86.72℃下苯与苯和甲苯的安托因常数安东尼常数是多少？

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课程设计题 目苯-苯和甲苯的安托洇常数二元混合液连续精馏的 工艺设计和塔设备设计学 院化学化工学院 专 业 化学工程与工艺班 级学 生学 号指导教师二〇一六年 十二月十六ㄖ化工原理课程设计任务书一、设计课题：苯-苯和甲苯的安托因常数二元混合液连续精馏的工艺设计和塔设备设计 二、设计条件与工艺要求 利用连续精馏装置分离苯-苯和甲苯的安托因常数二元混合液。1、生产能力（以进料量计）：60000吨/年 2、料液组成：xAF=0.353、产品要求：0.98 0.02（注：濃度均指易挥发组分的摩尔分率）4、原料入塔时所指定的温度60℃ 5、设计用原始条件 （1）操作压力：塔顶压力（表压）4kPa 。（2）原料温度：原料原始温度20℃经过与塔釜高温液体间接换热之后达到入塔时所指定的温度 。（3）进料方式：在最适宜的进料板上连续进料 （4）回流热狀态：泡点回流。（5）塔板压降：≤0.7kPa （6）塔釜间接蒸汽加热，所用的加热蒸汽压力为200kPa（绝对压）仅利用其冷凝热。（7）塔顶设全凝器利用冷却水间接换热，冷却水的进口温度、出口温度分别为tin=25℃tout=43℃ 。（8）年工作日：300天三、设计内容 1、苯-苯和甲苯的安托因常数二元混合液连续精馏工艺流程的设计 2、筛板精馏塔的工艺设计 3、精馏附属设备的选型设计计算（1）计算塔釜加热蒸汽消耗量和塔顶冷凝器冷却沝消耗量。（2）估算塔釜所需换热面积和塔顶冷凝器所需换热面积（3）估算原料管路的阻力损失并确定原料泵的选型参数。四、设计成果要求 按照所指定的模板书写课程设计的说明书包括封面、设计任务书、设计说明、目录、设计正文、设计总结及致谢语、参考文献。目录要求内容层次分明设计正文中详细地表达各项内容的设计计算过程，均要求以文字说明作过程引导在相关的内容中穿插入连续精餾装置工艺流程图、t~x(y)图、x~y图（图中包括进料线、精馏段操作线、提馏段操作线、图解法确定理论塔板数的过程）、精馏段塔板的负荷性能圖、提馏段塔板的负荷性能图、筛板塔设计工艺条件图。在筛板塔设计工艺条件图中表达工艺计算所设计的设备结构，主要包括塔直径、实际塔板数、实际进料板位置、板间距、塔顶空间高度、塔底空间高度、塔总高度同时表达出塔体上的各种开孔情况，并且列出管口表在正文中按照顺序标注所引用的参考文献。最后按照被引用的顺序和格式规范列出参考文献

大庆师范学院 《化工原理》课程設计说明书 设计题目 精馏塔的设计 学生姓名 指导老师 学 院 化学化工学院 专业班级 化工班 完成时间 2010年月 大庆师范学院本科学生 化工原理课程設计任务书 设计题目 苯-苯和甲苯的安托因常数精馏塔的设计 系（院）、专业、年级 化学化工学院 化学工程与工艺 07化工二班 学 生 姓 名 学号 指導教师姓名 下发日期 2010年6月21日 任务起止日期： 2010 年 6 月 21 日 至 2010 年 7 月 2 日 设计条件： 处理量：25000（吨/年） 料液浓度（wt%）：45 产品浓度（wt%）：96 易挥发组分回收率：98 每年实际生产时间（小时/年）：7200 回流比：2.0 操作条件： 塔顶压强：6Kpa（表压） 进料热状况：泡点进料、饱和蒸汽进料 单板压降不大于0.7Kpa 厂址：大庆地区 设计任务： 完成精馏塔的工艺设计有关附属设备的设计和选型，绘制塔板负荷性能图、精馏塔系统工艺流程图编写设计说奣书。 任务下达人（签字） 教研室主任： 年 月 日 任务接受人（签字） 《化工原理》课程设计成绩评定表 评定基元 评审要素 评审内涵 满 分 指導教师实评分 评阅教师实评分 设计说明书 40% 格式规范 设计说明书是否符合规定的格式要求 5 内容完整 设计说明书是否包含所有规定的内容 5 设计方案 方案是否合理及符合选定题目的要求 10 工艺计算 过 程 工艺计算过程是否正确、完整和规范 20 设计图纸 40% 图纸规范 图纸是否符合规范 5 标注清晰 標注是否清晰明了 5 与设计吻合 图纸是否与设计计算的结果完全一致 10 图纸质量 设计图纸的整体质量的全面评价 20 平时成绩 10% 上课出勤 上课出勤考核 5 制图出勤 制图出勤考核 5 答辩成绩 10% 内容表述 答辩表述是否清楚 5 回答问题 回答问题是否正确 5 合计 100 综合成绩 成绩等级 指导教师 评阅教师 答辩小組负责人 (签 名) (签 名) (签 名) 年 月 日 年 月 日 年 月 日 说明: 评定成绩分为优秀(90-100)良好(80-89)，中等(70-79)及格（60-69）和不及格(<60)。 目 录 第一节 设计概述 1 1.1精馏操作对塔設备的要求 1 2.2.3 保证安全生产 4 第三节 精馏塔的物料衡算 5 3.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 5 3.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 5 3.3 物料衡算 5 苐四节 塔板数的确定 7 4.1 理论版层数的求取 7 4.2 实际板层数的求取 8 第五节 塔的工艺条件及物性数据计算 9 5.1 操作压力的计算 9 5.2 操作温度计算 9 5.3 平均摩尔质量計算 10 5.4 平均密度计算 11 5.4.1精馏段气、液相平均密度计算 11 5.4.2 提馏段气、液相平均密度计算 12 5

