3.456万吨年苯—甲苯连续精馏装置工艺设计.doc

1、一、 设计说明书题目: 3.456(万吨/年) 苯 - 甲苯连续精馏装置工艺设计说明书二、 设计任务及条件(1).处理量: (3000本班学号300) Kg/h (每年生产时间按7200小时计);(2). 进料热状况参数：( 2班)为0.20,(3). 进料组成: ( 2班) 含苯为25(质量百分数), (4).塔底产品含苯不大于2(质量百分数);(5). 塔顶产品中含苯为99(质量百分数)。 装置加热介质为过热水蒸汽(温度及压力由常识自行指定), 装置冷却介质为25的清水或35的循环清水。三、 设计说明书目录(主要内容) 要求1) 前言（说明设计题目设计进程及自认达到的目的），2) 装置工艺

2、流程(附图) 及工艺流程说明3) 装置物料衡算4) 精馏塔工艺操作参数确定5) 适宜回流比下理论塔板数及实际塔板数计算6) 精馏塔主要结构尺寸的确定7) 精馏塔最大负荷截面处T-1型浮阀塔板结构尺寸的确定8) 装置热衡算初算确定全凝器、再沸器型号及其他换热器型号9) 装置配管及机泵选型10) 适宜回流比经济评价验算(不少于3个回流比比较)11) 精馏塔主要工艺和主要结构尺寸参数设计结果汇总及评价12) 附图 : 装置工艺流程图、装置布置图、精馏塔结构简图(手绘图)。四、 经济指标及参考书目1) 6000元/(平方米塔壁)(塔径1.11.4m乘1.3, 塔径1.51.8m乘2.0, 塔径1.9m

3、以上乘2.8),2) 4500元/(平方米塔板),3) 4000元/(平方米传热面积),4) 16元/(吨新鲜水), 8元/(吨循环水),5) 250元/(吨加热水蒸汽), 设备使用年限10年, 6) 装置主要固定资产年折旧率为10% , 银行借贷平均年利息12.5%。7) 夏清 陈常贵主编化工原理(上. 下) 册修订本【M】天津; 天津大学出版社20058) 贾绍文 化工原理课程设计【M】天津; 天津大学出版社2002目录一、前言 .52.1 处理量确定.52.2 设计题目与进程.52.3 概述.5 2.4设计方案.5 2.4.1塔设备的工业要求.5 2.4.2工艺流程如下.6 2.4.3流

4、程的说明 .6三、精馏塔设计.6 3.1工艺条件的确定.6 3.1.1苯与甲苯的基础数据.6 3.1.2温度的条件.7 3.1.3操作压力选定.73.2精馏塔物料恒算.7 3.2.1摩尔分数.7 3.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔量.7 3.2.3质量物料恒算与负荷计算及其结果表.83.3塔板数计算.8 3.3.1.理论塔板数.8 3.3.2做X-Y曲线.8 3.3.3求Rmin.8 3.3.4求理论塔板数.8 3.3.5求平均塔效率ET.8 3.3.6求实际塔板数.83.4有关物性数据的计算 (以精馏段R1为例).9 3.4.1平均压力计算.9 3.4.2平均摩尔质量计算.9 3.4

5、.3平均密度计算.9 3.4.4液体平均表面张力计算.9 3.3.2.5液体的平均粘度.103.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算.10 3.5.1负荷计算.10 3.5.1.1摩尔计算：.10 3.5.1.2同理得质量计算：.10 3.5.1.3 不同回流比的负荷结果.10 3.5.1.4 Vs和Ls计算.10 3.5.2塔径的计算.10 3.5.3精馏塔有效高度的计算.11 3.5.4塔顶、塔底空间.11 3.5.4.1塔顶空间HD .11 3.5.4.2塔底空间HB .11 3.5.5塔壁厚计算.12 3.6.F1型浮阀塔板设计 .12 3.6.1溢流装置.12 3.6.1.1.堰长lw.12

6、3.6.1.2.出口堰高hw.12 3.6.1.3弓形降液管宽度Wd和面积Af：.12 3.6.1.4降液管底隙高度ho.12 3.6.2塔板布置及浮阀数目与排列.12 3.6.3塔板流体力学验算.13 3.6.3.1气相通过浮阀塔板的压强降.13 3.6.3.2淹塔.14 3.6.3.3雾沫夹带.14 3.6.4塔板的负荷性能.14 3.6.4.1雾沫夹带线.15 3.6.4.2液泛线.15 3.6.4.3液体负荷上限线.15 3.6.4.4漏夜线.16 3.6.4.5 液相负荷下限线.16 3.7.操作弹性计算.16四.热平衡确定热换器.16 4.1.塔顶全凝器.16 4.1.1热负荷Qc

7、 .16 4.1.2传热面积A.17 4.1.2.1求平均温度.17 4.1.2.2 K值选定.17 4.1.2.3传热面积A.17 4.1.3 循环水的用量计算.17 4.1.4热换器选用.17 4.2.塔底再沸器.18 4.2.1热负荷QB.18 4.2.2传热面积A.18 4.2.2.1求平均温度.18 4.2.2.2传热面积A计算.184.2.3 过热蒸汽的用量.184.2.4再沸器的选用.184.3.原料预热器 .19 4.3.1求平均温度.194.3.2 求比热和传热的热量.19 4.3.3塔底产品预热给的热量.194.3.3 传热面积和过热蒸汽的用量计算.194.3.4 预热器选

8、用.194.4塔釜产品冷却器.19五、经济估算.20 5.1 塔主要设备经费计算（R1为例）.20 5.1.1塔壁面积计算.20 5.1.2塔板面积计算.20 5.1.3主要塔设备费用计算.20 5.1.4固定资产折旧费用.20 5.2 主要操作费计算（10年）（R1为例）.20 5.2.1.清水用量费用.20 5.2.2 过热蒸汽的用量费用.20 5.2.3设备费用和操作费用的总费用p.21 5.2.4 银行利息后的总成本P总 .21 5.3回流比的选择.21六、精馏塔附件及其重量计算.21 6.1.储罐.21 6.2.精馏塔接管尺寸.21 6.2.1进料管线管径.21 6.3.泵的选用.2

9、2 6.4精馏塔重量计算.22七设计结果一览表.23八.个人总结及对本设计的评述.24九.参考文献.24十、附图.25-32一、前言化工原理课程设计是理论系实际的桥梁，是让学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，要求我们能够综合运用化工原理上下册的基本知识，进行融汇贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到以化工单元操作为主的化工设计的初步训练。通过课程设计，我们了解到工程设计的基本内容，掌握典型单元操作设计的主要程序和方法，培养了分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使我们树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。二、设计方案的确定 2.1 处理量确定依设计任务书可知，处理量为:300+6*300=4800Kg/h,4800*7200=3.456万吨/年 2.2 设计题目与设计进程该次设计题目为：3.456万吨/年苯甲苯连续精馏装置工艺设计。本次设计为俩周，安排如下：表2-1. 进程表找数据与上课全部设计计算画图写说明书第一周的周一、二第一周的周三到周日第二周的周一到周四剩余时间 2.3概述 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔大致可分为两类：有降液管的塔板和无降液管的塔板。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