化工原理课程设计报告泡罩塔.docx

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化工原理课程设计报告泡罩塔

中文摘要……………………………………………………………………………7

英文摘要……………………………………………………………………………8

1引言………………………………………………………………………………9

1.1二元混合精馏概述…………………………………………………………9

1.2泡罩塔简介…………………………………………………………………10

1.3设计方案的确定……………………………………………………………10

1.4操作流程……………………………………………………………………10

1.5精馏塔的设计步骤…………………………………………………………11

2塔的工艺参数计算……………………………………………………………12

2.1主要基础数据……………………………………………………………12

2.1.1苯和甲苯的物理性质…………………………………………………12

2.1.2常压下苯—甲苯的气液平衡数据………………………………………12

2.1.3饱和蒸汽压…………………………………………………………12

2.1.4苯与甲苯的液相密度……………………………………………………13

2.1.5液体表面力……………………………………………………………13

2.1.6液体黏度…………………………………………………………………13

2.1.7液体气化热………………………………………………………………13

2.2精馏塔的物料衡算…………………………………………………………13

2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率…………………………………13

2.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量……………………………14

2.2.3物料衡算…………………………………………………………………14

2.3塔板数的确定………………………………………………………………14

2.3.1理论塔板数的求取…………………………………………………14

2.3.1.1y—x图及t—x—y…………………………………………………14

2.3.1.2最小回流比及操作回流比…………………………………………16

2.3.1.3理论板数……………………………………………………16

2.3.2全塔效率……………………………………………………………16

2.3.3实际塔板数N……………………………………………………………16

2.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算………………………………17

2.4.1操作压强……………………………………………………………17

2.4.2操作温度……………………………………………………………17

2.4.3平均摩尔质量………………………………………………………17

2.4.4平均密度……………………………………………………………18

2.4.4.1气相平均密度…………………………………………………18

2.4.4.2液相平均密度计算…………………………………………………18

2.4.5液体平均表面力…………………………………………………19

2.4.6液体平均黏度………………………………………………………20

2.5气液负荷计算………………………………………………………………21

3精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算……………………………………………21

3.1泡罩数计算…………………………………………………………………22

3.2塔径的计算…………………………………………………………………22

3.3鼓泡面积……………………………………………………………………22

3.4溢流装置的计算……………………………………………………………23

3.4.1.堰长…………………………………………………………………23

3.4.2堰上液层高度………………………………………………………23

3.4.3堰高及等…………………………………………………………23

3.5降液管计算…………………………………………………………………24

3.6塔盘布置……………………………………………………………………24

4塔板的流体力学计算……………………………………………………………24

4.1液面落差……………………………………………………………………25

4.2动液封hds……………………………………………………………………26

4.3压降…………………………………………………………………………26

4.4雾沫夹带验算………………………………………………………………29

4.5排空时间……………………………………………………………………30

4.6塔板负荷性能曲线…………………………………………………………30

4.6.1雾沫夹带线……………………………………………………………30

4.6.2液泛线…………………………………………………………………31

4.6.3液体负荷上、下限线…………………………………………………32

4.6.4漏液线（气象脉动线）………………………………………………33

4.6.5液相负荷下限线………………………………………………………33

5塔附件设计……………………………………………………………………35

5.1接管………………………………………………………………………35

5.1.1进料管的管径…………………………………………………………35

5.1.2回流管…………………………………………………………………35

5.1.3塔釜出料管……………………………………………………………36

5.1.4塔顶蒸汽出料管………………………………………………………36

5.1.5塔釜进气管………………………………………………………………36

5.1.6法兰………………………………………………………………………36

5.2筒体封头……………………………………………………………………37

5.2.1筒体………………………………………………………………………37

5.2.2封头………………………………………………………………………37

5.3除沫器…………………………………………………………………………37

5.4裙座……………………………………………………………………………38

5.5吊柱……………………………………………………………………………38

5.6人孔……………………………………………………………………………39

6塔总体高度的设计………………………………………………………………39

6.1塔的顶部空间高度……………………………………………………………39

6.2塔的底部空间高度……………………………………………………………39

6.3塔立体高度……………………………………………………………………39

7附属设备设计……………………………………………………………………40

7.1冷凝器的选择…………………………………………………………………40

7.1.1热负荷QC的计算…………………………………………………………40

7.1.2冷却水用量……………………………………………………………40

7.1.3总传热系数……………………………………………………………40

7.1.4泡点回流时的平均温差………………………………………………40

7.1.5换热面积………………………………………………………………40

7.2再沸器的选择…………………………………………………………………40

7.2.1热负荷…………………………………………………………………40

7.2.2加热蒸汽用量…………………………………………………………41

7.2.3平均温差………………………………………………………………41

7.2.4换热系数K…………………………………………………………………41

8风载荷和风弯矩……………………………………………………………………41

8.1风载荷………………………………………………………………………41

8.2风弯矩…………………………………………………………………………42

9地震载荷的计算…………………………………………………………………44

9.1塔的自震周期…………………………………………………………………44

9.2地震载荷计算…………………………………………………………………44

10设计结果一览表…………………………………………………………………45

心得体会……………………………………………………………………………48

参考文献……………………………………………………………………………49

板式精馏塔设计

摘要：

本设计采用泡罩精馏塔分离苯-甲苯溶液。

通过对原料产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对苯-甲苯精馏工艺流程和主体备设计。

苯-甲苯溶液为理想物系，利用作图法求出最小回流比为0.9753，理论板数为14块，计算出全塔效率为52%，实际板数为27块，其中精馏段10块，提馏段17块，进料位置为第11块。

得到精馏塔的塔径为2.6米，总高15.748米；精馏段操作弹性为2.59，提馏段操作弹性为3.77，通过泡罩塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。

强度校核表明，该精馏塔满足强度、刚度及稳定性等要求。

关键词：

苯-甲苯溶液，精馏，泡罩塔设计，最小回流比

Abstract:

AblisterdistillationtowerisdesignedtoseparateBenzeneandToluene.Thedesignincludesdeterminationofthedistillationprocess,optimalrefluxratiothrougheconomicaccounting,calculationofthedistillationcolumnsizeandselectionofauxiliaryequipment.TheBenzene-Toluenesolutionisaidealphysicalsystem.Theminimumrefluxratiowas0.9753inmappingmethod.Thetheoreticalplatenumberwas14,theefficiencyoftherectifyingsectionis52%,theactualplatenumberwas27,ofwhichtherectifyingsection10andthestrippingsection17,thefeedinglocationisthe11thplate.Thediameterofdistillationtoweris2.6meters,thetotalheightoftoweris15.748meters;theoperatingflexibilityoftherectifyingsectionis2.59andofthestrippingsectionis3.77.Throughcalculatingthefluidmechanicsofthefloatvalvetowere