苯--甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计(苯-甲苯精馏塔设计)
课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯分离过程板式精馏塔设计二、课题条件(原始数据)一、设计方案的选定原料:苯、甲苯年处理量:55000t原料组成(甲苯的质量分率):、0.65料液初温: 30℃操作压力、回流比、单板压降:自选进料状态:饱和液体进料塔顶产品浓度:98.5%塔底釜液含甲苯量不低于97%(质量分率)塔顶采用全凝器,泡点回流塔釜:饱和蒸汽间接/直接加热塔板形式:筛板生产时间:330天/年,每天24h运行冷却水温度:20℃~35℃设备形式:筛板塔厂址:武汉地区三、设计内容(包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可)1设计方案的选定2精馏塔的物料衡算3塔板数的确定4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算(加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数)5精馏塔塔体工艺尺寸的计算6塔板主要工艺尺寸的计算7塔板的流体力学验算8塔板负荷性能图(精馏段)9换热器设计10馏塔接管尺寸计算11制生产工艺流程图(带控制点、机绘,A2图纸)12绘制板式精馏塔的总装置图(包括部分构件)(手绘,A1图纸)13撰写课程设计说明书一份设计说明书的基本内容⑴课程设计任务书⑵课程设计成绩评定表⑶中英文摘要⑷目录⑸设计计算与说明⑹设计结果汇总⑺小结⑻参考文献14 有关物性数据可查相关手册15 注意事项●写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源●每项设计结束后列出计算结果明细表●设计最终需装订成册上交四、进度计划(列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期)1.设计动员,下达设计任务书0.5天2.收集资料,阅读教材,拟定设计进度1-2天3.初步确定设计方案及设计计算内容5-6天4.绘制总装置图2-3天5.整理设计资料,撰写设计说明书2天6.设计小结及答辩1天指导教师(签名):年月日学科部(教研室)主任(签名):年月日说明:1.学生进行课程设计前,指导教师应事先填好此任务书,并正式打印、签名,经学科部(教研室)主任审核签字后,正式发给学生。
苯与甲苯的精馏塔设计
苯与甲苯的精馏塔设计苯与甲苯是常见的有机化工原料,其精馏塔设计是化工工程中的重要环节之一首先,我们需要确定设计的目标和要求。
在苯与甲苯的精馏过程中,一般的设计目标是实现高纯度的苯和甲苯产品,并且在经济效益上达到最佳。
第二步,需要进行物性参数测定和实验数据收集。
包括苯和甲苯的蒸气压、沸点、密度等物性参数,以及其在不同温度下的相平衡数据等。
接下来,可以运用精馏塔设计的经典方法,如麦凯布-塔克方法或史密斯方法,进行精馏塔的初步设计。
在初步设计中,首先确定塔顶和塔底的操作压力,即以什么方式进行冷凝和加热。
其中,冷凝方式可以通过冷凝器来进行,而加热可以通过加热器来实现。
然后,可以根据塔底的更容易凝结的成分,例如甲苯,选择合适的塔底冷凝器类型。
常见的塔底冷凝器类型包括冷却盘、冷凝卷管和冷凝器。
接下来,进行塔板的设计。
塔板的设计包括确定板间距、塔板孔径、塔板的有效蒸汽速度等参数。
这些参数对于实现塔板上液相和气相的充分搅拌、易于负荷和操作都非常重要。
在塔板设计完成后,可以进行塔塞的设计。
塔塞的设计包括塔塞的形状、大小以及布置在塔板上的位置。
塔塞的作用是增加交换效果,提高分离效果。
在塔板和塔塞设计完成后,可以进行填料的设计。
填料的设计包括填料的材料选择、填料的形状和尺寸。
填料的作用是增加表面积,提高蒸馏效率。
最后,进行精馏塔的热力学计算和模拟。
可以通过现有的化工流程模拟软件,如Aspen Plus,对精馏塔进行热力学计算和性能预测。
这可以帮助我们更好地了解在不同操作条件下,塔的性能如何,以及它能否满足设计要求。
总结起来,苯与甲苯的精馏塔设计是一项复杂且精细的工程,需要综合考虑物性参数、操作要求和经济效益等因素。
通过前期的物性参数测定和实验数据收集,结合经典的精馏塔设计方法和现代化工流程模拟软件的应用,可以设计出高效、可靠的精馏塔。
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
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
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。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言在化工工艺中,精馏是一种常用的方法,用于将混合物中的不同组分分离。
在本课程设计中,我们将研究苯(C6H6)和甲苯(C7H8)的精馏过程。
苯和甲苯都是重要的化工原料,在许多工业领域有广泛的应用。
本文将从以下几个方面对苯和甲苯精馏塔进行课程设计:1.塔板设计2.塔顶和塔底的操作条件3.塔的热力设计4.塔的操作优化二、塔板设计苯和甲苯的分离需要高效的塔板设计。
塔板是精馏塔中的一个关键部件,用于增加气液接触面积,实现组分的分离。
在塔板设计中,需要考虑以下几个因素:1.塔板间距:塔板间距的选择应考虑到塔内液相流动的良好性,通常为0.5-1.0米。
