分离苯甲苯混合液的精馏塔课程设计概述.docVIP

目录 1.前言 3 2流程确定及说明 4 2.1?流程确定 4 2.2?流程说明 5 3生产条件确定及说明 5 3.1?进料状况 5 3.2?塔顶蒸汽的冷凝形式 6 3.3?塔釜蒸气加热方式 6 3.4?塔釜产品流向 6 3.5?操作压强的选择 6 3.6?回流比的选择 7 4.精馏塔的设计计算 7 4.1精馏塔的物料衡算 7 4.1.1原料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 7 4.1.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量 8 4.1.3物料衡算 8 4.2 塔板数的确定 8 4.2.1理论板层数的求取 8 4.2.2实际板层数的求取 10 4.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 11 4.3.1操作压力的计算 11 4.3.2操作温度的计算 11 4.3.3平均摩尔质量的计算 11 4.3.4 平均密度计算 12 4.3.5 液体平均表面张力的计算 13 4.3.6液体平均粘度的计算 14 4.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 14 4.4.1气液相体积流率的计算 14 4.4.2塔径的计算 15 4.4.3精馏塔有效高度的计算 16 4.5 塔板主要工艺尺寸的计算 16 4.5.1溢流装置计算 16 4.5.2 塔板布置 18 4.6筛板的流体力学验算 19 4.6.1塔板压降 19 (1)干板阻力计算 19 (2)气体通过液层的阻力计算 20 (3)液体表面张力的阻力计算 20 4.6.2液沫夹带 21 4.6.3漏液 21 4.6.5液泛 21 4.7塔板负荷性能图 22 4.7.1漏液线 22 4.7.2雾沫夹带线 23 4.7.3液相负荷下限线 23 4.7.4液相负荷上限线 24 4.7.5液泛线 24 5主要附属设备及附件的选型计算 26 5.1接管的设计 26 5.1.1进料管 26 5.1.2回流管 27 5.1.3塔釜出料管 27 5.1.4塔顶蒸汽出料管 27 5.1.5塔底进气管径 27 5.2筒体与封头 28 5.2.1筒体 28 5.2.2封头 28 5.3除沫器 28 5.4裙座 29 5.5人孔 29 5.6塔总体高度的设计 29 5.6.1塔的顶部空间高度 29 5.6.2塔的底部空间高度 30 5.6.3塔体高度 30 5.7附属设备设计 30 5.7.1冷凝器的选择 30 5.7.2再沸器的选择 30 6设计结果列表 31 7设计总结 33 8参考资料 36 附录1精馏塔工艺条件单 37 附录2 带控制点的工艺流程图 38 1.前言 塔设备是炼油、化工、石油化工中最重要的设备之一。塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。? 塔设备在工业中需满足生产能力大，传质、传热效率高，气流摩擦阻力小，操作稳定，结构简单，制造安装容易等要求。但是，在实际中，任何塔设备都无法同时满足以上要求，这就要求根据塔型特点、物系性质、生产工艺条件、操作方式、费用等技术经济评价以及设计经验等因素，综合考虑选择合适的塔型。? 精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，其实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到气相中，气相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。 2流程确定及说明 2.1?流程确定 本设计任务为分离苯、甲苯混合物。对于二元混合物的分离，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入精馏塔内。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，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品部分冷却后送至储罐，部分送入再沸器。?? 2.2?流程说明 精馏塔对塔设备的要求大致如下：? （1）单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。? （2）气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。? (3）流体通过塔设备时阻力降小（符合设计要求，单板压降不大于0.7kPa）。?? （4）有一定的操作弹性，当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。?? （5）结构简单，安装维修方便。?????? （6）总费用尽量低，满足技术经济指标。? 本次设计根据所给条件设计出塔的各项参数及其附属设备的参数。 3生产条件确定及说明 3.1?进料状况? 对于双组分混合物而言，当进料组成一定时，按进料温度从低到高可以分为5种进料热状态。即