设计任务书

一、设计题目

分离苯和甲苯混合物的浮阀塔设计

二、设计任务及操作条件

1、混合物流量F=5kg/s，其中易挥发组分含量为35%（质量比）；

2、要求塔顶馏出液中含苯98%，塔釜残液中含苯不大于1.7%；

3、塔内为常压操作；

4、进料热状况为泡点饱和液体进料；

5、塔顶为全凝器，泡点回流。冷却水进出冷凝器的温度分别为20℃和30℃；

6、再沸器用绝压为200kpa的饱和蒸汽加热，在泡点下排出；

7、总板效率为50%；

8、采用F1型浮阀塔。

三、设计内容

1、设计方案的选择及流程的确定；

2、塔的物料衡算、热量衡算；

3、塔的主要工艺尺寸的确定；

（1） 塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定；

（2） 塔板的流体力学验算；

（3） 塔板的负荷性能图。

4、辅助设备的选型与计算；

5、绘制工艺流程图（2号图一张）

6、绘制浮阀塔的设备图（1号图一张）；

目录

1. 概述 3

1.1课程设计任务要求

1.2设计方案的选择及论证 4

2. 浮阀塔的工艺计算

2.1  物料衡算

2.2  物性参数的计算 8

2.3  最小回流比、适宜回流比、理论及实际板数与有效段塔高的计算

2.4  塔径计算

2.5  溢流装置

2.6  塔板布置及浮阀数目与排列

2.7  流体力学验算

2.8  塔板负荷性能图 23

2.9  热量恒算

3. 设计结果汇总表

3.1  物料衡算表

3.2  浮阀塔板工艺设计计算结果

3.3  热量衡算表 30

4. 辅助设备计算及选择 31

4.1  主要接管尺寸的选择 31

4.2  法兰 32

4.3  筒体、封头与裙座

4.4  塔高的计算 33

4.5  除沫器 34

5. 总结

附录

参考文献

摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，苯-甲苯的物性相差不是很大，用蒸发、萃取的方法是不可行的，所以我们一般选用精馏的方式来分离苯和甲苯。本次设计选用的精馏设备为浮阀塔，其具有生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、造价低等特点。本文主要从方案的选择、重要参数的确定、塔的工艺计算、塔的附件设计等几个方面设计并分析了分离苯-甲苯的浮阀塔。

Abstract: Distillation is one of the most common unit operations that is a separation of a liquid mixture , benzene and toluene's physical difference is not great, evaporation and extraction method are not feasible, so we generally use distillation to separate benzene and toluene . The float valve tower is selected as distillation equipment in this design, which has production capacity, operating flexibility, high tray efficiency, and low cost. In this paper, the selection of the scheme, the determination of the important parameters, the calculation of the tower, the design of the tower, and the design of the tower are analyzed.

1. 概述

1.1 设计的目的及意义

化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。

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，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），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各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采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。

1.2 设计方案的选择及论证

1.2.1操作条件

（1）操作压力

蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。当物性无特殊要求时，一般是在稍高于大气压下操作，因为在塔径相同的情况下，适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。但考虑到规模与能耗以及首次设计计算的方便，本设计中采用常压操作。

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