年处理 8万吨 苯-甲苯精馏装置.docVIP

课 程 设 计 说 明 书 题目： 年处理 8万吨 苯-甲苯的精馏装置 院 系： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2014 年 7 月 目录 第一章 设计方案简介 4 1.1装置流程的确定 4 1.2 操作压力的选择 4 1.3 进料状况的选择 4 1.4 加热方式的选择 4 1.5 回流比的选择 5 1.6浮阀塔特点 5 第二章 设计计算 5 2.1 精馏塔的物料衡算 5 2.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 5 2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 6 2.1.3物料衡算 6 2.2.2求进料的液相分率q 6 2.2.3求最小回流比及操作回流比 7 2.2.4求精馏塔的气、液相负荷 7 2.2.5求操作线方程 7 2.2.6逐板法求理论板 7 2.3确定实际板数 9 2.3.1全塔效率的计算 9 2.3.2计算实际塔板数 10 2.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 10 2.4.1操作压力的计算 10 2.4.2操作温度计算 10 2.4.4平均密度计算 12 2.4.7气液负荷计算 15 2.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 15 2.5.2精馏塔有效塔高的计算 17 2.6溢流装置计算 18 2.7浮阀布置设计 19 第三章 辅助设备及选型 20 3.1进料管的选择 20 3.2回流管的选择 21 3.3塔底出口管路的选择 21 3.4塔顶蒸汽管 22 3.5 加料蒸汽管的选择 22 3.6人孔的设计 22 3.7 法兰 23 第四章 流体力学验算 23 4.1浮阀的流体力学验算 23 4.1.1计算气相通过浮阀塔板的降压头降 23 4.1.2液泛 24 4.1.3雾沫夹带量 25 4.2塔板负荷性能图 26 4.2.1雾沫夹带线 26 4.2.2液泛线 27 4.2.3液相负荷上限线 28 4.2.4漏液线 28 4.2.5液相负荷下限线 28 第五章 附属设备计算 30 5.1选用釜式再沸器 30 5.2冷凝器的选型 30 总结语 31 设计结果一览表 32 苯甲苯精馏塔的工艺流程图 33 主要符号说明号说明 34 参考文献 35 第一章 设计方案简介 1.1装置流程的确定 蒸馏装置包括精馏塔，原料预热器，蒸馏釜（再沸器），冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等设。按过程按操作方式的不同，分为联组整流和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏有生产能力大，产品质量稳定等优点，工业生产中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活，适应性强等优点，适合于小规模，多品种或多组分物系的初步分离。 蒸馏通过物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝实现分离，热量自塔釜输入，由冷凝器中的冷却质 将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定装置流程时应考虑余热的利用。譬如，用余料作为塔顶产品（或釜液产品）冷却器的冷却介质，既可以将原料预热，又可以节约冷却质。 另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵这节送入塔原料外也可以用高位槽送料，以免受泵操作波动的影响。 塔顶冷凝装置可采用全冷凝器，分冷凝器两种不同的设置。甲醇和水不反应，且容易冷凝，故使用全凝器，用水冷凝。塔顶出来的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高，无需进一步冷却，此次分离也是希望得到甲醇，选用全凝器符合要求。 总之，确定流程时要较全面，合理地兼顾设备，操作费用，操作控制及安全诸因素。 1.2 操作压力的选择 蒸馏过程中按操作压力不同，分为常压蒸馏，减压蒸馏和加压蒸馏。一般地，除热明性物系，凡通过常压蒸馏能够实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的物系，都能采用常压蒸馏；对热敏性物系或者混合物泡点过高的物系，则宜采用减压蒸馏；对常压下馏出物冷凝温度过低的物系，需提高塔压或者采用深井水，冷冻盐水作为冷却剂；而常压下呈气态的物系必须采用加压蒸馏。甲苯和苯在常压下就能够分离出来，所以本实验在常压下操作就可以。 1.3 进料状况的选择 进料状况一般有冷液进料，泡点进料。对于冷液进料，当组成一定时，流量一定对分离有利，节省加热费用。采用泡点进料不仅对稳定操作较为方便，且不受季节温度影响。但是因为设计有规定为25℃进料，所以采用冷夜进料。 1.4 加热方式的选择 加热方式可分为直接蒸汽和间接蒸汽加热。直接蒸汽加热直接由塔底进入塔内。由于重组分是水，故省略加热装置。但在一定的回流比条件下，塔底蒸汽回流液有稀释作用，使理论板数增加，费用增加。间接蒸汽加热使通过加热器使釡液部分汽化。上升蒸汽回流下来的冷液进行传质，其优点是釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论塔板数，其缺点是增加加热装置。本设计塔釡采用间接