苯-甲苯精馏塔的工艺设计
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。
分离苯与甲苯精馏塔设计
W = 25.58kmol / h
式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量
1.2 理论塔板的计算
(1)由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据 表 1 苯与甲苯汽液平衡数据
温度℃ 液相 x 气相 y
110.6 0 0
106.1 0.088 0.212
102.2 0.2 0.37
一、流程图的选择
图 1 工艺流程图 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。由于对物料没有特殊的要求,可以在常 压下操作。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。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人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷 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 1.5 倍。 塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。
四、设计要求
1
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:二周 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
2
3
二、塔板的工艺设计
1.1 精馏塔全塔物料衡算
年处理量为 26000t
查ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ据得
26000000 ms = 300× 24 = 3611.11 ≈ 3620kg / h
M A = 78.11kg / kmol
M B = 92.13kg / kmol (1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
则由公式
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-甲苯式精馏塔工艺设计(DOC)
《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》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。
即需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)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,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。
第二章设计任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
、设计任务(1)原料液中苯含量:质量分率:WF= 35%质量),其余为甲苯⑵塔顶产品中苯含量:W=95%(3)釜底苯含量:WD=8.5 %。
⑷生产能力:20000t/a,年工作日300天、操作条件⑴精馏塔顶压强:101.13kPa(常压)(2) 进料热状态:泡点进料⑶回流比:R=1.3Rmin (4) 单板压降压:0.7kPa四、设计内容及要求(1) 设计方案的确定及流程说明(2) 塔的工艺计算(3) 塔和塔板主要工艺尺寸的设计塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定;塔板的流体力学验算;塔板的负荷性能图(4) 编制设计结果概要或设计一览表(5) 辅助设备选型与计算(6) 绘制塔设备结构图:采用绘图纸徒手绘制五、参考书目2012.7[1] 王志奎、刘丽英、刘伟化工原理(第四版)下册?北京:化学工业出版社,[2] 化工原理课程设计书第二章设计内容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。
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。
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。
苯与甲苯混合物精馏塔设计方案
苯与甲苯混合物精馏塔设计方案一、概述化工生产中所处理的原料,中间产物,粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物,而且其中大部分都是均相物质。
生产中为了满足储存,运输,加工和使用的需求,时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质. 芳香族化合物是化工生产中的重要的原材料,而苯和甲苯是各有其重要作用。
苯是化工工业和医药工业的重要基本原料,可用来制备染料,树脂,农药,合成药物,合成橡胶,合成纤维和洗涤剂等等;甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂,而且可以合成异氰酸酯,甲酚等化工产品,同时也可以用来制造三硝基甲苯,苯甲酸,对苯二甲酸,防腐剂,染料,泡沫塑料,合成纤维等。
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,石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下,使气,液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各相分挥发度的不同,使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成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔,实现苯——甲苯的分离。
苯——甲苯体系比较容易分离,待处理料液清洁。
因此用筛板塔。
筛板塔也是很早出现的一种板式塔,20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究,逐步掌握了筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比,筛板塔具有下列优点:生产能力(20%——40%)塔板效率(10%——50%)而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装,维修都较容易。
二、设计方案的确定本设计任务为分苯—甲苯的混合物,对于二元混合物的分离,应采用连续常压精馏流程。
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内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷凝器冷却后送至贮罐。
该物系属于易分离物系,故操作回流比取为2.7。
塔底采用直接蒸气加热,塔底产品经冷却后送至贮罐。