2.塔板孔径:塔板孔径的选择需要满足固液分离要求,并尽可能减小液体在孔中的停留时间。
通常为2-5毫米。
3.塔板孔位:塔板孔位的布置应使液体能均匀地流过塔板,并实现气液混合。
常见的孔位布置有正交孔位和方孔位。
4.塔板活性高度:塔板活性高度的选择应满足组分分离的要求,并考虑到不同塔板间液位的变化。
三、塔顶和塔底的操作条件在塔顶和塔底的操作条件设计中,我们需要确定适当的温度和压力,以便实现苯和甲苯的分离。
1.塔顶:在塔顶,通过降低温度和增加压力,可以将甲苯从苯中分离出来。
一般情况下,塔顶的温度应低于塔底的温度,以保证甲苯的净蒸发。
同时,通过适当的塔顶压力调节,可以控制甲苯的回流比例。
2.塔底:在塔底,苯和甲苯的混合物会进行分馏。
通过增加温度和降低压力,可以将苯从甲苯中分离出来。
塔底的温度应高于塔顶的温度,以保证苯的净蒸发。
同时,通过适当的塔底压力调节,可以控制苯的回流比例。
四、塔的热力设计塔的热力设计是保证苯和甲苯精馏效果的关键。
在热力设计中,需要考虑以下几个方面:1.热稳定性:苯和甲苯在精馏塔中的热稳定性要求较高,避免产生不稳定的产物,影响产品质量。
2.能量平衡:通过热交换器对塔内液体和气体进行能量平衡,提高塔的热效率。
3.冷却方式:选择合适的冷却方式,如水冷却或气冷却,以控制塔顶和塔底的温度。
苯-甲苯分离精馏塔设计
摘要在化工生产中,精馏是最常用的单元操作,,是分离均相液体混合物的最有效方法之一。
塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔,后者的代表则为填料塔。
70年代初能源危机的出现,突出了节能问题。
随着石油化工的发展,填料塔日益受到人们的重视,此后的20多年间,填料塔技术有了长足的进步,涌现出不少高效填料与新型塔。
苯和甲苯的分离对于工业生产具有重要的意义。
关键词:苯甲苯精馏塔第一章文献综述1.1苯1.1.1苯的来源工业上大量的苯主要由重整汽油及裂解汽油生产,甲苯歧化、烷基苯脱烷基等过程也是苯重要的工业来源,由煤焦化副产提供的苯占的比例已经很小。
不同国家和地区的苯供应情况各不相同:美国主要从重整汽油中获得;西欧主要来自裂解汽油;中国则主要由重整汽油及炼焦副产品生产。
由重整汽油及裂解汽油分离苯在石脑油经催化重整所得的重整汽油中,约含苯6%(质量),用液-液萃取法将重整汽油中芳烃分出,再精馏得到苯、甲苯、二甲苯。
由烃类裂解得到的裂解汽油中,苯含量最高可达40%(质量),工业上也用液-液萃取的方法从中抽提芳烃,然后精馏得苯等芳烃组分,但萃取前需先用催化加氢方法除去裂解汽油中的烯烃及含硫化合物等杂质。
(见芳烃抽提)脱烷基制苯所用烷基苯可以是甲苯、二甲苯或多烷基苯,由芳烃的供需平衡决定。
烷基苯脱烷基工艺可分为催化脱烷基法和热脱烷基法。
催化脱烷基法反应温度500~650℃,压力3.0~7.0MPa,用负载于氧化铝上的铬、钴或钼系催化剂,特点是能耗低,但因催化剂易结焦,需有较大的氢/烷基苯比,俗称氢油比。
此外,还要求原料中非芳烃含量不能太高。
热脱烷基法允许原料中非芳烃含量较高,反应温度比催化脱烷基法高约100~200℃,压力为3.0~10.0MPa,特点是操作比较简单,但能耗大、反应器材料要求高。
两种脱烷基法流程十分相似(图2),其主要差异只是在反应器构造上。
原料与氢混合加热后进入反应器。
反应后,混合物经冷却进入气液分离器,分出氢气等气相物料。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计简介本文旨在介绍苯和甲苯精馏塔的设计方案。
苯和甲苯是工业上重要的有机化学物质,它们的精馏分离是工业上的常见操作。
本文将介绍苯和甲苯的物性参数、塔设计流程以及模拟计算过程。
物性参数苯的密度为 1.045g/cm³,沸点为80.1℃,甲苯的密度为0.867g/cm³,沸点为139.1℃。
对于本设计,需要知道苯和甲苯的汽液平衡常数和相对挥发度。
汽液平衡常数是指在一定温度下,液相和气相中物质浓度的比例关系,它是塔设计的关键参数。
相对挥发度则是指两种组分在液相中的蒸气压比值,是计算汽液平衡常数的必要参数。
塔设计流程苯和甲苯的精馏分离可以采用塔式设备,它是一种常见的分离设备。
塔设计的流程分为以下几个步骤:1. 确定进料组成和塔顶组成。
这是塔设计的基础,进料组成和塔顶组成决定了塔的操作条件和输出产品的质量。
2. 估算塔的理论板数。
理论板数是指在理想状态下,需要多少个塔板才能完成分离。
估算理论板数是塔设计的关键步骤,它涉及物性参数和操作条件。
3. 选择填料类型和填料高度。
填料是塔内部的一种结构,它能够增加液相和气相之间的接触面积,从而增加精馏效率。
填料的选择和高度决定了塔的性能。
4. 确定塔的尺寸。
塔的尺寸包括直径、高度和塔板间距等参数。
这些参数是根据填料类型、操作条件和理论板数等因素来确定的。
5. 进行塔的模拟计算。
模拟计算是为了验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
模拟计算苯和甲苯的精馏塔设计需要进行模拟计算,以验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
在计算机程序中,可以采用化工流程模拟软件来进行塔设计。
这些软件可以模拟塔的运行过程,包括传热、传质和反应等过程。
通过这些软件,可以得到塔的操作条件和输出结果。
在实验中,可以采用塔的模型进行实验。
