苯--甲苯物系.docVIP

前言 精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程，因此可使混合液得到完全的分离。精馏可视为多次蒸馏演变而来的，不管何种操作方式，混合物中组分间挥发度差异是蒸馏分离的前提和依据。 本次精馏是分离苯-甲苯混合物，是工业上常见的一种分离模式，所设计的塔为浮阀精馏塔，浮阀塔在50年代得到广泛使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为最广泛的使用塔型，特别是在石油和化工方面受到相当重视，对其特性的研究也比较全面。 在本次的设计中，查阅了许多资料，在前人的基础上利用了他们很多的经验公式，并因此省略了一些不必要的环节但在设计过程中，也出现了许多困难，最终在老师的帮助下，困难都解决了。最后得到的数据或设计结果属于初级设计，由于经验不足，水平有限，其中难免有不妥之处，恳请各读者批评指正。 目录 课程设计任务书……………………………………………4 一.设计任务及设计条件…………………………………4 1.设计任务………………………………………………4 2.操作条件………………………………………………4 3.设备形式………………………………………………4 4.厂址……………………………………………………4 二.设计计算………………………………………………4 （一）设计方案的确定…………………………………4 （二）精馏塔的物料衡算………………………………5 1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数……………5 2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………5 3. 物料衡算……………………………………………5 4. 全塔热平衡…………………………………………6 5. 塔底再沸器及加热蒸汽消耗量……………………6 6. 冷凝器的热负荷及冷却水消耗量…………………6 （三）塔板数的确定……………………………………6 1.理论板层数 的确定…………………………………6 2. 实际板层数的求取…………………………………9 （四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……9 （五）精馏塔的塔体工艺尺寸…………………………11 1.塔径的计算…………………………………………11 2.精馏塔有效高度的计算………………………………12 （六）塔板主要工艺尺寸的计算…………………………13 1.溢流装置计算…………………………………………13 2.塔板布置及浮阀数目与排列…………………………14 (七)塔板流体力学验算…………………………………15 1.气相通过浮阀塔板得压降……………………………15 2.淹塔……………………………………………………16 3.雾沫夹带………………………………………………16 （八）塔板负荷性能图……………………………………17 三.塔附件设计……………………………………………21 1.接管—进料管…………………………………………21 2.法兰……………………………………………………21 3.筒体与封头……………………………………………22 4.人孔……………………………………………………22 四.设计评述………………………………………………23 五.参考资料………………………………………………24 课程设计任务书 设计题目苯：苯（A）-甲苯(B)板式浮阀精馏塔工艺设计 设计任务及设计条件 1.设计任务 生产能力（进料量）：16000t/年 操作周期：72000h/年 进料组成：40% 塔顶产品组成：=97% 塔底产品组成：=1% 操作条件 每年实际生产天数：330天（一年中一个月检修） 塔顶压强：4kpa（表压） 进料热状况：自选 单板压降：=0.7kpa 塔釜用间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为2--4Kgf/cm^2 塔顶冷凝用冷却水，进出口温差为20--40℃ 全塔效率:=52% 设备形式：浮阀塔 厂址：太原地区(大气压为92kpa，绝压；夏天水温为16--18℃) 设计计算 设计方案的确定 本设计任务为分离苯和甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏装置。本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点了之后送入精馏塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送入储罐。 精馏塔的物料衡算 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 物料衡算 原料处理量 总物料衡算 28.66= 苯物料衡算 28.66×0.34=0.974××0.012 联立解得 9.67kmol/h 18.99kmol/h 4.全塔热平衡 全塔物料衡算 全塔热量衡算 5.塔底再