苯-甲苯精馏塔课程设计.docx

课程设计任务书
一、课题名称
苯——甲苯混合体系分离过程设计
二、课题条件(原始数据)
1、设计方案的选定
原料:苯、甲苯
年处理量:t
原料组成(甲苯的质量分率):
塔顶产品组成:
塔底产品组成:
2、操作条件
操作压力:常压
进料热状态:泡点进料
冷却水:20
加热蒸汽:
塔顶为全凝器,中间泡点进料,连续精馏
3、设备型式:筛板塔
三、设计内容
1、概述
2、设计方案的选择及流程说明
3、塔板的计算(板式塔)
4、主要设备工艺尺寸设计
板式塔:(1)塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定
(2)塔板的流体力学校核
(3)塔板的负荷性能图
(4)总塔高、总压降及接管尺寸的确定
5、辅助设备选型与计算(泵、塔顶冷凝器和塔釜再沸器)
6、设计结果汇总
7、工艺流程图
设计内容
摘要:精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下,确定设计方案,设计内容包括精馏塔工艺设计计算,塔辅助设备设计计算,精馏工艺过程流程图,精馏塔设备结构图,设计说明书。
关键词:板式塔;苯--甲苯;工艺计算;结构图
简介
塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递,气液相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流向上(也有并流向下者)与液相接触进行质热传递,气液相组成沿塔高连续变化,属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是:(1)生产能力大;(2)传热、传质效率高;(3)气流的摩擦阻力小;(4)操作稳定,适应性强,操作弹性大;(5)结构简单,材料耗用量少;(6)制造安装容易,操作维修方便。此外,还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类:(1)有降液管的塔板,如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板;(2)无降液管的塔板,如穿流式筛板(栅板)、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板,如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
℃,℃,在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,,但其分子质量比水重。苯难溶于水,;但苯是一种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。
甲苯是最简单,最重要的芳烃化合物之一。在空气中,甲苯只能不完全燃烧,火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃,沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味(与苯的气味类似),在常温常压下是一种无色透明,清澈如水的液体, ,对光有很强的折射作用(折射率:1,4961)。甲苯几乎不溶于水(0,52 g/l),但可以和二硫化碳,酒精,***以任意比例混溶,在***仿,***和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0,6 mPa s,也就是说它的粘稠性弱于水。 kJ/kg,闪点为4 ℃,燃点为535 ℃。
分离苯和甲苯,可以利用二者沸点的不同,采用塔式设备改变其温度,使其分离并分别进行回收和储存。板式精馏塔、浮法塔都是常用的塔类型,可以根据不同塔各自特点选择所需要的塔。
筛板是在塔板上钻有均布的筛孔,呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层,形成气液密切接触的泡沫层(或喷射的液滴群)。筛板塔是1932年提出的,当时主要用于酿造,其优点是结构简单,制造维修方便,造价低,气体压降小,板上液面落差较小,相同条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄,小孔径筛板易堵塞,不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性,对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板,故近年我国对筛板的应用日益增多,所以在本设计中设计该种塔型。
二、设计方案的确定

确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指标。例如组分的分离顺序、塔设备的型式、操作压力、进料热状态、塔顶蒸汽的冷凝方式等。下面结合课程设计的需要,对某些问题作些阐述。

蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时,必须根据所处理物料的性质,兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。例如,采用减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料,但压力降低将导致塔径增加,同时还需要使用抽真空的设备。对于沸点低、