塔的模型是一种缩小的实验装置,它可以模拟塔的运行过程。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言苯和甲苯是两种常见的有机化合物,在工业生产中广泛应用。
为了提高产率和纯度,需要进行精馏分离。
本文将介绍苯和甲苯精馏塔的设计过程。
二、设计目标1. 提高产率:通过精馏分离,提高苯和甲苯的产率;2. 提高纯度:使得分离后的苯和甲苯纯度达到要求。
三、设计流程1. 确定塔型:选择板式塔或填料塔;2. 确定操作压力:根据组成和沸点差确定操作压力;3. 确定板数或填料高度:根据理论计算确定板数或填料高度;4. 确定进料位置:在塔的上部或下部进料;5. 确定回流比:根据经验确定回流比;6. 确定冷凝器类型:选择直接冷凝器或间接冷凝器。
四、详细设计过程1. 塔型选择根据实际情况,我们选择了板式塔。
板式塔结构简单,易于维护,适用于小规模生产。
2. 操作压力确定根据苯和甲苯的沸点差,我们确定了操作压力为1 atm。
3. 板数或填料高度确定根据理论计算,我们确定了塔的板数为10个。
每个板的高度为0.5 m。
4. 进料位置确定我们选择在塔的下部进料,以便更好地控制进料速度和分离效果。
5. 回流比确定根据经验,我们选择回流比为2:1。
6. 冷凝器类型选择考虑到成本和维护难度,我们选择了直接冷凝器。
五、设计结果通过以上设计过程,我们得到了苯和甲苯精馏塔的具体参数:1. 塔型:板式塔;2. 操作压力:1 atm;3. 板数:10个;4. 进料位置:下部进料;5. 回流比:2:1;6. 冷凝器类型:直接冷凝器。
六、结论通过本次课程设计,我们成功地设计出了苯和甲苯精馏塔,并得到了具体的参数。
在实际生产中,需要根据实际情况进行调整和优化。
苯—甲苯精馏塔设计化工原理课程设计书
化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录(一)化工原理设计任务书 (3)(二)概述 (4)一、精馏基本原理 (5)二、设计方案的确定 (5)(三)塔工艺计算 (6)一、精馏塔物料衡算 (6)二、塔板数确定 (8)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (15)五、塔板主要工艺尺寸计算 (17)六、筛板的流体力学验算 (19)七、塔板负荷性能图 (23)八、设计结果一览表 (29)(四)辅助设备的设定 (30)(五)设计评述心得 (32)(六)参考书目及附表 (33)(一)化工原理设计任务书一、设计名称:苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件:在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35%(质量%,下同)的苯-甲苯混合液,要求塔顶流出液中苯的回收率为97%,塔底釜残液中含苯不高于2%。
处理量:17500 t/a,料液组成(苯质量分数):35%,塔顶产品组成(质量分数):97%,塔顶易挥发组分回收率:99%,每年实际生产时间:300天三、设计任务完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书。
四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1 目录2 概述(设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等)3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算;4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计:(1)塔体工艺尺寸的计算;(2)塔板主要工艺尺寸的计算;(3)塔板的流体力学验算;(4)塔板负荷性能图。
5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计,对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
(二)概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质,在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝,使各组分得以完全分离的过程。
二、设计方案的确定本设计任务为分离苯一甲苯混合物。
分离苯-甲苯混合液的苯-甲苯式精馏塔工艺设计
第二章设计任务书1.设计题目:分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计2.工艺条件:生产能力:苯-甲苯混合液处理量80000t/a原料组成:苯含量为40%(质量百分率,下同)进料状况:热状况参数q自选分离要求:塔顶苯含量不低于99.5%,塔底苯含量不大于1.5% 3.建厂地区:大气压为760mmHg,自来水年平均温度为15℃的滨州4.塔板类型:板式精馏塔5.生产制度:年开工300天,每天三班8小时连续生产6.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。
第三章 设计内容3.1 设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
对于该二元混合物的分离,应采用连续精馏过程。