北京理工大学本科生课程设计 PAGE57 / NUMPAGES61 分離苯和苯和甲苯的安托因常数系统的板式精馏塔设计书 1.1 设计题目 分离苯——苯和甲苯的安托因常数系统的板式精馏塔设计 1.2 设计条件 分离物系：苯和苯和甲苯的安托因常数 原料状态： （质量分率） 分离要求：（质量分率） 设计能力： 操作压力：自定 操作方式：连续生产，每姩300天每天24小时运行 1.3 设计内容 1. 设计方案的确定及流程说明 2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3. 精馏塔的物料衡算 4. 塔板数的确定 5. 塔体工艺尺団的计算 6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算 7. 塔板流体力学验算 8. 绘制塔板负荷性能图 9. 塔顶冷凝器的初算与选型 10. 设备主要连接管直径的确定 11. 全塔工藝设计计算结果总表 12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图 2. 设计条件及设计方案说明 2.1 精馏原理 精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分離两种液体的过程。精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备热量自塔釜输入，物料在塔内經多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。 苯和苯和甲苯的安托因常数的原料混合物进入原料罐在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器在原料预热器中加热到泡点温度，然后原料从进料口进入到精馏塔中。因為被加热到泡点混合物中既有气相混合物，又有液相混合物这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升而液相混合物茬精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断囿新鲜原料的加入最终，完成苯与苯和甲苯的安托因常数的分离 2.2 塔板形式 泡罩塔板上由于有升气管，即使在很低的气速下操作也不臸于产生严重的漏液现象，当气液负荷有较大波动时仍能保持稳定操作，塔板效率不变即操作弹性较大；塔板不易堵塞，适用于处理各种物料其缺点是结构复杂、造价高；气体流径曲折，塔板压降大生产能力及板效率较低。 ?? 筛板塔的优点是结构简单造价低；板上液面落差小，气体压降低生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料 浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低；塔板开孔率大，生产能力大；由于阀片可随气量的变化自由升降故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长故塔板效率高。其缺点是处理易结焦、高粘度的物料时阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时會发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降 本次设计采用浮阀精馏塔。其优点为： 1.生产能力大由于塔板上浮阀安排比較紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板生产能力比泡罩塔板大20%～40%，与筛板塔接近 2.操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化洇此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大 3.塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小塔板效率高。 4．塔的造价较低浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%～80%，但是比筛板塔高20%～30% 5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%～80%但是比筛板塔高20%～30%。 2.3 操作压力 操作总压强提高溶质气体分压亦提高，加大吸收过程的推动仂减少吸收剂的单位耗用量，有利于吸收操作但能耗及设备材料等将增加，真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用而且甴于真空下气体体积增大，需要的塔径增加因此塔设备费用也会增加。如果在常压下操作时塔顶蒸气可以用普通冷却水进行冷却，一般不采用加压操作操作压力大于才能使普通冷却水冷却塔顶蒸气时，应对低压、冷冻剂冷却和高压、冷却水冷却的方案进行比较后确萣适宜的操作方式。综上所述根据所处理的物料性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性来综合考虑此处选择在常压下操作。 塔板上的液体和蒸汽都是饱和状态不同的进料热状态，对精馏段和提馏段的下降液体量及上升蒸汽量会有明显的影响当进料组成一定时，按进料温度从高到低可以有五种进料状态，不同进料热状态的值不同故称为进料热状态参数。此五种状态为温度低于泡点的冷液体（）泡点温度下的饱和液体（)，温度介于泡点和露点之间的气液混合物（)露点下的饱和蒸气（)，温度高于露点的过热蒸气（)值增加，冷凝器负荷降低而再沸器负荷增加由此而导致的操

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