解决某一设计任务的一次训练了，在整个教学计划中它起着培养学生独立工作能力的重要作用。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，精馏过程在能量剂驱动下，使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中个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以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溶液连续精馏筛板塔德设计，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。针对工业生产中苯甲苯溶液二元物系中进行苯的提纯精馏方案，根据给出的原料性质及组成、产品性质及组成，对精馏塔进行设计和物理衡算组成。通过设计核算及试差计算初步确定精馏塔的进料、塔顶、塔底操作条件及物料组成。同是对精馏塔的基本结构包括塔的主要尺寸进行了计算和选型，对塔顶冷凝器、塔底再沸器、相关管道尺寸及储罐等进行了计算和选型。再计算设计过程中参考了有关化工原理、化工工程手册、冷换设备工艺计算手册、炼油设备基础知识、石油加工单元过程原理等方面的资料，为精馏塔德设计计算提供了技术支持和保证。通过对精馏塔设计和物料衡算等方面的计算，进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度，开阔了视野，提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力，为今后在工作中进一步发挥作用打下了良好基础。目 录第一部分 设计任务（ ）第二部分 设计内容（ ）第一章 概 述（ ）1.1 工艺流程图（ ）1.2 流程说明 （ ）1.3 主要设备类型 （ ）第二章 已知工艺条件 （ ） 2.1 苯甲苯的t-y-x图象（ ）2.2 给定条件换算 （ ）2.3 各温度下的物理性质（ ）第三章 确定塔板数（ ）3.1 苯甲苯气液平衡线（ ）3.2 进料热状态参数求取进料（ ）3.3 回流比的确定 （ ）3.4 由作图法求塔板数（ ）第四章 塔径及塔高的设计 （ ）4.1 有关参数平均值计算 （ ）4.2 塔体工艺计算（ ）4.3 塔板主要工艺尺寸计算 （ ）4.4 塔板流体力学验算（ ）第五章 塔板负荷性能图（ ）5.1 漏液线（ ）5.2 液沫夹带线 （ ）5.3 液相负荷下限线 （ ）5.4 液相负荷上限线（ ）5.5 液泛线 （ ）5.6 板负荷图（ ）5.7 操作弹性（ ）第六章 塔板附属设备（ ）6.1 塔顶蒸汽出口接管（ ）6.2 塔底残留液出口接管 （ ）6.3 塔进料口接管 （ ）6.4 塔顶回流液入塔接管（ ）6.5 塔底再沸器蒸汽回流入塔接管 （ ）6.6 冷凝器选取（ ）第三部分 参考文献【1】 柴诚敬，化工原理（上册、下册）.北京：高等教育出版社，2005.【2】 王松汉主编：石油化工设计手册，化学工业出版社，2002【3】 梁中英，化工原理。北京：中国医药科技出版社，2002.【4】 张弓，化工原理（上册，下册）。北京：化学工业出版社，2000【5】 王国胜. 化工原理课程设计M. 大连：大连理工大学出版社，2005【6】 杨同舟.食品工程原理.北京：中国农业出版社，2001【7】 匡国柱，史启才. 化工单元过程及设备课程设计M. 北京：化学工业出版社，2005【8】 时钧等主编：化学工程手册，化学工业出版社，1996第一部分 设计任务一、 设计题目：苯甲苯连续精馏塔的设计二、 任务要求：1. 设计一连续精馏塔以分离苯和甲苯，具体工艺参数如下：原料苯含量： 质量分率（30+0.510）=35.0 原料处理量： 质量流量（10+0.110）=11.0 t/h 产品要求：质量分率： XD96 ， XW1 进料组成（mol）：组份苯 甲苯处理量组成35.0%75.0%11.0t/h2. 工艺操作条件：常压精馏，操作压力4kPa（塔顶表压），单板压降0.7kPa，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=(1.22)Rmin三、主要内容1. 确定全套精馏装置的流程，绘出流程示意图，表明所需的设备、管线及有关控制和观测所需的主要仪表与装置。2. 精馏塔的工艺计算与结构设计：1） 物料衡算确定理论板数和实际板数；2） 按精馏段首、末板，提馏段首、末板计算塔径并圆整；3） 确定塔板和降液管结构；4） 按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核，并对特定板的结构进行个别调整；5） 进行全塔优化，要求操作弹性大于2。3. 估算塔高；4. 估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积。5. 绘制塔板结构图（用计算纸或绘图纸）6. 列出设计参数总表。四、设计过程1. 准备工作：查阅资料、手册等有关物性数据2. 选择设计方案：包括工艺流程以及主要设备形式的选择。3. 主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备工艺尺寸计算。4. 辅助设备的选型和计算：包括辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。5. 设计论证：包括计算结果的反复校核、技术上的可行性、生产上的安全性以及经济上的合理性。6. 工艺流程简图的绘制：包括物料流向以及化工参数测量点的标注。7. 主要设备 结构简图的绘制：包括工艺尺寸、技术特性表和接管表。8. 编写设计说明书： 包括以下几项：前言；目录；设计题目（任务书）；设计计算与说明；设计方案的说明