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课程设计-苯-甲苯精馏装置进料冷凝器设计，共24页，6941字，附cad设计图纸。
一、设计条件
1、年产苯：20000吨
2、产品苯组成：C6H699% (质量分数，下同) 、C6H5 -CH31%
3、原料液为常温液体；原料组成：C6H6 40% , C6H5 -CH3 60%
4、分离要求：塔釜苯含量≤1%
目录
一、课程设计任务书 …… 3
二、概述 5
三、设计依据 ……8
四、工艺设计计算 ………8
五、物料横算 … 8
2.1 精馏塔物料横算 …… 8
2.2 预热期物料横算 …… 9
2.3 冷凝器物料横算 … 10
2.4 再沸器物料横算 ……11
六、热量横算 … 12
3.1 预热器热量横算 …… 12
3.2 冷凝器热量横算 …… 13
3.3 再沸器热量横算 …… 15
七、设备设计与选型 …… 17
八、设备设计 …… 17
1、精馏塔理论塔板数…… 17
2、确定实际塔板数N，确定实际加料位置 x17
3、流体流径选择 18
4、冷凝器热负荷 18
5、流体两端温度的确定… 18
6、总传热系数… 19
7、换热面积…… 19
8、初选管程及单管长度… 19
9、筒体直径计算 19
10、数据核算……20
九、设备选型 ……24
十、总结…29
十一、参考文献 …30
十二、致谢 31
十三、附工程图纸 32
概 述
课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践，是培养我们实际动手能力的一个重要环节，是从学生走向工程师必然程序。通过课程设计能使我们掌握工程设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料，选用公式和数据，用简洁的文字、图表表达设计结果及制图等能力方面得到一次基本训练。在设计过程中我们更应该注重树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风。为我们将来更快的融入社会，更好的适应新的工作提供有力的保障。
本次课程设计仅对苯—甲苯混合液体的精馏装置进行设计，设计苯年产量为20000吨。根据生产要求设计苯—甲苯精馏装置，蒸馏是化工生产中分离均相液体混合物的典型单元操作，其历史悠久，应用广泛。蒸馏的基本原理是将液体混合物部分汽化、全部冷凝，利用其中各个组分挥发度不同而将其分离。其本质是液、气相间的质量传递和热量传递。为使分离彻底，以获得较纯的产品，工业生产中常采用多次部分汽化、多次全部冷凝的方法——精馏。
精馏过程通常是在塔设备内完成的。
预热器、冷凝器、再沸器是精馏过程必不可少的设备。他们承担着将物料预热、气化、冷凝等重要任务。而固定管板式换热器更是因其具有工艺简单、造价低廉、工艺设计成熟、热效率较高等优点而得到广泛的应用，尤其在很多大工业生产中。
预热器是一种广泛使用的工艺设备，是化工行业中主要的工艺设备之一。根据换热条件，采用水蒸气作为加热介质，选用列管式换热器。用饱和水蒸汽对冷流体加热属于一侧为恒温流体的传热。由于传热温差为51.4℃，温差较大所以需在壳体上设置膨胀节。由于物料需要拆卸清洗，故要采用浮头式换热器。浮头式换热器适用于壳体与管束间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。由于介质为苯和水蒸气，所以苯走管程，水蒸气走壳程。
冷凝器同样是一种广泛使用的精馏工艺设备,在炼油,化工行业中是主要的工艺设备之一。根据换热条件,采用水作为冷却介质,选用列管式换热器.用自来水对热流体冷却属于一侧为恒温流体的传热。由于传热温差小于50℃，不设置膨胀节。由于介质为苯蒸气和水，所以水走壳程，苯走管程。
工业再沸器主要有容积式与虹吸式两种，本次设计选用容积式再沸器，用水蒸气作为加热介质，物料走管程，蒸气走壳程。
原料液为含苯40%（质量分数，下同）、甲苯60%的混合溶液，温度为20℃。分离要求为塔釜苯含量不大于1%，塔顶产品含苯99%、甲苯1%。年产量20000（吨）。
苯：分子式C6H6，分子量78.11，相对密度0.8794g/cm3(20℃)。熔点5.51℃，沸点80.1℃，燃点为562.22℃，在常温常压下是无色透明的液体，并具强烈的特殊芳香气味，有毒。苯遇热、明火易燃烧、爆炸，苯蒸气与空气混合物的爆炸限是1.4～8.0%。常态下，苯的蒸气密度为2.77，蒸气压13.33kPa(26.1 ℃)。苯是常用的有机溶剂，不溶于水，能与乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶，因此常用作合成化学制品和制药的中间体及溶剂。苯能与氧化剂发生剧烈反应，如五氟化溴、氯气、三氧化铬、高氯酸、硝酰、氧气、臭氧、过氯酸盐、(三氯化铝+过氯酸氟)、(硫酸+高锰酸盐)、过氧化钾、(高氯酸铝+乙酸)、过氧化钠等。.苯是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料，也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂，也可以作为燃料。
甲苯：分子式CH3（C6H5），分子量92.14，相对密度0.866g/cm3(20℃)。熔点-95℃，沸点110.8℃。在常温下呈液体状，无色、易燃。不溶于水，溶于乙醇、乙醚和丙酮。甲苯容易发生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质，因此它可以制造梯思梯炸药。
分离苯与甲苯的生产工艺：精馏法，膜分离法，萃取法。
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较紧凑，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，因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%。
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