《苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word设计任务书设计题目：苯甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件：常压： 处理量： 进料组成：馏出液组成： 釜液组成： 以上均为摩尔分率 塔顶全凝器： 泡点回流 回流比： 加料状态： 单板压降： 设计要求：(1) 完成该精馏塔的工艺设计包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算。(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。(3) 写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。 / 目录摘要1绪论2设计方案的选择和论证3第一章塔板的工艺计算4根底物性数据4精馏塔全塔物料衡算4条件4物料衡算5平衡线方程确实定5求精馏塔的气液相负荷6操作线方程6用逐板法算理论板数6实际板数的
2、求取7精馏塔的工艺条件与有关物性数据的计算8进料温度的计算8操作压力的计算8平均摩尔质量的计算8平均密度计算9液体平均外表力计算10液体平均粘度计算101.4 精馏塔工艺尺寸的计算10塔径的计算10精馏塔有效高度的计算111.5 塔板主要工艺尺寸的计算12溢流装置计算12浮阀数目、浮阀排列与塔板布置13塔板流体力学验算14计算气相通过浮阀塔板的静压头降hf14计算降液管中清夜层高度Hd15计算雾沫夹带量eV15塔板负荷性能图16雾沫夹带线16液泛线171.8.3 液相负荷上限线18漏液线18液相负荷下限线18小结19第二章热量衡算20相关介质的选择20加热介质的选择20冷凝剂20热量衡算20第
3、三章辅助设备23冷凝器的选型23计算冷却水流量23冷凝器的计算与选型23冷凝器的核算24管程对流传热系数124计算壳程流体对流传热系数025污垢热阻26核算传热面积26核算压力降26第四章塔附件设计29接收29进料管29回流管29塔底出料管29塔顶蒸气出料管30塔底进气管30筒体与封头30筒体30封头30除沫器31裙座31人孔31塔总体高度的设计32塔的顶部空间高度32塔的底部空间高度32塔立体高度32设计结果汇总33完毕语34参考文献35主要符号说明36附录38摘 要化工生产常需进展二元液相混合物的别离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于屡次局部汽
4、化和屡次局部冷凝达到轻重组分别离目的的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析别离过程中的各种参数是非常重要的。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进展分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。本设计书对苯和甲苯的别离设备浮阀精馏塔做了较详细的表示，主要包括：工艺计算，辅助设备计算,塔设备等的附图。采用浮阀精馏塔，塔高米，塔径米，按逐板计算理论板数为25。算得全塔效率为
5、。塔顶使用全凝器，局部回流。精馏段实际板数为13，提馏段实际板数为12。实际加料位置在第13块板(从上往下数)，操作弹性为。通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算，均在安全操作围。塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。再沸器采用卧式浮头式换热器。用140饱和蒸汽加热，用15循水作冷凝剂。饱和蒸汽走管程，釜液走壳程。关键词：苯_甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构绪 论化工生产中常需进展液体混合物的别离以达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的别离有多种方法，蒸馏与精馏是其中最常用的一种。蒸馏是别离均相混合物的单元操作之一，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主
6、要单元操作。为实现高纯度的别离已成为蒸馏方法能否广泛应用的核心问题，为此而提出了精馏过程。精馏的核心是回流，精馏操作的实质是塔底供热产生蒸汽回流，塔顶冷凝造成液体回流。我们工科大学生应具有较高的综合能力、解决实际生产问题的能力和创新的能力。课程设计是一次让我们接触并了解实际生产的大好机会，我们应充分利用这样的机会去认真去对待。而新颖的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持努力的方向和追求的目标。浮阀塔盘自20世纪50年代初期开发以来，由于制造方便与其性能上的优点，很多场合已取代了泡罩塔盘。这类塔盘的塔盘板开有阀孔，安置了能在适当围上下浮动的阀片，其形状有圆形、条形与方形等。由于
