武汉工程大学化工课程设计报告

课程设计说明书武汉理工大学化学工业制药学院课程设计书课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计专业级十二级化学工程和技术01级学生学号1206211931学生名朱思盟学生的成绩指导教师孙董课题工作时间2014-12-22至1月5日武汉工程大学化工制药学院化学工业制药学院课程设计担当书专业化学工程和技术班12级01班学生名朱思盟问题时间： 2014年12月20日一、课题名称苯-乙苯精馏装置的工艺设计二、课题条件(文献资料、仪器设备、指导能力)文献资料：1 .陈敏恒.化工原理M .北京：化工出版社，20022 .王志魁.化工原理第三版M .北京：化工出版社，20053 .王国胜.化工原理课程设计M .大连：大连理工大学出版社，2005路秀林.塔设备设计M .北京：化工出版社，2004汪镇安.化工技术设计手册M .北京：化工出版社，2003王松汉.石油化工设计手册(第3卷) M .北京：化工出版社，2002周军.化工技术制图M .北京：化工出版社，2005动国柱，史启才.化工单位过程和设备课程的设计M .北京：化工出版社，2002汤善甫，朱思明.化工设备机械基础M .上海：华东理工大学出版社，2004朱有庭，曲文海，浦义.化工设备设计手册上下卷M .北京：化工出版社，2004贾绍义、柴诚敬.化工原理课程设计M .大连：天津大学出版社，2005三、设计任务某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含苯和乙苯的混合物。 经过水解、水洗等工序得到烃化液。 烃化液循环使用精馏分离的苯，从除去苯的烃化液中分离乙苯，作为生成苯乙烯的原料使用。 目前，正在寻求采用常规精馏方法从烃化液中分离苯的精馏装置的设计。1 .确定设计方案是根据设计任务书提供的条件和要求，通过现有生产现场调查和现有资料的分析比较，选择合适的工艺方案和设备类型，确定工艺流程。 简述选定的工艺流程、主要设备型号。2 .主要设备的工艺设计计算包括工艺参数的选择、仿真设计计算、设备的工艺尺寸计算和结构工艺设计。3 .典型辅助设备的选择和计算包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选择。4 .制作带控制点的工艺流程图A2号的图纸，以单线图的形式制作，显示主机设备和辅助设备的材料流动、物流量和主要化工参数的测量点。5 .制作主机设备工艺条件图A1号图纸，图纸包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和喷嘴表。四、设计所需的技术参数供给量为9200kg/h的材料在20下以压力为0.14Mpa预热至泡点的状态下供给，供给组成(质量分率):苯0.516、乙苯0.484。 塔顶馏出苯液中的苯含量要求为98.5%以上(质量分数，以下相同)，釜液中的苯含量要求不足1.5%。 塔顶馏出液和釜液需要降低到40。 塔顶全冷凝器压力为常压0.1013MPa。全班同学按名单号码顺序排成两人一组。 第一组供给组成(质量分数):苯0.596、乙苯0.404，组数增加1时，苯的质量分数减少0.002，乙苯的质量分数减少0.002。 第一组的供给量为9250kg/h，组数增加1个时流量增加50kg/h等，其他条件不变。五、设计说明书的内容1 .封面2 .任务书3 .成绩评定表4 .目录5 .概要(精馏操作对塔设备的要求、设计原则和程序、精馏过程模拟计算方法)6 .工艺流程方案的说明和论证7 .精馏塔的模拟设计计算和操作条件的选择(塔板数、供给位置、操作压力、回流比)8 .精馏塔主体工艺尺寸的计算和结构设计(塔高、塔径、降液管和溢流堰尺寸、浮阀数或网数和排列方式、塔板流动性能的检查和负荷性能图)。9 .辅助设备的选择和计算(管路设计和泵、油箱、再沸器、电容器选择)10 .设计结果概要(主要设备的特性数据、设计时规定的主要操作参数、各种材料的量和状态、能耗指标及附属设备的规格、型号和数量)。11 .关于设计过程的回顾和问题的讨论12 .主要符号的说明13 .参考文献六、进展计划1 .查阅文献资料，初步确定设计方案和设计内容，3天2、按设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，23天3 .制作设计说明书，两天4 .制作工艺流程图和最终组装图、抗辩，23天指导教师：孙董，2014年12月20日学科部(教室)主任：杜治平2014年12月20日化学工业制药学院课程设计综合成绩评定表学生姓名学生班设计主题朱思盟化工01班苯-乙苯精馏装置的工艺设计指导教师的评论指导教师：孙董2014年12月20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状况答辩情况项目权重分数项目权重分数1 .计算和绘图能力351 .回答问题的能力202 .综合运用专业知识能力102 .表现能力(逻辑性、条理性)103 .运用计算机能力和外语能力104 .查阅资料，运用工具书的能力55 .