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苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计

苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计
苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计

第1章设计方案

1.1 设计方案

1.1.1装置流程的确定

精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分冷凝精馏分离,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。为此在确定装置流程时应考虑余热的利用。

另外,为保持塔的操作稳定性,流程中用泵直接将原料送入塔内。

塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。

1.1.2加料热状况的选择

设计中采用泡点进料。虽然进料方式有多种,但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响,塔的操作比较容易控制;此外,饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同,无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易,为此,本次设计中采取饱和液体进料

1.1.3回流比的选择

回流比的确定,是精馏塔设计中的一个关键性问题。它确定的合理与否,直接影响到所设计的塔能否正常操作及投资的大小。

首先根据物系的性质及进料状况确定最小回流比,再根据最小回流比选定几个回流比,通过作图,从中找出适宜的操作回流比。

1.2 确定设计方案的原则

1.满足工艺和操作要求

2.满足经济上的要求

3.保证安全生产

第2章工艺计算及主体设备设计2.1 设计条件及基础数据

2.1.1 苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计

1.处理量:4.8万吨/年;

2.料液组成(质量分数,下同):乙苯:30%,苯:70%;

3.塔顶产品组成:塔顶的乙苯含量低于2.0%;

4. 塔底产品组成:残液中乙苯含量不得少于94%

5.年工作生产时间:330天。

2.1.2 基础数据

2.2 物料衡算及塔板数的确定

2.2.1全塔物料衡算

1.原料液及塔顶,塔底产品的摩尔分数

=(0.7/78)/(0.7/78+0.3/106)=0.7602

X

F

X

=(0.98/78)/(0.98/78+0.02/106) =0.9852

D

X

=(0.06/78)/(0.06/78+0.94/106)=0.0798

W

2. 塔底产品的平均摩尔质量

0.079878(10.0798)106W M =?+-?=103.8kg/kmol

所以:W=7

4.81033024103.8

???=58.39Kmol/h

3.全塔物料衡算

F=D+W ;FX F =DX D +WX W

即:F=D+58.39

0.7602×F=0.9852×D+39.51×0.0798 则:可知F=234.96Kmol/h ;D=176.57Kmol/h

2.2.2平均相对挥发度α的计算

0lg /()P A B t C =-+①;将P=101.325 KPa 代入①式,在分别代入苯和乙苯的A 、B 、C

得苯的沸点为80.05,乙苯的沸点为136.15℃。

)/()(o B o A o B A p p p p x --= ②;A o A A x P p y ?=)/( ③ 用公式①、②、③计算不同温度下的a y x p p o

B o A

、、、、

n n m a a a a /121)......( =5.0333

作t-x-y 图,见附图一,由XD=0.9852,XW=0.0798 ; 查得:塔顶t=82℃ ,塔底t=117.9℃。

2.2.3 回流比R 及塔板数的确定

取泡点进料即:q = 1

所以:

Rmin=

(1)1]11D D F F x x α-x ×[-α--x =10.9852(10.9852)]10.760210.7602

5.033?-×[-5.033-- = 0.2424

当R = (1.1~2.0)Rmin 时:先进行逐板计算,通过Excel编辑公式,确定在不同的回流比下的理论塔板数。

由此N-R图,见回附图二知取回流比R=1.5Rmin=0.3636

2.2.4 实际塔板层数的确定

已知塔顶t=82℃塔底t=117.9℃由化工流体流动与传热(第二版)查液体黏度共线图得:

μ顶=)1(5.402.30D D X X -?+?=0.32×0.9852+(1-0.9852)0.45=0.322mPa ﹒s

)1(29.02.20W W X X -?+?=底μ=0.22×0.0798+(1-0.0798)0.29=0.288mPa ﹒s

2

顶μμμ+=

05.302

88

.2022.30=+=

mPa ﹒s

4.40)(9.404

5.20==-L T E αμ P N =

T T N E =.9154

.407= 所以:Np=16即实际板数为16块(不包括再沸器)

精馏段塔板数74.403

≈=精P N

提馏段塔板数94

.404

≈=提P N (不包括再沸器)

所以第8层为进料板

2.3 塔和塔板主要工艺尺寸的设计

2.3.1设计中参数的确定

(1)平均组成

a.t-x-y 图和F X 可得x =0.842;y =0.969

2.8)

8682(2)+=+=进顶精(T T t m =84.4℃ =+=+=2

.8)

86.9117(2)底进提(T T t m 102.35℃

b.根据精m t 与t-x-y 图可知精馏段的平均气液相组成x=0.842 y=0.969

c.塔顶压力顶p =101.3+4=105.3kPa 进料板压力进p =101.3+0.7?8=106.9kPa 塔底压力底p =101.3+0.7?16=116.5kPa

精馏段平均压力精p =(105.3+106.9)/2=106.1kPa 提馏段平均压力提p =(105.3+116.5)/2=111.7kPa (2)求Vs 及v ρ

① 精馏段气相体积流率 Vs=(R+1)D ×22.4×

m T T 精×

P

P 0

=1.3636 ×176.57×22.4×15.273/)15.2734.84(+×1

.1063

.101 =67403

m

h

=1.873

m

s

Mm =y M A + (1-y )M B = 0.969×78+(1-0.969)×106 =78.90Kg/Kmol

v ρ=

m

m PM RT 精

=2.816 3Kg m

② 精馏段液相体积流率

Mm=M A x +(1-x )M B =78×0.842+106×(1-0.842) = 82.42Kg/Kmol

αA =

B A A

M x xM xM )1(-+=106

)842.01(78842.078842.0?-+??=0.7968

A ρ=912-1.187t=912-1.187×84.4=811.83

Kg

m

B ρ=363310245.21081.1359.11166t t t -?-?+- =809.23

Kg

m

ρL =

11A A A B -+ααρρ = 2

.8097968

.018.8117968.01

-+=811.273Kg m

Ls =

m L

LM ρ = m

L RDM ρ =6.5233m h

③ 精馏段表面张力的确定

从2.1.2 基础数据中可查得80℃时: 苯的表面张力为21.27 mN

m

,乙苯的表面张力为 22.92 mN

m

mc

i ic T

x T =∑=0.842×289.2+

(1-0.842)×619=341.97℃ 2

.12

212][T T T T C C --=σσ 2.1]80-7.9341.4847.9341[

7

.221-=苯

σ 2

.1]80

-7.9341.4847.9341[.9222-=乙苯σ

苯σ=20.77mN

m

乙苯σ=22.77mN

m

故精馏段:σm = (1)