7、浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷围，均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也较小。与泡罩塔盘相比，处理能力较大，压力降较低，而塔板效率较高，缺点是阀孔易磨损，阀片易脱落。操作气速不可能会很高，因为会产生严重的雾沫夹带，这就限制了生产能力的进一步提高。 具有代表性的浮阀塔有F1型V1型浮阀塔板、重盘式浮阀塔、盘式浮阀、条形浮阀与锥心形浮阀等。设计方案的选择和论证1 设计流程本设计任务为别离苯_甲苯混合物。对于二元混合物的别离，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。
8、塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一局部回流至塔，其余局部经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易别离物系，最小回流比拟小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。连续精馏塔流程流程图 连续精馏流程附图图1-1 流程图 2 设计思路在本次设计中，我们进展的是苯和甲苯二元物系的精馏别离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的局部增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度别离，是精馏塔的根本原理。实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是浮阀式连续
9、精馏塔。蒸馏是物料在塔的屡次局部汽化与屡次局部冷凝所实现别离的。热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不表示。要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设置。在这里准备用全凝器，因为可以准确的控制回流比。此次设计是在常压下操作。 因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。回流比是精馏操作的重要工艺条件。选择的原如此是使设备和操作费用之和最低。在设计时要根据实际需要选定回流比。塔板工艺计算流体力学验算塔负荷性能图全塔热量衡算塔附属设备计算图1-2
10、设计思路流程图1、本设计采用连续精馏操作方式。2、常压操作。3、泡点进料。4、间接蒸汽加热。5、选R=Rmin。6、塔顶选用全凝器。7、选用浮阀塔。在此使用浮阀塔，浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的根底上开展起来的，它吸收了两者的优点，其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度，这样就可以防止过多的漏液。另外还具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，其多用不锈钢板或合金 。近年来所研究开发出的新型浮阀进一步加强了流体的导向作用和气体的分散作用，使气液两相的流动接触更加有效，可显著提高操作弹性和效率。从苯甲苯的相关物性中可看出它们可近
11、似地看作理想物系。而且浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷围，均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也较小。第一章 塔板的工艺设计根底物性数据 表1-1 苯、甲苯的粘度温度020406080100120苯甲苯 表1-2 苯、甲苯的密度温度020406080100120苯-甲苯 表1-3 苯、甲苯的外表力温度020406080100120苯 甲苯 表1-4 苯、甲苯的摩尔定比热容温度050100150苯 甲苯 表1-5 苯、甲苯的汽化潜热温度20406080100120苯 甲苯 物料衡算塔的物料衡算1苯的摩尔
12、质量：甲苯的摩尔质量：=2原料液与塔顶、塔底产品的平均摩尔质量：3物料衡算总物料衡算：即 1易挥发组分物料衡算： 即 2塔的物料衡算 总物料衡算：D+W=100100解得： D= W=平衡线方程确实定由文献1中苯与甲苯的汽-液平衡组成可以找出算出。如表1-6 苯甲苯的t-x-y相平衡数据苯摩尔分数温度苯摩尔分数温度液相气相液相气相=同理可算出其它的从而推出所以平衡线方程取操作回流比。求精馏塔的气液相负荷操作线方程精馏段操作线方程为：提馏段操作线方程为：用逐板法算理论板数同理可算出如下值：所以总理论板数为13块包括再沸器，第7块板上进料。实际板数的求取由苯与甲苯不同温度下的平衡组成作出其二元液相图。由图可知对应的温度为塔底温度，查得为。由它们的安托因方程2假设一个泡点t,代入上式检验，可知只有时，算出的，所以塔顶的温度为。这样，平均塔温为。由经验式3式中，相对挥发度；加料液体的平均粘度；与为塔顶与塔底平均温度时的数值。在苯的粘度：厘泊。 甲苯的粘度：厘泊。加料液体的平均粘度：厘泊。精馏段实际板层数 提馏段实际板层数 进料温度的计算依式=0.49查苯甲苯的气液平衡数据，由插法求得：精馏段平均温度：提馏段平均温度：1.3.2 操作压强塔顶压强取每层塔板压降P=0.7k
