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中国石油大学（华东）化工原理课程设计
5.4 塔板布置......................................................33 5.5 塔板的流体力学校核............................................35
5.5.1 塔板压降................................................35 5.5.2 雾沫夹带量..............................................36 5.5.3 降液管内液面高度........................................37 5.6 塔板的负荷性能图..............................................39 6 塔体的初步认识......................................................43
6.1 筒体的设计....................................................43 6.2 封头设计......................................................44 6.3 人孔和手孔设计................................................44 6.4 塔高..........................................................44 6.5 接管的设计....................................................45
6.5.1 塔顶蒸汽出口管径dv .....................................45 ...........................................45 6.5.2 回流管管径dR
6.5.3 进料管管径df ...........................................45
6.5.4 塔底出料管管径..........................................46 6.5.5 塔底至再沸器的接管管径..................................46 6.5.6 重沸器返塔联接管管径....................................46
7 塔的辅助设备选用....................................................47
7.1 塔顶冷凝器的选用..............................................47
7.1.1 初选塔顶冷凝器..........................................47 7.1.2 核算管程压力............................................50 7.1.3 核算壳层压力............................................51 7.2 换热器模拟结果................................................52
7.2.1 冷凝器模拟..............................................52 7.2.2 再沸器模拟..............................................53
8 设计结果汇总图......................................................54 9 总结................................................................57 总结..................................................................57 10 参考文献...........................................................58
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中国石油大学（华东）化工原理课程设计
1 前言
化工课程设计是化工原理教学的一个重要组成部分。是培养综合运用有关基础知识，联系石油化工实际生产，完成某一具体的单元操作为主的一次设计实践。
1.1 化工原理课程设计的目的和要求
通过课程设计这一具体的设计实践，应当达到以下目的：
（1）培养综合运用所学知识、查阅化工资料获取有关知识和数据、进行化工设备初步设计的能力；
（2）培养独立工作及发现问题、分析问题、解决问题的综合能力； （3）提高计算能力、培养工程实际观念；
（4）深入了解化工设备的内部结构，掌握板式精馏塔的各主要部件的结构及作用； （5）培养读图、识图、绘图的能力； （6）培养严谨的学风和工作作风。
1.2 化工原理课程设计的内容
根据给定化工原理课程设计任务书，设计一个用以分离轻烃组分的塔板式精馏塔，具体任务包括：
（1）工艺设计：物料平衡、热量平衡、工艺条件的确定。 （2）塔盘设计：塔盘各部件的尺寸等。
（3）塔体设计：根据工艺设计结果确定塔高、接管等。
（4）附属设备选用：塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算与选用。 （5）绘图部分：绘制塔体总图、浮阀排列图和塔盘装配总图。
（6）设计说明书：包括设计任务书、目录、流程图、设计计算与说明、对设计内容的相关分析讨论与总结、设计结果汇总表和参考文献等。
1.3 课程设计过程中应注意的问题
（1）认真阅读材料，草拟进度表，拟定设计的方法与步骤；
（2）计算过程中要即使复核结果的正确性，做到有错即改，避免大的返工； （3）控制进度，遇到问题后先独立思考，若不能自行解决要及时请教老师。
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2 工艺流程简图
图2-1 板式精馏塔工艺流程图
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3 物料衡算和操作条件
3.1
组分 代号 进料组成（质量） 摩尔质量M g/mol 由上面可以知道MA=78g/mol,MB=92g/mol,Mc=106g/mol 所以进料平均相对分子质量：
MF=78×0.454+92×0.206+106×0.34=90.404g/mol 所以进料流率：
F=355t/d=355×1000÷0.090404÷24=163.62kmol/h 因为摩尔分率：Xj=(aj/Mj)/(Σaj/Mj) 所以：
XAF=(0.454/78)/(0.454÷78+0.206÷92+0.34÷106)=0.5166 XBF=(0.206/92)/(0.454÷78+0.206÷92+0.34÷106)=0.1987 XCF=(0.34/106)/(0.454÷78+0.206÷92+0.34÷106)=0.2847
若用清晰分割：可知重关键组分为甲苯，轻关键组分为苯
表3-2 全塔衡算列表 组分 代号 进料组成F（摩尔) 塔顶产品D 塔底产品W 苯 A 0.5166 XAD XAW 甲苯 B 0.1987 XBD XBW 乙苯 C 0.2847 0 XCW 全塔的初步物料横算
表3-1 进料时各组分的质量分率 苯 A 0.454 78 甲苯 B 0.206 92 乙苯 C 0.34 106
进行全塔衡算：
F = D + W
0.5166 *F= XAD *D + XAW *W (3-1)
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