x x +-A B

A B σσσσ= 22.42mN m

2.3.2提馏段参数的确定

(1)平均组成

由提馏段平均温度查气-液相平衡图(见附图)可得:x =0.4175 ,y =0.781 (2)Vs 及ρv 的确定 ① 提馏段气相体积流率

Vs = (R+1)D ×22.4×

0m T T 提×P

P

0 =1.363×176.57×22.4×15.273/)15.2735.3102(+×.7

1113

.101 = 6723.83 3

m

h

=1.8683

m

s

Mm =y M A + (1-y )M B = 0.781×78+(1-0.781)×106=84.132Kg/kmol ρV =

m

m PM RT 提

=3.177 3Kg m

② 提馏段液相体积流率

Mm = M A x +(1-x )M B =78×0.475+106×(1-0.475) =92.18Kg/Kmol

αA =B A A

M x xM xM )1(-+=106)41751(784175.0784175.0?-+?? = 0.3453

A ρ=912-1.187t=912-1.187×102.35=790.53

Kg

m

B ρ=363310245.21081.1359.11166t t t -?-?+-=792.543

Kg

m

ρL =

11A A

A B -+ααρρ =4

.57923453.01.57903453.01

-+= 791.8 3Kg m

Ls =

m L LM ρ = ()m

L

RD qF M +ρ =34.833m h

从2.1.2 基础数据中可查得80℃时:

苯的表面张力为21.27 mN

m

, 乙苯的表面张力为22.92 mN

m

mc

i ic T

x T =∑=0.4175×289.2+(1-0.0.4175)×619=497.94℃

2.1]80-4.94975.31024.9497[

7

.221-=苯

σ;2.1]80

-4.949735.1024.9497[.9222-=乙苯σ

苯σ=20.02mN

m

乙苯σ=21.64mN

m

故提馏段:σm = (1)

x x +-A B

A B σσσσ= 20.66mN m

2.4 塔设备参数的确定

2.4.1 塔径的计算

(1) 以精馏段数据为准

选取板间距m H T 38.0=,板上液层高度m h l 06.0=进行相关计算。 由前面计算知:3/97.930m kg L =ρ,3/276.1m kg V =ρ,

s m h m V S /985.2/11.1074733==,h m L S /13.53=

相关参数为:

m h H L T 32.0006.038.0=-=-=δ

V l = 0.5

S

S

L

V ?? ???

L V ρρ=3.6740523

.6)816.227.811(5.0=0.0164 a=32 6.4695- 5.54962.65624.531-δδδ++=-3.494

53253.01.32121.39- 107.9-0.474675b 32-2-=+?+=δδδ 0.0772- 0.431960.49123-0.08830710-7.29c 32-2=++?=δδδ

[

]2

20)(lg )lg(exp v v l c l b a C ++=

[

]

0611.0)0164.0(lg 77204.00)0164.0lg(532528.0494351.3ex p 2=-+-=

所以: C = C 200.220σ?? ???

=0.0611×2

.02077.20???

??=0.062

m ax u

×

816

.2816

.227.811-=1.064m/s

u=7 m ax u = 0.7×1.064=0.7454m s

故:

7454.014.387

.14?? =1.79m

圆整为D=1.8m

校核:u = 2

4Vs D π= 28.114.387

.14??=0.7316m/s

max

u u =0.7316/1.064=0.69,在0.6~0.8之间,因此满足要求。

(2) 以提馏段数据为准

选取板间距m H T 4.0=,板上液层高度m h l 06.0=进行相关计算。 故m h H L T 34.0006.04.0=-=-=δ

V l = 0.5

S

S

L

V ?? ???

L V ρρ=3.6740523

.6)177.38.791(5.0 = 0.0818 a=32 6.4695- 5.54962.65624.531-δδδ++=-3.24087

5566.01.32121.39- 107.9-0.474675b 32-2-=+?+=δδδ 0.08268- 0.431960.49123-0.08830710-7.29c 32-2=++?=δδδ

所以:

[]

[

]

06499

.0)01818.0(lg 77204.00)01818.0lg(532528.0494351.3exp )(lg )lg(exp 2

2

20=-+-=++=v v l c l b a C

C = C200.220σ?? ???

=0.6499×2

.02066.20???

??= 0.06542

m ax u

×

177

.3177

.38.791-=1.0307m/s

u = 0.7 m ax u = 0.7×1.0307=0.7215m s

故:

7215.014.387

.14??=1.816 m 圆整为D=1.8m 校核:u = 2

4Vs D π=28.114.3868

.14??= 0.7343m/s

max

u u =0.7343/1.0307= 0.6039,在0.6~0.8之间,因此满足要求。

由以上数据可得提馏段的塔径和精馏段的塔径相同,取全塔径为D =1.8m 因此以后的数据均以提馏段数据为准。

2.4.2塔板数的选择与计算

由上述计算可知塔径为1.8m , 因此选单流型塔板和弓形降液管 (1)溢流堰

①堰长的确定

单溢流型塔板堰长w L 一般为(0.6~0.8)D ,其中D 为塔径。

w L =0.6D=0.6×1.8=1.08 m

校核:

w h l l =08

.1523.6=6.0398<100-300故选择合理 其中:w L ----------溢流堰长,m h L ----------液体流量,h m /3 ②堰上液层高度

3

/2100084.2???