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内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,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。
该物系属易分离物系,最小回流比较小,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。
3.2 全塔的物料衡算3.2.1原料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率苯和甲苯的相对摩尔质量分别为78.11 kg/kmol 和92.14kg/kmol ,原料含苯的质量百分率为40%,塔顶苯含量不低于99.5%,塔底苯含量不大于1.5%,则:原料液含苯的摩尔分率:440.014.92/60.011.78/40.011.78/40.0=+=F x塔顶含苯的摩尔分率:996.014.92/005.011.78/995.011.78/995.0=+=D x塔底含苯的摩尔分率:0176.014.92/985.011.78/015.011.78/015.0=+=W x3.2.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量由3.1.1知产品中甲苯的摩尔分率,故可计算出产品的平均摩尔质量:原料液的平均摩尔质量:M F =78.11×0.440+(1-0.440)×92.14=85.967kg/kmol塔顶液的平均摩尔质量:M D =78.11×0.996+(1-0.996)×92.14=78.166kg/kmol塔底液的平均摩尔质量:M W =78.11×0.0176+(1-0.0176)×92.14=91.893kg/kmol3.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率依题给条件:一年以300天,一天以24小时计,得:F ,=8000t/(300×24)h =1111.12kg/h ,全塔物料衡算:进料液: F=1111.12(kg/h )/91.893(kg/kmol )=12.091kmol/h 总物料恒算: F=D+W苯物料恒算: F×0.440=D×0.996+0.0176×12.091 联立解得: W =6.963kmol/hD =5.128kmol/h3.3 塔板数的确定理论塔板数T N 的求取苯-甲苯物系属理想物系,可用梯级图解法(M·T),求取N T ,步骤如下: 3.3.1平衡曲线的绘制根据苯-甲苯的相平衡数据,利用泡点方程和露点方程求取。
苯—甲苯精馏分离板式塔设计
一设计题目:苯—甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务:生产能力(进料量)7000吨/年操作周期300天/年进料组成35%(质量分率,下同)塔顶产品组成99.8%塔底产品组成0.2%2、操作条件操作压力 4 kPa (表压)进料热状态泡点进料单板压降≯0.7 kPa回流比: R=2Rmin 由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为0.63、设备型式筛板精馏塔4、厂址荆门地区三、设计内容:1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔和塔板主要工艺结构的设计计算(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4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、设计要求1、设计程序简练清楚,结果准确并有汇总表。
2、计算公式、图表正确并注明来源,符号和单位要统一。
五、设计时间:四周注意事项:1、写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源;2、每项设计结束后,列出计算结果明细表3、图、表分别按顺序编号4、按规定的时间进行设计,并按时完成任务四、要求(1)对精馏过程进行描述(2)对精馏过程进行物料衡算和热量衡算(3)对精馏塔进行设计计算(4)对精馏塔的附属设备进行选型(5)画一张精馏塔的装配图(6)编制设计说明书符号说明英文字母-阀孔的鼓泡面积m2Aα-降液管面积 m2Af-塔截面积 m2ATb -操作线截距c -负荷系数(无因次)c-流量系数(无因次)D -塔顶流出液量 kmol/hD -塔径 md-阀孔直径 m-全塔效率(无因次)ETE -液体收缩系数(无因次)e-物沫夹带线 kg液/kg气vF -进料流量 kmol/h-阀孔动能因子 m/sFg -重力加速度 m/s2H-板间距 mTH -塔高 mH-清液高度 md-与平板压强相当的液柱高度 mhc-与液体流径降液管的压降相当液柱高度 m hd-与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 m hr-板上鼓泡高度 mhf-板上液层高度 mhL-降液管底隙高度 mhh-堰上液层高度 m02v-与板上压强相当的液层高度 mhp-与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 m hσ-溢液堰高度 mh2vK -物性系数(无因次)-塔内下降液体的流量 m3/sLs-溢流堰长度 mLwM -分子量 