当前位置：文档之家 › 分离苯甲苯混合液精馏塔工艺设计

分离苯甲苯混合液精馏塔工艺设计

  • 格式：doc
  • 大小：1.51 MB
  • 文档页数：53

分离苯--甲苯混合液的浮阀板式精馏塔 工艺设计 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计

湖北民族学院化工原理课程设计 目 录

第一章 前言 ............................................................................................................ - 2 - 1.1苯、甲苯在工业中的用途 ........................................................................ - 2 - 1.2精馏原理及其在工业生产中的应用 ........................................................ - 4 - 1.3精馏操作的特点及其对塔设备的要求 .................................................... - 5 - 1.4常用板式塔的类型及本设计的选型 ........................................................ - 6 - 1.6 相关物性参数说明 ................................................................................... - 7 - 第二章 设计题目及设计任务书 ............................................................................ - 9 - 第三章 工艺条件的确定和说明 .......................................................................... - 10 - 3.1确定操作压力 .......................................................................................... - 10 - 3.2确定进料状况 .......................................................................................... - 10 - 3.3确定加热剂和加热方式 .......................................................................... - 10 - 3.4确定冷却剂及进出口温度 ...................................................................... - 10 - 第四章 流程的确定和说明 .................................................................................. - 11 - 4.1 流程 ......................................................................................................... - 11 - 4.2流程说明 .................................................................................................. - 11 - 第五章 精馏塔的设计计算 .................................................................................. - 12 - 5.1全塔的物料衡算 ...................................................................................... - 12 - 5.1.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ........................................... - 12 - 5.1.2料液及塔顶底产品平均摩尔质量 ............................................... - 12 - 5.1.3 料液及塔顶底产品摩尔流率 ...................................................... - 13 - 5.2 回流比的确定 ......................................................................................... - 13 - 5.3 塔板数的确定 ......................................................................................... - 14 - 5.4 气液负荷计算 ......................................................................................... - 16 - 5.4.1平均压强pm ................................................................................... - 16 - 5.4.2平均分子量 ................................................................................... - 16 - 5.4.3液体的平均粘度 ........................................................................... - 17 - 5.4.4 液体的平均密度ρ ...................................................................... - 18 - 5.4.5体积流量 ....................................................................................... - 19 - 5.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ................................................................. - 19 - 5.5.1 塔径的计算 .................................................................................. - 19 - 5.5.2精馏塔有效高度的计算 ............................................................... - 20 - 5.6 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ......................................................... - 21 - 5.6.1溢流装置计算 ............................................................................... - 21 - 5.7 浮阀的布置 ............................................................................................. - 22 - 5.7.1 阀孔速度 ...................................................................................... - 22 - 5.7.2 开孔率 .......................................................................................... - 22 - 5.7.3 阀孔总面积 .................................................................................. - 23 - 5.7.4 浮阀总数 ...................................................................................... - 23 - 分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 湖北民族学院化工原理课程设计 5.7.5 塔板上布置浮阀的有效操作面积 .............................................. - 23 - 5.7.6 浮阀的排列 .................................................................................. - 23 - 5.8 塔板流动性能校核 ................................................................................. - 24 - 5.8.1液沫夹带量校核 ........................................................................... - 24 - 5.8.2 塔板阻力校核 .............................................................................. - 24 - 5.8.3 降液管液泛校核 .......................................................................... - 24 - 5.8.4 液体在降液管中停留时间校核 .................................................. - 25 - 5.8.5严重漏液校核 ............................................................................... - 25 - 5.9 塔板负荷性能图 ..................................................................................... - 25 - 5.9.1漏液线 ........................................................................................... - 25 - 5.9.2液沫夹带线 ................................................................................... - 26 - 5.9.3液相负荷上限线 ........................................................................... - 26 - 5.9.4液相负荷下限线 ........................................................................... - 26 - 5.9.5液泛线 ........................................................................................... - 27 - 5.9.6塔板性能负荷图 ........................................................................... - 27 - 5.9.7浮阀塔的工艺设计计算结果总表 ............................................... - 27 - 第六章 塔的机械设计 .......................................................................................... - 28 - 6.1设计条件 .................................................................................................. - 28 - 6.2按计算压力计算塔体和封头厚度 .......................................................... - 29 - 6.3塔设备质量载荷计算 .............................................................................. - 30 - 6.4风载荷与风弯矩计算 .............................................................................. - 32 - 6.5 地震弯矩的计算 ..................................................................................... - 36 - 6.6、各种载荷引起的轴向应力 ................................................................... - 38 - 6.7塔体和裙座的危险截面的强度与稳定校核 .......................................... - 40 - 6.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 ..................................................... - 42 - 6.9基础环设计 .............................................................................................. - 44 - 6.10地脚螺栓的计算 .................................................................................... - 45 - 第七章 设计过程的评述和讨论 .......................................................................... - 46 - 第八章 参考文献 .................................................................................................. - 48 - 第九章 课程设计总结 .......................................................................................... - 49 - 致谢 ........................................................................................................................ - 50 -

合集下载

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔本文将针对化工原理课程设计，探讨苯与甲苯精馏塔的工艺设计。

一、工艺流程苯与甲苯精馏塔的工艺流程如下：苯与甲苯混合物在进入塔后，首先通过反应塔抽收制冷剂进行冷却，从而达到冷却效果，然后通过塔顶进入预分离器进行处理，将其中的气相成分与液相成分分离，剩余的液相通过进料口进入塔体，反复上升和下降，与上部的气相进行平衡沸腾，不断提高纯度，最后在顶部凝结出高纯度的甲苯。