?

??=w h ow l l E h

3

/208.1523.61100084.2?

?

? ???=ow h =0.009419

式中:w L ----------堰长,m ;

E-----------液流收缩系数,一般情况取1。

③堰高

w h =ow ow h h -=0.06-0.009419 =0.0506m (2)降液管

①降液管的宽度d W 与截面积f A 的确定 由于

D l w

=0.6查弓形降液管的宽度与面积图得

Wd/D=0.11 ,T

f A A

= 0.055

所以:塔截面积:222543.28.14

14

.34

m D A T =?=

=

π

降液管截面积: 21399.0543.2055.0055.0m A A T f =?==

降液管宽度:m W d 198.08.111.0=?= 液体在降液管内停留的时间为:34.293600

523.638

.01399.0=?=

=

s

T f l H A θS

因为要求液体在降液管内的停留时间大于3-5秒,所以所选的降液管的宽度Wd 与截面积f A 合理。 ②降液管底隙高度ho

降液管底隙高度即液管下端与塔板间的距离,以o h 表示。为了保证良好的液封,又不致使液流阻力太大,一般取为:m h h W o )012.0~006.0(-=。 所以:0404.0~0500.0)012.0~006.0(0506.0)012.0~006.0(=-=-=W o h h

取其平均值为:0452.02

0500

.00404.0=+=o h >025.0~02.0m ,

故所选0.0406合理。

(3)塔板布置 ①开孔区的计算

垂直弓形降液管的单流型塔板可按式子计算:

?????

?

+-=-)(sin 18021222R x R x R x A a π

其中:a A ----------鼓泡区面积,m 2

)()2/(S d W W D x +-=,可选择m mm W s 07.070==,m mm W c 04.040==所以

632.0)07.0198.0(2

8

.1)()2/(=+-=

+-=S d W W D x m 86.004.02

8

.12/=-=-=C W D R )(m 所以鼓泡区面积为:

2

1222122296.1)86.0632.0(sin 86.018014.3632.086.0632.02)(sin 1802m R x R x R x A a =?????

?

?+-=??????+-=--π ②溢流区

取降液管面积f A =,

f A =0.1399m 2

③安定区 根据经验值选定:

溢流堰前的安定区:m W 07.0s = 进口堰后的安定区:m W 07.0s = ④无效区

同上也可根据经验值选定: (4)浮阀塔的开孔率及阀孔排列 ①浮阀数目的确定

F1型浮阀的孔径d 0 = 0.039 m

(F 0)c = (u 0 综合塔板效率、板压降、及生产能力,一般希望浮阀刚刚全开时操作。所以(F 0)c=9-12

u 0 =(u 0

= 5.36~7.15m/s

取u 0=5.6m/s n =

2004()c Vs d u π =6

.5039.014.387

.142??? = 276.9=277(个)

②阀孔的排列

由于塔径D=1.8 m 较大,因此塔板要分块。浮阀一般按等腰三角形排列,底边为75mm ,三角形高度h 取70 mm 。 ③核算阀孔动能因数o F 及开孔率 实际阀孔个数:N =284 阀孔气速:u 0 =

204Vs Nd π = 284

039.014.387

.142??? = 5.51 m/s 阀孔动能因数: o F = u

=5.51×816.2 = 9.24,在9 ~12之间,故合理。

开孔率:? =2

0d N D ??

???

=()2

2

8.1039.0184? = 13.3% 在10~14%之间,也合理。

2.4.3塔板的流体力学验算

(1)气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降)

气体通过一层浮阀塔时的压强降为:

σp p p p l c p ?+?+?=?

其中:p p ?----------气体通过一层浮阀塔板的压降,Pa ; c p ?----------气体克服干板阻力产生的压强降,Pa ;

l p ?----------气体克服板上充气液层的静压强产生的压强降,Pa ; σp ?----------气体克服液体表面张力产生的压强降,Pa 。 习惯上,常把压强降折合成塔内液体柱高度表示,所以上式可写为:

σ

h h h h l c p ++=

式中:p h ----------与p p ?相当的液柱高度,m ,p

p L p h g

ρ?=;

c h ----------与c p ?相当的液柱高度,m ; l h ----------与l p ?相当的液柱高度,m ; h σ----------与σp ?相当的液柱高度,m 。 ① 干板压降

计算干板压降前,首先确定临界孔速u 0c 对F1型重阀:u 0c

=

所以u 0 >u 0c 故浮阀未全开临界速度

h c = 2

v 05.342g

L u ρρ = 22.816 5.65.342811.279.8???? = 0.030 m

其中: o u ----------阀孔气速,m/s ; L ρ----------液体密度,kg/ m 3; v ρ----------气体密度,kg/ m 3。 ② 板上充气液层阻力l h 一般的经验公式计算l h :

l o L h h ε==0.5 ?0.06=0.03m

其中:l h ----------板上液层高度,m ;

o ε----------反映上液层充气程度的因数,称为充气因数,无因次。 液相为水时,o ε=0.5;为油相是o ε=35.0~2.0;为碳水化合物时,o ε=5.0~4.0,故可以选择o ε=0.5。 ③表面张力引起的阻力

σh 此阻力很小可忽略

则:h p =0.03+0.03=0.06 m(液柱) 故单板压降:

p p ?= h p L g σ = 0.06×811.27×9.81 = 477.5Pa

小于所要求的700Pa ,因此满足要求。 (2)液泛验算

溢流管内的清液层高度:

H d =h p +h d +h L

式中:d h ----------与液体流过降液管的压强降相当的液柱高; l h ----------板上液层高度,m

p h ----------上升气体通过一层塔板所相当的液柱高度,m 。 因为:p h =0.03m ;l h =0.03m 又因为板上装有进口堰:

h d =2

00.2Ls Lwh ?? ??