独立完成设计能力56、书写情况(文字能力、清洁)5综合成绩指导教师：孙董学科部主任：杜治平2014年12月20日目录摘要1Abstract2一、概要41.1精馏操作对塔设备的要求41.2板式塔的类型41.2.1泡罩塔41.2.2筛板塔51.2.3浮塔51.3精馏过程模拟计算方法6二、工艺流程方案的说明和论证72.1设计方案72.2设计方案的确定和流程说明72.2.1选塔依据72.2.2加热方式72.2.3选择适当回流比72.2.4回流方式72.3操作流程的说明8三、精馏塔的模拟设计计算与操作条件选择93.1精馏塔全塔物料平衡计算93.1.1原料液、塔顶及塔底制品摩尔分数93.1.2资料平衡供给流量103.1.3馏出液流量103.1.4回流比的决定103.2主要数据参数的计算113.2.1苯-乙基苯系统t-x-y数据113.2.2温度的计算123.2.3相对挥发度的计算133.2.4粘度的计算133.3理论塔的计算143.4塔径的初步设计143.4.1表面张力的计算143.4.2密度的计算143.4.3塔径的计算15四、精馏塔主体工艺尺寸计算与结构设计174.1溢流装置计算174.1.1堰长的计算174.1.2堰高的计算174.1.3弓下降液管的宽度和截面积184.1.4下行管的底隙高度194.2搁板的结构尺寸、浮阀的数量和排列194.2.1架子的结构尺寸194.2.2浮阀的数量和排列204.2.3浮阀的数量和排列204.3搁板的流体力学管理214.3.1气相通过浮子阀架压力降214.3.2液体泛化224.3.3雾中带234.3.4漏液234.4架载荷性能图244.4.1雾中线244.4.2液体泛线244.4.3液相负载上限线244.4.4漏液线244.4.5液相负载下限线254.4.6架载荷性能图254.5操作弹性264.6塔高264.5.1塔顶空间274.5.2检修孔数274.5.3塔底空间27五、辅助设备的选择和计算285.1管路尺寸设计285.2泵的选型315.3预热器计算315.4全凝器计算325.5重沸器的计算335.6法兰345.7裙座34六、设计结果概要356.1主要设备的特性数据356.2附属设备的规格型号366.3设计时规定的主要操作参数36七、关于本设计的回顾和问题的讨论377.1本设计的回顾377.2关于问题的讨论38八、主要符号说明39参考文献40摘要化工原理本次课程设计任务是苯乙苯连续分离过程浮法板精馏塔设计。 供给量为9800kg/h的材料以预热至20且压力为0.14Mpa的泡点的状态供给，供给组成(质量分率):苯0.618、乙苯0.382。 塔顶馏出苯液中的苯含量要求为98.5%以上(质量分数，以下相同)，釜液中的苯含量要求不足1.5%。 塔顶馏出液和釜液需要降低到40。 塔顶全冷凝器压力为常压0.1013MPa。本次设计过程的主要设计内容包括：设计方案的确定、全塔材料平衡计算、最小回流比和实际回流比的确定、理论架数和实际架数的求解、塔径和架工艺尺寸计算、流体力学性能检验和负荷性能图、塔结构和其他附属设备的设计等。 以上设计内容的主要设计结果为： R/Rmin=1.5，实际架数20枚，总塔效率46.1%，塔径1.2m的架堰长0.84米，堰的高0.0587米，架板的实际网数为117个，操作弹性为3.24等。关键词：苯-乙苯全塔效率浮阀数操作的灵活性Abstractchemical engineering principles thiscortrusisdectionforthedesingforthefortationvalveleveltprationconinthepro nuoussepart hatis 9800 kg/hhshourdbeinthebubblepointstatuswiththepressof0. 14 MPa和temperatureof20和theinternationmaterialconsistof (质量结构) : Benzene is 0.618，ethylebenzenesis 0.382.inthetopoftower其中包括98.5%以上的benzene(massfraction，similarly hereinafter )， 高于residue1.5%的benzene.thedistillateandonthetopoftowershoulddecreaseto 40. fulldcondenseronthetopoftowershouldintheatospherethemaincontentofthisdesignprocessmainlyfocuseson : thedesignschemedetermination， overalltotalmaterialbalance theminitionrefrulrgurrationandactualrefluxratio， thethethethethetheoreticalltowerplatenumberandtheactualnumberofplatecalculation thecomplicationofprocessdimentionclonrecomm 设计oftowerstr