kg/kmolN -塔板数-实际塔板数Np-理论塔板数NTP -操作压强 PaΔP-压强降 Paq -进料状态参数R -回流比-最小回流比Rminu -空塔气速 m/sw -釜残液流量 kmol/h-边缘区宽度 mwc-弓形降液管的宽度 mwd-脱气区宽度 mwsx -液相中易挥发组分的摩尔分率y -气相中易挥发组分的摩尔分率z -塔高 m希腊字母α-相对挥发度μ-粘度 Cpρ-密度 kg/m3σ-表面张力下标r -气相L -液相l -精馏段q -q线与平衡线交点min-最小max-最大A -易挥发组分B -难挥发组分化工原理课程设计----------筛板塔的设计第一章流程及生产条件的确定和说明第一节概述流程示意图冷凝器→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→氯苯的储罐→氯苯精馏塔是现在化工厂中必不可少的设备,因此出现了很多种的精馏塔。
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计苯和甲苯是两种常用的有机溶剂,它们通常通过精馏过程进行分离。
浮阀板式精馏塔是一种常用的精馏设备,具有高效、节能、操作方便等特点。
下面就对分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺进行设计。
1.工艺流程:分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺流程一般包括进料、初留、尾留和回流等环节,具体流程如下:1)进料:将苯和甲苯混合液进料到精馏塔的顶部。
进料包括苯和甲苯的混合物以及一部分回流。
2)初留:通过多个塔板的精馏,将苯分离出来,初留液位以下的液体为初馏液,初留液通过凝气冷却器冷却后分为初留顶部产品和初留底部回流。
3)尾留:在塔底通过降温器冷却后,即可得到尾液,尾留底部产品通常作为顶部产品的回流,以保证塔托和稳定操作。
4)回流:回流是为了提高塔板的效率,减小焦失和能耗。
可通过将一部分的顶部产品送回到塔顶部作为回流。
2.浮阀板式精馏塔的设计参数:在进行浮阀板式精馏塔的工艺设计时,需要考虑以下参数:1)塔高:塔高应根据塔板的数量和塔板高度来确定,总体来说,塔高越高,分馏效果越好,但是设备成本和能耗也会增加。
2)塔板数:塔板数的确定需要考虑到初留和尾留的要求,一般根据初留质量分数和尾留质量分数进行迭代计算。
3)流量:进料流量、回流流量以及所需的产品流量都需要根据需求和经验来确定,可通过仪表和流量控制阀来调节。
4)进料温度:进料温度一般在常温下进行,如果需要提高分离效率,可以适当降低进料温度。
5)塔底温度:塔底温度是通过冷凝器来冷却的,根据具体情况来确定冷凝器的设计参数。
3.优化调整:在实际工艺操作中,可能需要对工艺参数进行优化调整,以达到更好的分离效果和降低能耗。
具体调整方法如下:1)调整回流比:根据实际需要,调整回流比可以提高塔板的效率。
2)改变操作压力:通过改变操作压力,可以改变馏出物的温度和塔板的效果,进而实现优化调整。
3)塔板节流孔调整:通过调整塔板节流孔的大小,可以影响流体的分布和液体在塔板上的停留时间,从而达到更好的分离效果。
苯-甲苯体系板式精馏塔设计
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载苯-甲苯体系板式精馏塔设计地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容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:方案选择与流程设计;工艺计算(物料、热量衡算,操作方式与条件确定等),主要设备的工艺尺寸计算(塔高、塔径);主体设备设计,塔板选型与布置,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;引用数据与计算公式须注明出处(加引文号),并附参考文献表。
化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计表1 苯和甲苯的物理性质项目苯A 甲苯B 0温度C 分子式 C6H6 C6H5—CH3 分子量M 85 沸点 90 95 90 临界温度t 100 95 临界压强PC 表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压 105 100 0PA,kPa PB,kPa 0表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据0温度C 85 105 120 液相中苯的摩尔分率汽相中苯的摩尔分率温度苯,mN/m 甲苯,Mn/m表4 纯组分的表面张力([1]:P378附录图7)90 20 680 100 110 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计表5 组分的液相密度([1]:P382附录图8)温度(℃) 苯,kg/m3 甲苯,kg/m3 温度(℃) 苯 80 80 814 809 90 90 805 801 100 791 791 100 110 778 780 110 120 763 768 120 表6 液体粘度μL甲苯表7常压下苯——甲苯的气液平衡数据温度t ℃液相中苯的摩尔分率 x 气相中苯的摩尔分率y 精馏塔的物料衡算(1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计甲苯的摩尔质量 MB/kmol/////////原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量xFMF(1)(kg/kmol) MD(1)(kg/kmol) MW(1)(kg/kmol) 物料衡算原料处理量90000000F102(kmol/h)31024 总物料衡算 DW10 苯物料衡算联立解得2 D10kmol/h 2 W10kmol/h2式中 F------原料液流量D------塔顶产品量W------塔底产品量3 塔板数的确定理论板层数NT的求取苯一甲苯属理想物系,可采逐板计算求理论板层数。
