化⼯原理课程设计化⼯原理课程设计题⽬：姓名：班级：学号：指导⽼师：设计时间：序⾔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。本设计的题⽬是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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。⽬录⼀、化⼯原理课程设计任书(3)⼆、设计计算(3)1.设计⽅案的确定(3)2.精馏塔的物料衡算(3)3.塔板数的确定(4)4.精馏塔的⼯艺条件及有关物性数据的计算(8)5.精馏塔的塔体⼯艺尺⼨计算(10)6.塔板主要⼯艺尺⼨的计算(11)7.筛板的流体⼒学验算(13)8.塔板负荷性能图(15)9.接管尺⼨确定(30)⼆、个⼈总结(32)三、参考书⽬(33)（⼀）化⼯原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书⼀、设计题⽬：设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔⼆、设计任务及操作条件1、设计任务：物料处理量：7万吨／年进料组成：37％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥95％塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压⼒：kPa平均操作温度：94℃回流⽐：⾃选单板压降：<=kPa⼯时：年开⼯时数7200⼩时化⼯原理课程设计三、设计⽅法和步骤：1、设计⽅案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对⽐，选定适宜的流程⽅案和设备类型，初步确定⼯艺流程。对选定的⼯艺流程，主要设备的形式进⾏简要的论述。2、主要设备⼯艺尺⼨设计计算（1）收集基础数据（2）⼯艺流程的选择（3）做全塔的物料衡算（4）确定操作条件（5）确定回流⽐（6）理论板数与实际板数（7）确定冷凝器与再沸器的热负荷（8）初估冷凝器与再沸器的传热⾯积（9）塔径计算及板间距确定（10）堰及降液管的设计（11）塔板布置及筛板塔的主要结构参数（12）塔的⽔⼒学计算（13）塔板的负荷性能图（14）塔盘结构（15）塔⾼（16）精馏塔接管尺⼨计算3、典型辅助设备选型与计算（略）包括典型辅助设备（换热器及流体输送机械）的主要⼯艺尺⼨计算和设备型号规格的选定。4、设计结果汇总5、⼯艺流程图及精馏塔⼯艺条件图6、设计评述四、参考资料《化⼯原理课程设计》天津⼤学化⼯原理教研室，柴诚敬刘国维李阿娜编；《化⼯原理》（第三版）化学⼯业出版社，谭天恩窦梅周明华等编；《化⼯容器及设备简明设计⼿册》化学⼯业出版社，贺匡国编；《化学⼯程⼿册》上卷化学⼯业出版社，化⼯部第六设计院编；《常⽤化⼯单元设备的设计》华东理⼯出版社。⼆、设计计算1.设计⽅案的选定及基础数据的搜集本设计任务为分离苯⼀甲苯混合物。由于对物料没有特殊的要求，可以在常压下操作。对于⼆元混合物的分离，应采⽤连续精馏流程。设计中采⽤泡点进料，将原料液通过预热器加热⾄泡点后送⼈精馏塔内。塔顶上升蒸⽓采⽤全凝器冷凝，冷凝液在泡点下⼀部分回流⾄塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送⾄储罐。该物系属易分离物系，最⼩回流⽐较⼩，故操作回流⽐取最⼩回流⽐的2倍。塔底设置再沸器采⽤间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送⾄储罐。其中由于蒸馏过程的原理是多次进⾏部分汽化和冷凝，热效率⽐较低，但塔顶冷凝器放出的热量很多，但其能量品位较低，不能直接⽤于塔釜的热源，在本次设计中设计把其热量作为低温热源产⽣低压蒸汽作为原料预热器的热源之⼀，充分利⽤了能量。塔板的类型为筛板塔精馏，筛板塔塔板上开有许多均布的筛孔，孔径⼀般为3~8mm，筛孔在塔板上作正三⾓形排列。筛板塔也是传质过程常⽤的塔设备，它的主要优点有：(１)结构⽐浮阀塔更简单