?

式中:S L ----------液体体积流量,m/s w l ----------堰长,m

o h ----------降液管底隙高度,m

2

4

6.5230.2 3.4101.080.04063600d h -??==? ?????× m

故:

H d =0.03+0.03+3.4×10-4=0.06034 m

为防止液泛,通常H d 不大于?(H T +h w ),取校正系数?=0.35;

则有:?(H T +h w )=0.35×(0.38+0.06034)=0.154>H d ,故不会产生液泛 (3)雾沫夹带验算 大塔:泛点率<80%

直径0.9m 以下塔:泛点率<70%

减压塔:泛点率<75%

泛点率

100 F b

%

其中:K----------物性系数。对无泡正常系统K=1.0;

Z L ----------板上液体的流经长度,m。对于单溢流塔板Z

L

=D-2W

d

=1.8-2×

0.198 = 1.404m;其中D为塔径,

d

W为弓形降液管高度;

A b ----------板上液泛面积,2

m。对于单溢流塔板A b=A T-2A f=2.543-2×

0.1399 =2.263 m2;

C F ----------泛点负荷系数,查图可得C

F

=0.118。

则:

泛点率

= 47.06<80﹪,可见雾沫

夹带均在允许范围内。

第3章 塔板负荷性能图

3.1雾沫夹带上限

因为D=1.8m>0.9m,所以取泛点率为80﹪代入泛点率计算公式:

泛点率

100F b

%

100%

可得雾沫夹带上限方程为V s =-33.9Ls+3.6

3.2 液泛线

塔板的适宜操作范围应在液泛线以下,否则将会发生液泛,使塔不能正常操作。 由于存在:

h L +h d +h p =?(H T +h w )

可整理出:

aV s 2=b-cL s 2-dL s 2/3

其中:a = 1.91×105×

2

V L N ρρ

= 1.91×105×

2

2.816

0.07567296=?811.27

b = 0(1)T W H h ??ε+--

= 0.35×0.38+(0.35-1-0.5) ×0.0506 = 0.132

c =

2200.153W l h = 22

0.153

79.581.080.0406=× d = 02/30.667(1)W E

l ε+ = 2/3

0.667

1.5 1.08

× = 0.95 所以:222/3S s s

aV b cL dL =--,0.0076V s 2=0.13-79.6L s 2-0.95L s 2/3 3.3 液体负荷上限线

当降液管尺寸一定,若液体流量超过某一限度使液体在降液管中停留的时间过短,则其中气泡来不及释放就被带入下一层塔板,造成气相返混,降低塔板效率。 液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3—5s,以t=5计算.

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

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:108000t 原料组成(甲苯的质量分率):0.5 塔顶产品组成:%99>D x 塔底产品组成:%2

设计容 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 一、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。根据塔气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。板式塔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:(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。 苯的沸点为80.1℃,熔点为5.5℃,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,密度为0.88g/ml,但其分子质量比水重。苯难溶于水,1升水中最多溶解1.7g苯;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,密度为0.866克/厘米3,对光有很强的折射作用(折射率:1,4961)。甲苯

浮阀塔的设计示例

浮阀塔设计示例 设计条件 拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物,决定采用F1型浮阀(重阀),试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。 气相流量V s = 1.27m3/s;液相流量L s = 0.01m3/s; 气相密度ρV = 3.62kg/m3;液相密度ρL = 734kg/m3; 混合液表面张力σ= 16.3mN/m,平均操作压强p = 1.013×105Pa。 设计计算过程 (一)塔径 欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。适宜空塔速度u一般为最大允许气速u F的0.6~0.8倍 即: u=(0.6~0.8)u F 式中C可由史密斯关联图查得,液气动能参数为: 取板间距H T =0.6m,板上液层高度h L =0.083m,图中的参变量值H T-h L=0.6-0.083 =0.517m。根据以上数值由图可得液相表面张力为20mN/m时的负荷系数C20=0.1。由所给出的工艺条件校正得: 最大允许气速: 取安全系数为0.7,则适宜空塔速度为:

由下式计算塔径: 按标准塔径尺寸圆整,取D = 1.4m; 实际塔截面积: 实际空塔速度: 安全系数:在0.6~0.8范围间,合适。 (二)溢流装置 选用单流型降液管,不设进口堰。 1)降液管尺寸 取溢流堰长l w=0.7D,即l w/D=0.7,由弓形降液管的结构参数图查得:A f/A T=0.09,W d/D=0.15 因此:弓形降液管所占面积:A f=0.09×1.54=0.139(m2) 弓形降液管宽度:W d=0.15×1.4=0.21(m2) 验算液体在降液管的停留时间θ, 由于停留时间θ>5s,合适。 2)溢流堰尺寸 由以上设计数据可求出: 溢流堰长 l w=0.7×1.4=0.98m 采用平直堰,堰上液层高度可依下式计算,式中E近似取1,即

苯氯苯板式精馏塔工艺设计说明书

苯氯苯板式精馏塔工艺设计说明书 1 2020年5月29日

苯-氯苯板式精馏塔工艺设计设计说明书

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 一、设计题目 试设计一座苯—氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯60000吨,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%(以上均为质量%)。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,泡点进料; 3.回流比,2R min; 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa(表压); 5.单板压降不大于0.7kPa; 6.年工作日300天,每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明; 2.塔的工艺计算; 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算; 4.塔内流体力学性能的设计计算; 5.塔板负荷性能图的绘制; 6.塔的工艺计算结果汇总一览表; 7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制; 8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据