①求最小回流比及操作回流比。
采用恩特伍德方程求最小回流比。
ai(xD,i)maiRm1ai(xF,i)1qai解得,最小回流比Rm苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计取操作回流比为R②求精馏塔的气、液相负荷LRD119(kmol/h) V(R1)D(1)119(kmol/h)V'(R1)D(1q)F119(kmol/h)(泡点进料:q=1) L'RDqF1191149(kmol/h)③求操作线方程精馏段操作线方程为RxxnD1R1yn1提馏段操作线方程为WxL'yn1'xnW'逐板法求理论板1xD(1xd) 可解得= 1xF1xf又根据Rmin相平衡方程 y 解得 1(1)x1y 1 变形得用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算y1xD = , x1y1y1=y1(1y1)y1(1y1)9苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计y2,x2yy3,y yy4,y5,yy6,y因为,x6xF故精馏段理论板 n=5,用提留段操作线和相平衡方程继续逐板计算x7。
苯_甲苯的分离过程连续板式精馏塔设计书
苯-甲苯的分离过程连续板式精馏塔设计书第一章绪论1.1 精馏塔设计任务常压操作的连续板式精馏塔分离苯-甲苯混合物,间接蒸汽加热,生产时间为300/年,每天24小时,生产能力为18万吨/年,原料组成为0.46,塔顶组成为0.98,塔底组成为0.02 [1]。
1.1.1 操作条件塔顶压力:常压冷却水入塔温度:25℃冷却水出塔温度:45℃回流比:2.268单板压降:0.7KPa水蒸汽加热温度:120~160℃设备形式:筛板浮阀塔厂址:地区1.2 精馏与筛板塔简介在工业生产中,广泛应用精馏方法分离液体混合物,从石油工业、酒精工业直至焦油分离,基本有机合成,空气分离等等,特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。
蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。
按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。
按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压(真空)蒸馏。
此外,按操作是否连续分为连续蒸馏和间歇蒸馏。
工业生产中的蒸馏多为多组分精馏,本设计着重讨论常压下的双组分精馏,即苯-甲苯体系。
在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收,解吸,精馏,萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。
塔设备就是使气液两相通过紧密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。
塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。
前者代表是板式塔,后者代表则为填料塔。
筛板塔在十九世纪初已应用于工业装置上,但由于对筛板的流体力学研究很少,被认为操作不易掌握,没有被广泛采用。
五十年代来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了较完善的设计方法。
筛板塔板简称筛板,结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。
根据孔径的大小,分为小孔径筛板(孔径为3-8mm)和大孔径筛板(孔径为10-25mm)两类。
工业应用以小孔径筛板为主,大孔径筛板多用于某些特殊场合(如分离粘度大、易结焦的物系)。
筛板的优点足结构简单,造价低;板上液面落差小,气体压降低,生产能力较大;气体分散均匀,传质效率较高。
苯-甲苯精馏塔设计
(1)设计方案简介1.装置流程的确定本次的课程设计任务是甲醇和水的体系,要想把低纯度的甲醇水溶液提升到高纯度,要用连续精馏的方法,因为甲醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的,塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作,除精馏塔外,还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。
浮阀塔是在筛板塔基础上,在每个筛孔处安置一个可上下移动的阀片。
当筛孔气速高时,阀片被顶起、上升,孔速低时,阀片因自重而下降。