二、设计考虑因素1.塔型塔型应根据生产规模和成本考虑。

一般而言，小型的塔型适合处理小流量、高品质的混合物，而大型的塔型则适合处理大流量、低品质的混合物。

2.动力学参数在设计苯与甲苯精馏塔时，要考虑动力学参数，如液相和气相的流速、物料的热量传递效应等等。

这些参数将直接影响塔的效率和产品品质。

3.填料和操作条件由于苯与甲苯混合物具有一定的粘度和密度差异，因此应在填料和操作条件上进行制约，以避免不同成分之间发生混合或分离出现问题。

三、设计基础1.填料设计填料是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，是决定塔效率和塔高的关键因素。

填料材料应具有良好的性能，如高效的传质、良好的气体液体接触、稳定的抗攻击性等等。

常见的填料材料有氧化铝、陶瓷、合金等。

2.除塔器设计除塔器是苯与甲苯精馏塔的一个重要设计组成部分。

它的主要作用是在塔底处收集返回的液相，防止溢出和保持塔内的可控性。

除塔器的设计应根据填料类型、流量、操作温度和压力等多个因素进行综合考虑，以确保塔的正常运行。

3.塔底设计塔底是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，主要用于收集精馏出的液态产品。

由于反应塔存在高温、高压等因素，因此需要考虑塔底的材料和设计。

常见的材料有碳钢、不锈钢、合金等。

此外，塔底还应配备可靠的排放和泄压装置，以确保塔的安全性。

四、结论苯与甲苯精馏塔是一种常见的化工装置，其设计应考虑多种因素，如塔型、填料、动力学参数等等。

从而确保塔的高效、稳定和可靠性。

苯甲苯精馏塔设计

苯甲苯精馏塔设计

化工原理课程设计常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计班级：化学工程系2011级1班姓名：学号：指导老师：贾鑫老师完成时间：2014年6月26日化工系常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计一、前言1.1设计任务及条件：泡点进料（q=1），塔顶进入全凝器，塔釜间接蒸汽加热，塔板压降:(0.5-0.7)KPa1.2物系用途及性质(1)苯的性质：摩尔质量78.11g/mol，密度0.8786 g/mL，相对蒸气密度(空气=1)：2.77，蒸汽压（26.1℃）：13.33kPa，临界压力：4.92MPa，熔点278.65 K (5.51 ℃)，沸点353.25 K (80.1 ℃)，在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水，标准摩尔熵So（298.15K）：173.26 J/mol·K，标准摩尔热容 Cpo：135.69 J/mol·K (298.15 K)，闪点 -10.11℃（闭杯），自燃温度 562.22℃，结构：平面六边形，最小点火能：0.20mJ，爆炸上限（体积分数）：8%，爆炸下限（体积分数）：1.2%，燃烧热：3264.4kJ/mol，溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。

它有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。

苯可燃，有毒。

苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。

苯是一种石油化工基本原料。

苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。

苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。

（2）苯在工业上的用途：苯是工业上一种常用溶剂，主要用于金属脱脂。

苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。

苯在工业上最重要的用途是做化工原料。

苯可以合成一系列苯的衍生物：苯与乙烯生成乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯与丙烯生成乙丙烯，后者可以经乙丙苯法莱生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚，制尼龙的环己烷，合成顺丁烯二酸酐，用于制作苯胺的硝基苯，用于农药的各种氯苯，合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯，合成氢醌、蒽醌等化工产品。

精馏塔课程设计--苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计

精馏塔课程设计--苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计

第一章绪论1.1精馏的特点与分类精馏是分离液体混合物的典型单元操作。

它是通过加热造成气液两相物系，利利用物系中各组分挥发度的不同的特性来实现分离的。

按精馏方式分为简单精馏、平衡精馏、精馏和特殊精馏。

1.1.1蒸馏分离具有以下特点（1）通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。

（2）适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。

（3）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。

（4）蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。

1.1.2平衡蒸馏将混合液在压力p1下加热，然后通过减压阀使压力降低至p2后进入分离器。

过热液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。

1.1.3简单蒸馏原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。

在一批操作中，馏出液可分段收集，以得到不同组成的馏出液。

1.1.4连续精馏操作流程化工生产以连续精馏为主。

操作时，原料液连续地加入精馏塔内，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液）；部分液体被汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。

塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵（或借重力作用）送回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品（称为馏出液）采出。

1－精馏塔 2－全凝器3－储槽 4－冷却器5－回流液泵 6－再沸器 7－原料液预热器图1连续精馏装置示意图1.2精馏塔的踏板分类1.2.1塔板的结构形式1.泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管与泡罩构成。

泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。

泡罩有φ80mm、φ100mm和φ150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。

泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。

泡罩在塔板上为正三角形排列。

它的优点是操作弹性适中塔板不易堵塞。

缺点是生产能力与板效率较低结构复杂、造价高。

图2泡罩塔板（a)操作示意图 (b)塔板平面图 (c)圆形泡罩2.筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。

苯甲苯精馏塔的课程设计说明书

苯甲苯精馏塔的课程设计说明书

《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。

3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。

摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。

2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。

本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。

关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ......................................... 9 4.1操作压力计算 ............................................................... 9 4.2安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。