文档仅供参考 1 2020年5月29日 1.组分的饱和蒸汽压οi p (mmHg) 2.组分的液相密度ρ(kg/m 3) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14. 1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m) 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01238.01 2??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其它物性数据可查化工原理附录。

苯-甲苯体系板式精馏塔设计

化工原理课程设计 设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计 化工原理课程设计任务书 ?设计任务 分离含苯35% ,甲苯65%的二元均相混合液,要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。(以上均为质量分率) 物料处理量:20000吨/年。(按300天/年计) 物料温度为常温(可按20℃计)。 ?设计内容 设计一常压下连续操作的板式精镏塔,设计内容应包含: 方案选择和流程设计; 工艺计算(物料、热量衡算,操作方式和条件确定等),主要设备的工艺尺寸计算(塔高、塔径); 主体设备设计,塔板选型和布置,流体力学性能校核,操作负荷性能图,附属设备选型; 绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图; (设计图纸可手工绘制或CAD绘图) ?计算机辅助计算要求 物性计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序;

②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。 气液相平衡计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序; ②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。 精馏塔计算 ①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序; ②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。 采用上述程序对设计题目进行计算 ?报告要求 设计结束,每人需提交设计说明书(报告)一份,说明书格式应符合毕业论文撰写规范,其内容应包括:设计任务书、前言、章节内容,对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明,必要时可附程序清单;说明书中各种表格一律采用三线表,若需图线一律采用坐标纸(或计算机)绘制;引用数据和计算公式须注明出处(加引文号),并附参考文献表。说明书前后应有目录、符号表;说明书可作封面设计,版本一律为十六开(或 A4幅面)。 摘要 化工生产和现在生活密切相关,人类的生活离不开各色各样的化工产品。设计化工单元操作,一方面综合了化学,物理,化工原理等相关理论知识,根据课程任务设计优化流程和工艺,另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。 本次设计旨在分离苯和甲苯混合物,苯和甲苯化学性质相同,可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识,根据物系物理化学特性及热力学参数,对精馏装置进行选型和优化,对于设备的直径,高度,操作条件(温度、压力、流量、组成等)对其生产效果,如产量、质量、消耗、操作费用

苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计

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: 1p atm = 处理量: 100Kmol h 进料组成: 0.45f x = 馏出液组成: 98.0=d x 釜液组成: 02.0=w x (以上均为摩尔分率) 塔顶全凝器: 泡点回流 回流比: min (1.1 2.0)R R =- 加料状态: 0.96q = 单板压降: 0.7a kp ≤ 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 ........................................................................................................................................................................... I 绪论 (1) 设计方案的选择和论证 (3) 第一章塔板的工艺计算 (5) 1.1基础物性数据 (5) 1.2精馏塔全塔物料衡算 (5) 1.2.1已知条件 (5) 1.2.2物料衡算 (5) 1.2.3平衡线方程的确定 (6) 1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (7) 1.2.5操作线方程 (7) 1.2.6用逐板法算理论板数 (7) 1.2.7实际板数的求取 (8) 1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9) 1.3.1进料温度的计算 (9) 1.3.2操作压力的计算 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 1.3.3平均摩尔质量的计算 (9) 1.3.4平均密度计算 (10) 1.3.5液体平均表面力计算 (11) 1.3.6液体平均粘度计算 (12) 1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12) 1.4.1塔径的计算 (12) 1.4.2精馏塔有效高度的计算 (14) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (14) 1.5.1溢流装置计算 (14) 1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (15) 1.7塔板流体力学验算 (16) 1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (16) 1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (17) 1.7.3计算雾沫夹带量e V (18) 1.8塔板负荷性能图 (19) 1.8.1雾沫夹带线 (19) 1.8.2液泛线 (19) 1.8.3 液相负荷上限线 (21) 1.8.4漏液线 (21) 1.8.5液相负荷下限线 (21) 1.9小结 (22) 第二章热量衡算 (23) 2.1相关介质的选择 (23) 2.1.1加热介质的选择 (23) 2.1.2冷凝剂 (23) 2.2热量衡算 (23) 第三章辅助设备 (28)

苯氯苯板式精馏塔工艺设计方案

化工原理课程设计——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 工艺计算书 目录

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 一.设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%<以上均为质量%)。 二.操作条件 1.塔顶压强4kPa<表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压>; 5.单板压降不大于0.7kPa; 三.塔板类型 筛板或浮阀塔板

四.工作日 每年300天,每天24小时连续运行。 五.厂址 厂址为天津地区。 六.设计内容 1.精馏塔的物料衡算; 2.塔板数的确定; 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算; 5.塔板主要工艺尺寸的计算; 6.塔板的流体力学验算; 7.塔板负荷性能图; 8.精馏塔接管尺寸计算; 9.绘制生产工艺流程图; 10.绘制精馏塔设计条件图; 11.绘制塔板施工图<可根据实际情况选作); 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 七.设计基础数据 苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据 ×

符号说明: a ——填料的有效比表面积,㎡/m3——填料的总比表面积,㎡/m3 a t ——填料的润湿比表面积,㎡/m3 a w ——塔板开孔区面积,m2 A a ——降液管截面积,m2 A f ——筛孔总面积,m2 A ——塔截面积,m2 A t ——流量系数,无因次 c C——计算umax时的负荷系数,m/s d ——填料直径,m d ——筛孔直径,m 0 D ——塔径,m D ——液体扩散系数,m2/s L D ——气体扩散系数,m2/s V e ——液沫夹带量,kg(液>/kg(气> v E——液流收缩系数,无因次 ——总板效率,无因次 E T F——气相动能因子,kg1/2/(s.m1/2> ——筛孔气相动能因子, F g——重力加速度,9.81m/s2 h——填料层分段高度,m HETP关联式常数 ——进口堰与降液管间的水平距离,m h 1 h ——与干板压降相当的液柱高度,m液柱 c h ——与液体流过降液管的压降相当的液柱高度,m d h ——塔板上鼓泡层高度,m f ——与板上液层阻力相当的液柱高度,m液柱 h l h ——板上清液层高度,m L ——允许的最大填料层高度,m h max h ——降液管的低隙高度,m ——堰上液层高度,m h OW h ——出口堰高度,m W ——进口堰高度,m h’ W h δ——与克服表面张力的压降相当的液柱高度,m液柱