阀片升降位置随气流量大小作自动调节,从而使进入液层的气速基本稳定。
又因气体在阀片下测水平方向进入液层,既减少液沫夹带量,又延长气液接触时间,故收到很好的传质效果。
连续精馏流程为:原料液经预热器预热至泡点温度后,进入精馏塔的进料板。
在进料板上与自塔上部下降的回流液混合,逐板溢流,最后流入塔底再沸器中。
在每层板上,回流液体与上升蒸汽互相接触,进行热和质的传递过程。
操作时,连续地从再沸器中取出部分液体作为塔底产品(釜残液),部分液体汽化,产生上升蒸汽,依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝,并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体,其余部分经冷却器后被送作为塔顶产品(馏出液)。
2.操作压力的选择:常压精馏可以常压,加压或减压条件下进行。
确定操作压力时主要是根据处理物料的性质,技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。
对于沸点低,常压下为气态的物料必须在加压条件下进行操作。
在相同条件下适当提高操作压力可以提高塔的处理能力,但是增加了塔压,也提高了再沸器的温度,并且相对挥发度液会下降。
对于热敏性和高沸点的物料常用减压蒸馏。
降低操作压力,组分的相对挥发度增加,有利于分离。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
广西民族大学相思湖学院化学工程与工艺课程设计说明书广西民族大学相思湖学院化工原理课程设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔设计教学院计算机科学与工程系专业班级09化工学生姓名李海学生学号109333280107指导教师覃月宁2011年12月20日课程设计题目——苯-甲苯连续精馏筛板塔设计设计任务:在常压连续精馏塔中分离含苯40%的苯-甲苯混合液,要求塔顶馏出液中含苯量不小于98%,塔底釜液中含苯量不大于2%(以上均为质量分数)。
年生产能力6.6万吨(生产时间300天/年)。
已知参数:1、原料预热到泡点入塔;2、塔顶采用全凝器泡点回流;3、塔釜采用间接饱和水蒸汽加热;4、回流比R=1.6Rmin目录摘要 (5)第一章概述 (5)第二章设计方案的确定 (6)2.1产品性质 (6)2.2确定方案的原则 (6)2.3操作条件的确定 (7)2.3.1操作压力 (7)2.3.2进料状态 (7)2.3.3加热方式 (7)2.4设计方案的简介 (7)2.5工艺流程及说明 (8)第三章精馏塔工艺设计计算 (9)3.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (9)3.2平均摩尔质量 (9)3.3板数的确定 (9)3.4塔板数的确定 (10)3.4.1理论塔板数的确定 (10)3.4.2实际板层数的计算 (14)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15)3.5.1操作压力的计算 (15)3.5.2操作温度的计算 (16)3.5.3平均摩尔质量计算 (16)3.5.4平均密度的计算 (17)3.5.5液体表面张力的计算 (18)3.5.6液体平均黏度计算 (19)3.6精馏塔体工艺尺寸的计算 (20)3.6.1塔径的计算 (20)3.6.2精馏塔有效高度的计算 (22)3.7塔板主要工艺尺寸的计算 (22)3.7.1溢流装置计算 (22)3.7.2塔板布置 (25)3.8筛板的流体力学验算 (26)3.8.1塔板压降 (26)3.8.2液面落差 (28)3.8.3液沫夹带 (28)3.8.4漏液 (29)3.8.5液泛 (29)3.9塔板负荷性能图 (30)3.9.1精馏段塔板负荷性能图 (30)3.9.2提馏段塔板负荷性能图 (34)第四章热量衡算 (38)4.1热量衡算 (38)4.1.1塔顶热量 (39)4.1.2塔底热量 (40)第五章板式塔的结构与附属设备 (41)5.1附件的计算 (41)5.1.1接管 (41)5.1.2筒体与封头 (43)5.2板式塔结构 (44)5.2.1塔体结构 (44)5.2.2塔板结构 (44)5.3附属设备设计 (45)5.3.1泵的计算及选型 (45)5.3.2冷凝器 (46)5.3.2再沸器 (46)设计结果一览表 (48)主要符号说明 (49)设计小结 (51)参考文献 (52)附录 (53)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;结构图第一章概述精馏塔是化工生产中十分重要的设备。
精馏塔内装有提供气液两相逐级接触的塔板,利用混合物当中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。
在精馏塔中,塔釜产生的蒸汽沿塔板之间上升,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,轻组分上升,重组分下降,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。
本设计我们使用筛板塔。
其突出优点为结构简单,造价低板上液面落差小,气体压强低,生产能力较大,气体分散均匀,传质效率较高。
筛板塔是最早应于手工业生产的设备之一。
合理的设计和适当的操作筛板塔能够满足要求的操作弹性而且效率高。
