精馏塔最终设计.docVIP

* 化工原课程设计 * 苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计 学生姓名： 闵梦茜 学 号： 专 业： 环境工程 班 级： 09401 成 绩： 指导教师： 廖庆玲 设计时间：10 年11月 3日至 10年12月 29日 环境与生命科学系 精馏塔设计任务书 1、设计题目 苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计 2、设计要求 原料液处理量（每年按300天生产日计算） 10300t/a 进料液苯含量（质量分率） 30% 进料状态（q值） 1 塔顶馏出液中苯含量（质量分率） 97% 塔釜苯含量（质量分率） 3% 塔顶采用全凝器 泡点回流 操作压力 常压 塔板类型 浮阀塔板 3、设计原理 蒸馏是利用混合物中各组分挥发性不同这一性质，将混合物中各组分进行分离的单元操作。 蒸馏按蒸馏方式分有：简单蒸馏，平衡蒸馏，精馏，特殊精馏。 因平衡蒸馏和简单蒸馏分离混合液均不能得到纯度较高的产品，若对混合液中各组分进行较完全的分离，应采用精馏操作。 精馏过程按操作压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。一般说来，当总压强增大时，平衡时气相浓度与液相浓度接近，对分离不利，但对在常压下为气态的混合物，可采用加压精馏；沸点高又是热敏感性的混合液，可采用减压精馏。 4、设计内容和要求 序号 设计内容 要求 1 设计工艺方案的选定 精馏方式及设备选型等方案的选定和论证（包括考虑经济上的合理性；考虑工艺要求与平稳操作问题）绘制简单流程图 2 精馏塔的工艺计算 物料衡算，热量衡算，回流比、全塔效率、实际塔板数、实际进料位置等的确定 3 塔板和塔体的设计 塔高、塔径、溢流装置及塔板布置等 ，绘制塔板结构图和精馏塔简图 4 水力学验算 绘制塔板负荷性能图 5 冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算 塔顶全凝器的选型和设计 6 再沸器的传热面积和加热介质的用量计算 塔釜再沸器的选型和设计 7 绘图 带控制点的流程图和精馏设备结构图 8 编写设计说明书 目录，设计任务书，设计计算结果，流程图，参考资料等 9 答辩 答辩人数占设计人数50% 目录 一、前言 1 二、塔板的工艺设计 1 2.1精馏塔全物料衡算 1 2.2常压下苯-甲苯气液平衡组成（摩尔）与温度关系 2 2.3理论塔板的计算 5 2.4塔径的初步计算 7 2.5溢流装置 9 2.6塔板分布、浮阀数目与排列 9 三、塔板的流体力学计算 11 3.1气相通过浮阀塔板的压降 11 3.2淹塔 12 3.3雾沫夹带 13 3.4塔板负荷性能图 13 四、塔附件设计 17 4.1接管 17 4.2简体与封头 19 4.3除沫器 19 4.4裙座 19 4.5手孔 19 五、塔总体高度的设计 19 5.1塔顶部空间高度 19 5.2塔的底部空间高度 19 5.3塔总体高度 20 六、心得体会 20 七、参考资料 20 八、附件 20 一、前言 连续精馏装置主要包括精馏塔，蒸馏釜（或再沸器），冷凝器，冷却器，原料预热器及贮槽等． 原料液经原料预热器加热至规定温度后，由塔中部加入塔内．蒸馏釜（或再沸器）的溶液受热后部分汽化，产生的蒸汽自塔底经过各层塔上升，与板上回流液接触进行传质，从而使上升蒸汽中易挥发组分的含量逐渐提高，至塔顶引出后进入冷凝器中冷凝成液体，冷凝的液体一部分作为塔顶产品，另一部分由塔顶引入塔内作为回流液，蒸馏釜中排出的液体为塔底的产品。 塔板选择浮阀塔板。浮阀塔板结构简单，即在塔板上开若干个孔，在每个孔的上方装上可以上下浮动的阀片，操作时，浮阀可随上升气量的变化自动调节开度，当气量较小时，阀片的开度亦较小，从而可使气体能以足够的气速通过环隙，避免过多的漏液，当气量较大时，阀片浮起，开度增大，使气速不致过高。浮阀塔板的优点是生产能力大，操作弹性大，气液接触状态良好，塔板结构简单，安装容易，压强小，塔板效率高，液面梯度小，使用周期长等。 蒸汽加热，其优点是可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜内只须安装鼓泡管，不须安置宠大的传热面。这样在设计费用上可节省许多。 蒸馏过程的特征是重复地进行汽化和冷凝，因此，热效率很低，所以塔顶蒸汽和塔底残液放出的热量利用要合理，这些热量的利用，要考虑这些热量的特点，此外，通过蒸馏系统的合理设置，也可以节能。 二、塔板的工艺设计 2.1精馏塔全物料衡算 表1 苯和甲苯的物理性质 项目 分子式 分子量M 沸点（℃） 临界温度tC（℃） 临界压强