年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计

BeiJing JiaoTong University HaiBin College 化工原理课程设计 说明书 题目:年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续 精馏塔的设计 院(系、部):化学工程系 姓名: 班级: 学号: 指导教师签名: 2015 年4 月12 日

摘要 目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔,对于二元混合物的分离,应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀,气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触,浮阀可根据气体流量的大小上下浮动,自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算,塔板的布置,塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。 关键词:气液传质分离;精馏;浮阀塔

ABSTRACT Currently,the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map. Key words:gas-liquid mass transfer;rectification;valve tower

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计

- 专业课程设计——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 : 学号: 指导老师: 时间:

目录 设计任务书 (2) 一.设计题目 (2) 二.操作条件 (2) 三.塔板类型 (2) 四.工作日 (3) 五.厂址 (3) 六.设计容 (3) 七.设计基础数据 (3) 符号说明 (4) 设计方案 (8) 一.设计方案的确定 (8) 二.设计方案的特点 (9) 三.工艺流程 (9) 工艺计算书 (12) 一.设计方案的确定及工艺流程的说明 (12) 二.全塔的物料衡算 (12) 三.塔板数的确定 (13) 四.塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (16) 五.精馏段的汽液负荷计算 (19) 六.塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (20)

七.塔板负荷性能图 (25) 八.附属设备的的计算及选型 (28) 筛板塔设计计算结果 (38) 设计评述 (41) 一.设计原则的确定 (41) 二.操作条件的确定 (41) 参考文献 (44) 苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 设计任务书 一.设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯10000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%,原料液中含氯苯为35%(以上均为质量分数)。二.操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔底加热蒸汽压力:0.506MPa(表压); 5.单板压降:≤0.7kPa; 三.塔板类型 筛板或浮阀塔板(F1型)。

四.工作日 每年330天,每天24小时连续运行。 五.厂址 地区。 六.设计容 1.精馏塔的物料衡算; 2.塔板数的确定; 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算; 5.塔板主要工艺尺寸的计算; 6.塔板的流体力学验算; 7.塔板负荷性能图; 8.精馏塔接管尺寸计算; 9.绘制生产工艺流程图; 10.绘制精馏塔设计条件图; 11.绘制塔板施工图(可根据实际情况选作); 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论。七.设计基础数据 苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据

苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计

精馏塔设计 苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计 1.课程设计的目的 课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练,在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用,通过课程设计就以下几个方面要求学生加强训练 1.查阅资料选用公式和搜集数据的能力 2.树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。3.迅速准确的进行工程计算(包括电算)的能力。 4.用简洁文字清晰表达自己设计思想的能力。 2 课程设计题目描述和要求 精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)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应用。精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。 本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔,板空上安装浮阀,具体工艺参数如下: 原料苯含量:质量分率= (30+0.5*学号)% 原料处理量:质量流量=(10-0.1*学号)t/h [单号] (10+0.1*学号)t/h [双号] 产品要求:质量分率:xd=98%,xw=2% [单号] xd=96%,xw=1% [双号] 2 工艺操作条件如下: 常压精馏,塔顶全凝,塔底间接加热,泡点进料,泡点回流,R=(1.2~2)Rmin。 3.课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先,苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书(精馏段部分) 化学与环境工程学院 化工与材料系 2004年5月27日

课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%(以上均为质量%)。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa; 5.单板压降不大于0.7kPa; 6.年工作日330天,每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明; 2.塔的工艺计算; 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算; 4.塔内流体力学性能的设计计算; 5.塔板负荷性能图的绘制; 6.塔的工艺计算结果汇总一览表; 7.辅助设备的选型与计算; 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制; 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 p(mmHg) 1.组分的饱和蒸汽压ο i

2.组分的液相密度ρ(kg/m 3 ) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m ) 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103 kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01238.012??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其他物性数据可查化工原理附录。 附参考答案:苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分)

苯与甲苯连续精馏塔设计方案青海大学)

化工过程设 备设计 设计题目:设计一座处理苯——甲苯混合液的连续筛板式精馏塔设计人:旷天亮 班级:11级化工<3)班 学号:1120204009 设计时间:2018年12月 目录 课程设计任务书??????????????????2 第一章.设计概述??????????????????5 第二章.设计方案的确定及流程说明????????????????9 第三章.塔的工艺计算??????????????????12 第四章.塔和塔板主要工艺尺寸的设计????????????2?4 ??? (1)塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定????????????.24 (2)塔板的流体力学验算????????????????????..27

(3) 塔板的负荷性能图 ??????? (4>设计结果概要或设计结果一览表 ?? 第五章 .对本设计的评述和有关问题的分析讨论 化工原理课程设计二》任务书 (1> (一) 设计题目: 试设计一座苯 —甲苯连续精馏塔,要求进料量 5 吨/小时,塔顶馏出液中苯含量不低于 99%,塔底馏出液中苯含量不高于 2%,原料液中含苯 41%<以上均为质量 %)。 <二)操作条件 <1)塔顶压强 4kPa <表压) <2)进料热状况气液混合进料 <液:气 =1:2) <3)回流比自选 <4)单板压降不大于 0.7kPa <三)设备型式 : 筛板塔 <四)设备工作日 :每年 330天,每天 24 小时连续运行 <五)厂址 : 西宁地区 <六)设计要求: 1、 概述 2、 设计方案的确定及流程说明 3、 塔的工艺计算 4、 塔和塔板主要工艺尺寸的设计 (1) 塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定; .34 29 .33