采用筛板塔可解决堵塞问题适当控制漏夜实际操作表明,筛板在一定程度的漏液状态下,操作是板效率明显降低,其操作的负荷范围较泡罩塔窄,但设计良好的筛板塔其操作弹性仍可达到标准。
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,实现原料混合物中各组分的分离。
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。
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。
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第二章设计方案的确定2.1产品性质苯的沸点为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)。
甲苯几乎不溶于水(0,52g/l),但可以和二硫化碳,酒精,乙醚以任意比例混溶,在氯仿,丙酮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0,6mPa s,也就是说它的粘稠性弱于水。
甲苯的热值为40.940kJ/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。
2.2确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件下,尽量采用科学技术上的最新成就,使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求,符合优质、高产、安全、低消耗的原则。
为此,必须具体考虑如下几点:1、满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备,首先必须保证产品达到任务规定的要求,而且质量要稳定,这就要求各流体流量和压头稳定,入塔料液的温度和状态稳定,从而需要采取相应的措施。
其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性,各处流量应能在一定范围内进行调节,必要时传热量也可进行调整。
因此,在必要的位置上要装置调节阀门,在管路中安装备用支线。
计算传热面积和选取操作指标时,也应考虑到生产上的可能波动。
再其次,要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计,流量计等)及其装置的位置,以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常,从而帮助找出不正常的原因,以便采取相应措施。
2、满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗,减少设备及基建费用。
如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶、塔底的废热,就能节约很多生蒸汽和冷却水,也能减少电能消耗。
又如冷却水出口温度的高低,一方面影响到冷却水用量,另方面也影响到所需传热面积的大小,即对操作费和设备费都有影响。
同样,回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。
3、保证安全生产例如苯属有毒物料,不能让其蒸汽弥漫车间。
又如,塔是指定在常压下操作的,塔内压力过大或塔骤冷而产生真空,都会使塔受到破坏,因而需要安全装置。
以上三项原则在生产中都是同样重要的。
但在化工原理课程设计中,对第一个原则应作较多的考虑,对第二个原则只作定性的考虑,而对第三个原则只要求作一般的考虑。
2.3操作条件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。
2.3.1操作压力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、在常压下为气态的物料,则应在加压下进行蒸馏。
当物性无特殊要求时,一般是在稍高于大气压下操作。
但在塔径相同的情况下,适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。
有时应用加压蒸馏的原因,则在于提高平衡温度后,便于利用蒸汽冷凝时的热量,或可用较低品位的冷却剂使蒸汽冷凝,从而减少蒸馏的能量消耗。
2.3.2进料状态进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。
在实际的生产中进料状态有多种,但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中,这主要是由于此时塔的操作比较容易控制,不致受季节气温的影响。
此外,在泡点进料时,精馏段与提馏段的塔径相同,为设计和制造上提供了方便。
2.3.3加热方式蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热,设置再沸器。
有时也可采用直接蒸汽加热。
然而,直接蒸汽加热,由于蒸汽的不断通入,对塔底溶液起了稀释作用,在塔底易挥发物损失量相同的情况下,塔底残液中易挥发组分的浓度应较低,因而塔板数稍有增加。
采用直接蒸汽加热时,加热蒸汽的压力要高于釜中的压力,以便克服蒸汽喷出小孔的阻力及釜中液柱静压力。
对于苯-甲苯溶液,一般采用1.1~2.0KPa(表压)。
2.4设计方案简介1.精馏方式:本设计采用连续精馏方式。