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1、 苯苯甲苯混合液筛板精馏塔设计甲苯混合液筛板精馏塔设计摘要：本文进行了苯甲苯混合液分离筛板精馏塔的设计。根据精馏原理可知，精馏塔实现精馏操作必须同时拥有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还有配原料液、预热器、回流液泵等附属设备。本设计任务为：常压下，处理量为 150Kmol/h 的苯-甲苯混合液的分离，进料组成为 0.51，馏出液组成为 0.9，釜液组成为 0.02，塔顶全凝器为泡点回流，回流比为 1.5Rmin，加料状态为 q=1，单板压降为0.7Kpa。根据设计任务和工艺要求，综合工艺操作方便、经济及安全等多方面因素考虑，确定出分离过程采用筛板式连续精馏操作。其次根据计算出的苯甲苯的物性数据，对
2、苯甲苯筛板精馏塔的工艺尺寸进行了设计计算，主要包括：物料衡算、热量衡算、塔板数的确定、塔体工艺尺寸的计算、塔板工艺尺寸的计算、塔板流体力学的验算。其中按照逐板计算求得理论板数为 14，根据经验式算得全塔效率为 53.4%。塔顶使用全凝器，部分回流。精馏段实际板数为 14，提馏段实际板数为 14。全塔塔径为 1.8m，有效塔高为 11.2m。通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内，并作出塔板负荷性能图，再根据塔板负荷性能图对设计出的筛板塔进行了分析，确定了操作点在操作范围内。最后对设计的过程作了评述。关键词：苯-甲苯；精馏塔；筛板塔；分离Design of Conti
3、nuous Distillation Sieve Plates For Benzene And TolueneAbstract: Benzene - toluene mixture separation sieve tray distillation column design. According to the principles of rectification to be seen, the operation of distillation must also have a bottom reboiler and overhead condenser, and sometimes w
4、ith the raw material liquid, preheater, recirculation pumps and other ancillary equipment. The design task: under atmospheric pressure, the processing amount 130Kmol /h benzene - toluene mixed liquid separation, feed composition was 0.51, the distillate composition was 0.99 kettle liquid composition
5、 is 0.02, the overhead condensate bubble point reflux, the reflux ratio (1.1 - 2.0) Rmin feeding status is q = 0.97, the snowboard pressure drop 0.6KPa. According to the design task and process requirements, the process is easy to operate, economic and security factors to consider to determine the s
6、eparation process using a the sieve continuous distillation operation. Second, according to the physical data of the calculated benzene - toluene, benzene - toluene sieve distillation column process dimensions the design calculations, including: material balance, heat balance, the determination of t
7、he number of trays, tower body process dimensions calculations, the calculation of the plate process size, hydrodynamic checking. Which calculable number of theoretical plates of 14-by-board, full-tower efficiency of 53.4% is calculated on the basis of the empirical formula. The top of the tower usi
8、ng full condenser, partial reflux. The actual number of plates of the rectifying section 14, the stripping section, the actual plate 14. Full Tata diameter of 1.8m, the the effective high tower 11.2m. Board drop, leakage, liquid pan-hydrodynamic entrainment checking are within the safe operating ran
9、ge, and made trays performance diagram, and then according to the the tray load performance figure sieve column design analysis to determine the operating point in the operating range. Finally, the design process made introduced briefly reviewed.Keywords: Benzene toluene；rectification column；sieve t
10、ower；separate目目 录录 1 前言 12 精馏塔设计计算32.1 物料衡算32.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量32.1.2 物料衡算32.2 热量衡算33.2.1 塔顶热量33.2.2 塔底热量42.3 塔板数的确定52.3.1 操作回流比的求取52.3.2 求精馏塔气液相负荷72.3.3 操作线方程的确定72.3.4 精馏塔理论塔板数及理论加料位置72.3.5 全塔效率的计算83 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算103.1 操作压强 P 的计算 103.2 操作温度103.3 物性数据计算103.3.1 平均摩尔质量的计算103.3.2 平均密度的计算113.3
11、.3 液体平均表面张力的计算123.4 精馏塔体和塔板主要工艺尺寸计算133.4.1 塔径计算133.4.2 精馏塔有效高度的计算143.4.3 溢流装置计算153.4.4 塔板布置153.5 筛板的流体力学的验算163.5.1 塔板压降163.5.2 液沫夹带量ve的验算173.5.3 漏液的验算173.5.4 液泛验算183.6 塔板负荷性能图183.6.1 漏液线183.6.2 液沫夹带线193.6.3 液相负荷下限线203.6.4 液相负荷上限线203.6.5 液泛线203.7 板式塔的结构223.7.1 塔体的结构223.7.2 塔板结构224 计算结果汇总23参考文献25附录270
12、1 1 前言苯和甲苯是化工生产中的重要的原材料。苯是化工和医药工业的重要基本原料。我国纯苯消费结构如下：27.25用于合成苯乙烯，聚酰胺树脂(环己烷)约占 12.6 5，苯酚约占 11.3 7，氯化苯约占 l0.98，硝基苯约占 9.8，烷基苯约占 7.8 4，农用化学品约占 5.56，顺酐约占 4.7l，其它医药、轻工及橡胶制品业等约占 9.84。 甲苯是有机化工合成的优良溶剂，还可用作生产苯和许多其他化工产品的原料。如油漆、清漆、亮漆、粘合剂及油墨制造业及天那水配方用之稀释剂，树脂溶剂，化学及制造业用之溶剂，尤以萃取及脱脂两工序最为适合。另也为化学合成用之原料，还可用作汽油的掺合组分以提高
13、辛烷值，也是涂料、油墨和硝酸纤维素的溶剂。由甲苯生产的一系列中间体，称甲苯系中间体。化工方面主要用以生产苯及二甲苯，其下游主要产品是硝基甲苯、苯甲酸、氯化苄、间甲酚、甲苯二异氰酸酯等，还可生产很多农药和医药中间体。另外，甲苯具有优异的有机物溶解性能，是一种有广泛用途的有机溶剂。甲苯容易发生氯化，生成苯氯甲烷或苯三氯甲烷，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，是染料的原料；甲苯还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，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 TNT炸药。 我国苯和甲苯主要来自催化重整油、裂解汽油和焦化轻油。随着石油化工的发展，石油苯和甲苯已成为主要产品，而且苯和甲苯的重要来源是现代化的芳烃联合装置。在芳烃抽提技术方面，中国石化石油化工科学研究院成功开发了具有自主知识产权的芳烃抽提蒸馏技术（SED） ，并已分别应用于中国石油大连分公司 15 万 t/a 工业装置和上海赛科公司 55 万 t/a 工业装置。SED 技术采用环丁砜和助溶剂 COS，显著增强了芳