苯甲苯精馏塔课程设计说明书

西北师大学 化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计

前言 课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容,是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后,进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼,更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。 此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备,它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中,料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔,塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分(称回流液)回入塔顶,其余作为塔顶产品(称馏出液)连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升,来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降,气液两相在塔实现多次接触,进行传质传热过程,使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关,还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程,必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统,即本次所设计的精馏装置。 课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节,是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识,还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力,特别是作为一名工科学生,还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会,我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务,为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。 虽然为此付出了很多,但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算,而对参数之间的相互关联缺乏认识,所以难免有不妥之处,望垂阅者提出意见,在此表示深切的意。 作者 2013年12月

年生产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计书

年产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计方案 第一部分工艺计算 设计方案 本设计任务为分离丙烯混合物,在常压操作的连续精馏塔分离丙-丙烯混合液:已知塔底的生产能力为丙烯3.6万吨/年,进料组成为0.50(苯的质量分率),要求塔顶馏出液的组成为0.98,塔底釜液的组成为0.02。 对于二元混合物分离采用连续精馏流程,设计中进料为冷夜进料,将原料液通过泵送入精馏塔,塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝,冷凝液一部分回流至塔,其余部分经产品冷却器冷却送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比小,故操作回流比取最小回流比的1.2倍。塔釜采用间接加热,塔底产品冷却后送至储罐。 1.1原始数据 年产量:2.9万吨丙烯 料液初温:25~35℃ 料液浓度: 50%(丙质量分率) 塔底产品浓度: 98%(丙烯质量分率) 塔顶苯质量分率不低于 97% 每年实际生产天数:330天(一年中有一个月检修) 精馏塔塔顶压强:4 kpa(表压) 冷却水温度:30℃ 饱和水蒸汽压力:2.5kgf/cm2(表压) 设备型式:浮阀塔 =45㎏/㎡,地质:地震烈度7级,土质为Ⅱ类场地土,气厂址:地区(基本风压:q 温:-20~40℃)

1.2选取塔基本参数 40.0=苯F x 60.0x F =甲苯 98.0y D =苯 02.0y F =甲苯 03.0x W =苯 97.0x W =甲苯 1.3确定最小回流比 1.3.1 汽液平衡关系及平衡数据 表1-1 常压下苯—甲苯的汽液平衡组成 1.3.2 求回流比 (1)M 苯=78.11 kg/mol, M 甲苯=92.13kg/mol 苯摩尔分率:XF=(50/78.11)/(50/78.11+50/92.13)=0.5412 XD=(97/78.11)/(97/78.11+3/92.13)=0.9744 XW=(2/78.11)/(2/78.11+98/92.13)=0.0235 表1-1 常压下丙烯的汽液平衡组成

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计说明

课程设计说明书 题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 院(系): 化学化工学院 专业年级: 化学2012级 姓名: 王*** 学号: 121****** 指导教师: **副教授 2015年10月

目录 1绪论 (1) 2 设计方案确定与说明 (1) 2.1设计方案的选择 (1) 2.2工艺流程说明 (2) 3 精馏塔的工艺计算 (2) 3.2精馏塔的操作工艺条件和相关物性数据的计算 (3) 3.2.1精馏塔平均温度 (4) 3.2.2气、液相的密度的计算 (4) 3.2.3混合液体表面力 (6) 3.2.4混合物的黏度 (7) 3.2.5相对挥发度 (8) 3.2.6 气液相体积流量计算 (8) 3.3塔板的计算 (9) 3.3.1操作线方程的计算 (9) 3.3.2实际塔板的确定 (10) 3.4塔和塔板主要工艺结构尺寸计算 (11) 3.4.1塔径的计算 (11) 3.4.2溢流装置 (13) 3.4.3 塔板布置及浮阀数目与排列 (15) 3.5 精馏塔塔板的流体力学计算 (17) 3.5.1精馏塔塔板的压降计算 (17) 3.5.2淹塔 (18) 3.6 塔板负荷性能计算 (18) 3.6.1 雾沫夹带线 (18) 3.6.2 液泛线 (19) 3.6.3 液相负荷上限 (20) 3.6.4 漏液线 (20) 3.6.5 液相负荷下限 (21) 3.6.6塔板负荷性能图 (21) 4 设计结果汇总表 (23) 5工艺流程图及精馏塔工艺条件图 (24) 6设计评述 (25)

1绪论 精馏塔作为石油化工行业最常用的化工设备之一,在当今工业中发挥了极其重要的作用。精馏塔通过物质的传质传热,将塔的进料中的物质分离,从而在塔顶和塔底分别获得人们需要的高浓度物质。苯与氯苯的分离,必须经过各种加工过程,炼制成多种在质量上符合使用要求的产品工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。筛板塔出现于1830年,很长一段时间被认为难以操作而未得到重视。泡罩塔结构复杂,但容易操作,自1854年应用于工业生产以后,很快得到推广,直到20世纪50年代初,它始终处于主导地位。第二次世界大战后,炼油和化学工业发展迅速,泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出,而结构简单的筛板塔重新受到重视。50年代起,筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。与此同时,还出现了浮阀塔,它操作容易,结构也比较简单,同样得到了广泛应用。而泡罩塔的应用则日益减少,除特殊场合外,已不再新建。60年代以后,石油化工的生产规模不断扩大,大型塔的直径已超过 10m。为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求,新型塔板不断出现,已有数十种。 工业生产对塔板的要求主要是:①通过能力要大,即单位塔截面能处理的气液流量大。②塔板效率要高。③塔板压力降要低。④操作弹性要大。⑤结构简单,易于制造。在这些要求中,对于要求产品纯度高的分离操作,首先应考虑高效率;对于处理量大的一般性分离(如原油蒸馏等),主要是考虑通过能力大。为了满足上述要求,近30年来,在塔板结构方面进行了大量研究,从而认识到雾沫夹带通常是限制气体通过能力的主要因素。在泡罩塔、筛板塔和浮阀塔中,气体垂直向上流动,雾沫夹带量较大,针对这种缺点,并为适应各种特殊要求,开发了多种新型塔板。 本文的主要设计容可以概括如下:1.设计方案的选择及流程;2.工艺计算; 3.浮阀塔工艺尺寸计算;4.设计结果汇总;5.工艺流程图及精馏塔工艺条件图 2 设计方案确定与说明 2.1设计方案的选择

