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化工原理课程设计说明书
题 目：355吨/天芳烃分离精馏塔设计
学生姓名： 学 号：
专业班级：化学工程与工艺 班 指导教师：刘相
2014年 09月 05日
中国石油大学（华东）化工原理课程设计
化工原理课程设计任务书
专业班级： 化工1103 学号： 学生： 一 、题目
设计一连续操作精馏装置，用以分离苯(A)、甲苯(B)、乙苯(C)混合物。 二、原始数据 1、原 料
处理量： 355吨/天
组成（质量分率）：A:0.454， B:0.206， C:0.34 进料状态（气化分率）： e=0.2 2、 产品要求
塔顶产品： A收率＞99% 塔底产品： B收率＞98% 三、 设计要求
1. 用Mathcad 、Excel或手算完成塔的简捷计算及塔板设计、换热器等的选用
2. 若在设计前已完成Aspen plus或ProⅡ软件的学习，采用软件完成塔的严格设计 3. 用Autocad绘制流程简图、浮阀排列图、塔体总图及塔盘装配图 4. 说明书（电子版）
5. 提交电子版文档及纸版：设计说明书、计算源程序、图纸
发出日期 2014 年8 月18日 交入日期 2014年9月5日
指导教师：刘相
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中国石油大学（华东）化工原理课程设计
摘要
通过化工原理课程设计，培养综合运用相关的知识、查阅相关的手册和进行化工设备初步设计的能力。根据化工原理课程设计任务书的要求，设计一个板式精馏塔，用以分离异丁烷、正丁烷、异戊烷和正戊烷。设计共分为五部分：
工艺设计、塔板设计、塔体设计、附属设备选用和绘图。另外还有通过相关的化工过程模拟软件进行模拟，使得所设计的板式精馏塔达到要求的分离精度。 关键字：板式精馏塔、工艺计算、塔板设计、塔体设计
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中国石油大学（华东）化工原理课程设计
化工原理课程设计任务书.................................................2 1 前言.................................................................6
1.1 化工原理课程设计的目的和要求...................................6 1.2 化工原理课程设计的内容.........................................6 1.3 课程设计过程中应注意的问题.....................................6 2 工艺流程简图.........................................................7 3 物料衡算和操作条件...................................................8
3.1 全塔的初步物料横算.............................................8 3.2 塔的适宜工作条件...............................................9
3.2.1 操作压力的计算...........................................9 3.2.2 操作温度的计算..........................................10 3.3 确定回流比、塔板数及进料位置..................................11
3.3.1 最小回流比和最小理论塔板数的确定........................11 3.3.2 塔板效率的确定..........................................12 3.3.3 理论塔板数NT与回流比R的确定...........................13 3.3.4 实际塔板数Np及进料位置的确定...........................14 3.4 验证清晰分割..................................................15 3.5 严格法计算....................................................15 4 热量衡算............................................................18
4.1 塔顶冷凝器的热负荷Qc .........................................18
4.1.1 塔顶冷凝罐的焓值........................................19 4.1.2 塔顶各组分的焓值........................................19 4.1.3 进料各组分的焓值........................................19 4.1.4 塔底各组分的焓值........................................20 4.2 塔顶产品带出热量 QD..................................20 4.3 进料带入热量QF ...............................................20 4.4 塔顶产品带出热量QW ...........................................20 4.5 塔底再沸器的热负荷QB .........................................20 4.6 散热于周围的热量QL ...........................................20 4.7 冷却水及加热蒸汽用量..........................................20 5 塔板设计............................................................21
5.1 塔径的设计....................................................21
5.1.1 计算精馏段塔径..........................................22 5.1.2 计算提馏段塔径..........................................25 5.2 塔板的设计....................................................29
5.2.1 溢流装置的设计..........................................29 5.2.2 溢流堰的尺寸设计........................................29 5.2.3 受液盘的设计............................................31 5.2.4 降液管的设计............................................31 5.3 塔板布置......................................................32
5.3.1 浮阀的阀型..............................................32 5.3.2 浮阀排列................................................32 5.3.3 开孔率..................................................33
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