化工原理课程设计苯-甲苯板式精馏塔设计

化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏板式塔的设计专业年级:11级化工本2 姓名:申涛 指导老师:代宏哲 2014年7月

目录 一序言 (3) 二板式精馏塔设计任务书 (4) 三设计计算 (5) 1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 1.2 精馏塔的物料衡算 (8) 1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18) 1.6 筛板的流体力学验算 (21) 1.7 塔板负荷性能图 (24) 四设计结果一览表 (30) 五板式塔得结构与附属设备 (31) 5.1附件的计算 (31) 5.1.1接管 (31) 5.1.2冷凝器 (33) 5.1.3 再沸器 (33) 5.2 板式塔结构 (34) 六参考书目 (36) 七设计心得体会 (36) 八附录......................................................................................... 错误!未定义书签。

一序言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计,要求更加熟悉工程设计的基本内容,掌握化工单元操作设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力,问题分析能力,思考问题能力,计算能力等。 精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)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应用。精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔将其分离。

苯氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书

苯氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计 算书 1

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苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书(精馏段部分) 化学与环境工程学院 化工与材料系 5月27日

课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%(以上均为质量%)。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa; 5.单板压降不大于0.7kPa; 6.年工作日330天,每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明; 2.塔的工艺计算; 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算; 4.塔内流体力学性能的设计计算; 5.塔板负荷性能图的绘制; 1 2020年5月29日

2 2020年5月29日 6.塔的工艺计算结果汇总一览表; 7.辅助设备的选型与计算; 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制; 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压οi p (mmHg) 2.组分的液相密度ρ(kg/m 3) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14. 1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m)

3 2020年5月29日 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01 238 .012??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其它物性数据可查化工原理附录。 附参考答案:苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分) 苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分) 一、设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流,塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。流程图略。

化工原理课程设计之苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计

化工原理课程设计 设计题目:苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人: 班级: 学号: 指导老师: 设计时间:

目录 设计任务书 (3) 前言 (4) 第一章工艺流程设计 (5) 第二章塔设备的工艺计算 (6) 第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15) 第四章塔板的流体力学验算 (18) 第五章塔板负荷性能图 (21) 第六章换热器的设计计算与选型 (25) 第七章主要工艺管道的计算与选择 (28) 结束语 (30) 参考文献 (32) 附录 (33)

化工原理课程设计任务书 设计题目:苯—甲苯连续精馏塔(浮阀塔)的设计 一、工艺设计部分 (一)任务及操作条件 1. 基本条件:含苯25%(质量分数,下同)的原料液以泡点状态进入塔内,回流比为最小回流比的 1.25倍。 2. 分离要求:塔顶产品中苯含量不低于95%,塔底甲苯中苯含量不高于2%。 3. 生产能力:每小时处理9.4吨。 4. 操作条件:顶压强为4 KPa (表压),单板压降≯0.7KPa,采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。(二)塔设备类型浮阀塔。 (三)厂址:湘潭地区(年平均气温为17.4℃) (四)设计内容 1. 设计方案的确定、流程选择及说明。 2. 塔及塔板的工艺计算塔高(含裙座)、塔径及塔板结构尺寸;塔板流体力学验算;塔板的负荷性能图;设计结果概要或设计一览表。 3. 辅助设备计算及选型(注意:结果要汇总)。 4. 自控系统设计(针对关键参数)。 5. 图纸:工艺管道及控制流程图;塔板布置图;精馏塔的工艺条件图。 6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。 二、按要求编制相应的设计说明书 设计说明书的装订顺序及要求如下: 1. 封面(设计题目,设计人的姓名、班级及学号等) 2. 目录 3. 设计任务书 4. 前言(课程设计的目的及意义) 5. 工艺流程设计 6. 塔设备的工艺计算(计算完成后应该有计算结果汇总表) 7. 换热器的设计计算与选型(完成后应该有结果汇总表) 8. 主要工艺管道的计算与选择(完成后应该有结果汇总表) 8. 结束语(主要是对自己设计结果的简单评价) 9. 参考文献(按在设计说明书中出现的先后顺序编排,且序号在设计说明书引用时要求标注) 10. 设计图纸 三、主要参考资料 [1] 化工原理;[2] 化工设备机械基础;[3] 化工原理课程设计;[4] 化工工艺设计手册 四、指导教师安排杨明平;胡忠于;陈东初;黄念东 五、时间安排第17周~第18周

苯-甲苯精馏塔设计

西北师范大学 化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计 学生姓名: 卢东升 学号: 201173020228 2014年1月3日

前言 课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学内容,是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后,进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼,更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。 此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备,它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中,料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔内,塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分(称回流液)回入塔顶,其余作为塔顶产品(称馏出液)连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升,来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降,气液两相在塔内实现多次接触,进行传质传热过程,使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关,还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程,必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统,即本次所设计的精馏装置。 课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节,是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识,还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力,特别是作为一名工科学生,还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会,我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务,为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。 虽然为此付出了很多,但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算,而对参数之间的相互关联缺乏认识,所以难免有不妥之处,望垂阅者提出意见,在此表示深切的谢意。 作者 2013年12月

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