三、精馏塔的物料衡算⒈ 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量为: 78.11/kg kmol甲苯的摩尔质量为: 92.13/kg kmol 0.55/78.110.590.55/78.110.45/92.13F x ==+ 0.995D x =0.01W x =⒉ 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量 0.5978.11(10.59)92.1383.86/F M kg kmol =⨯+-⨯=0.99578.11(10.995)92.1378.18/D M kg kmol =⨯+-⨯=0.0178.11(10.01)92.1391.99/W M kg kmol =⨯+-⨯=⒊物料平衡原料处理量 600071.55/83.86F kmol h ==总物料衡算 71.55D W =+苯物料衡算 71.550.590.9950.01D W ⨯=+联立解得 42.13/D kmol h =29.42/W kmol h =四、塔板数的确定⒈ 理论板层数N T 的求取①因为苯—甲苯属于理想物系,可采用图解法求解理论板层数②操作回流比 1.8R =③求精馏塔的气、液相负荷1.842.1375.83/L RD kmol h ==⨯=(1) 2.842.13117.96/V R D kmol h =+=⨯=75.8371.55147.38/L L qF L F kmol h =+=+=+= 117.96/V V kmol h ==④求操作线方程精馏段操作线方程为75.8342.130.9950.6430.357117.96117.96D LDy x x x x V V =+=+⨯=+提馏段操作线方程为 147.3829.420.01 1.2490.0025117.96117.96W LWy x x x x V V ''''=-=-⨯=-⑤图解法求理论塔板层数采用图解法求理论板层数,求解结果为总理论板层数 18.5T N =(包括再沸器)进料板位置 10F N =⒉ 理论板层数T N 的求取精馏段实际板层数 9/70%12.8613N ==≈精提馏段实际板层数 9.5/70%13.6714N ==≈提五、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算⒈ 操作压力的计算操作为常压操作,所以 101.3P KPa =⒉ 操作温度的计算依据安托因方程苯 1206.35log 6.023220.24o A P t =-+甲苯 1343.94log 6.078219.58o B P t =-+又 o oA AB B P P x P x =+所以 塔顶温度 80.3D t =℃进料板温度 91.0F t =℃塔底温度 110.2W t =℃精馏段平均温度 80.391.085.652m t +==℃提馏段平均温度 91.110.2'100.62m t +==℃⒊ 平均摩尔质量的计算塔顶平均摩尔质量计算由10.995D x y ==查平衡曲线得 10.985x =0.99578.11(10.995)92.1378.18/VDm M kg kmol=⨯+-⨯= 0.98578.11(10.985)92.1378.32/LDm M kg kmol=⨯+-⨯= 进料板平均摩尔质量计算由0.742F y = 查平衡曲线得 0.535F x =0.74278.11(10.742)92.1381.73/VFm M kg kmol =⨯+-⨯=0.53578.11(10.535)92.1384.63/LFm M kg kmol=⨯+-⨯= 塔底平均摩尔质量计算由20.01W x y == 查平衡曲线得 20.004x =0.0178.11(10.01)92.1391.99/VWm M kg kmol =⨯+-⨯=0.00478.11(10.004)92.1392.07/LWm M kg kmol=⨯+-⨯= 精馏段平均摩尔质量 78.1881.7379.96/2Vm M kg kmol +== 78.3284.6381.48/2Lm M kg kmol +==提馏段平均摩尔质量81.7391.99'86.86/2Vm M kg kmol +== 84.6392.07'88.35/2Lm M kg kmol +==⒋ 平均密度的计算⑴气相平均密度计算由理想气体状态方程计算,即精馏段气相平均密度3101.379.962.72/8.3145(85.65273.15)m VmVm m P M kg m RT ρ⨯===⨯+提馏段气相平均密度3'101.386.86' 2.83/'8.314(100.6273.15)m Vm Vm m PM kg m RT ρ⨯===⨯+⑵液相平均密度计算液相平均密度依下式计算,即 1i Lm ia ρρ=∑塔顶液相平均密度的计算由80.3D t =℃,查手册得3814.7/A kg m ρ= 3809.7/B kg m ρ= 31814.67/(0.995/814.80.005/809.7)LDm kg m ρ==+进料板液相平均密度的计算由91.0F t =℃,查手册得3802.8/A kg m ρ= 3799.2/B kg m ρ=进料板液相的质量分率0.53578.110.4940.53578.110.46592.13A a ⨯==⨯+⨯31800.97/(0.494/802.80.506/799.2)LFm kg m ρ==+塔底液相平均密度的计算由110.2W t =℃,查手册得3780.1/A kg m ρ= 3780.1/B k g m ρ=塔底液相的质量分率0.00478.110.00340.00478.110.99692.13AW a ⨯==⨯+⨯31780.1/(0.0034/780.10.9966/780.1)LWm kg m ρ==+精馏段液相平均密度为 3814.67800.97807.82/2Lm kg m ρ+==提馏段液相平均密度为 3800.97780.1'790.54/2Lm kg m ρ+==⒌ 液体平均表面张力的计算液相平均表面张力依下式计算 即Lm i i x σσ=∑塔顶液相平均表面张力的计算由80.3D t =℃,查手册得21.23/A mN m σ= 21.66/B mN m σ=0.99521.230.00521.6621.23/LDm mN mσ=⨯+⨯= 进料板液相平均表面张力的计算由91.0F t =℃,查手册得19.94/A mN m σ= 20.53/B mN m σ=0.53519.940.46520.5320.21/LFm mN m σ=⨯+⨯=塔底液相平均表面张力的计算由110.2W t =℃,查手册得17.65/A mN m σ= 18.4/B mN m σ=0.0117.650.9918.418.39/LWm mN m σ=⨯+⨯=精馏段液相平均表面张力 21.2320.2120.72/2Lm mN m σ+==提馏段液相平均表面张力20.2118.39'19.30/2Lm mN m σ+==⒍ 液体平均粘度的计算液相平均粘度依下式计算 即lg lg Lm i i x μμ=∑塔顶液相平均粘度的计算由80.3D t =℃,查手册得0.307A mPa s μ=⋅ 0.310B mPa s μ=⋅lg 0.995lg0.3070.005lg0.310LDm μ=⨯+⨯解出 0.307LDm mPa s μ=⋅进料板平均粘度的计算由91.0F t =℃,查手册得0.277A mPa s μ=⋅ 0.284B mPa s μ=⋅lg 0.494lg0.2770.506lg0.284LFm μ=⨯+⨯解出 0.280LFm mPa s μ=⋅由110.2W t =℃,查手册得0.232A mPa s μ=⋅ 0.252B mPa s μ=⋅lg 0.01lg0.2330.99lg0.252LWm μ=⨯+⨯解出 0.252L W m m P a s μ=⋅精馏段平均粘度0.3070.2800.2942Lm mPa s μ+==⋅提馏段平均粘度0.2800.252'0.2662Lm mPa s μ+==⋅六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算由上面可知精馏段 75.83/L kmol h =117.96/V kmol h =⒈ 塔径的计算精馏段的气、液相体积流率为3117.9679.960.963/36003600 2.72Vms Vm VM V m s ρ⨯===⨯ 375.8381.480.00212/36003600807.82Lm s Lm LM L m sρ⨯===⨯由max u =式中,负荷因子0.220()20L C C σ=由史密斯关联图查得20C ,图的横坐标为1/21/20.002123600807.82()()0.03790.9633600 2.72s L s V L V ρρ⨯=⨯=⨯ 取板间距0.40T H m =,板上清液层高度取0.06L h m =,则0.34T L H h m -=由史密斯关联图,得知 200.072C =气体负荷因子 0.20.22020.72()0.072()0.07252020LC C σ==⨯=max 0.0725 1.250/u m s == 取安全系数为0.7,则空塔气速为max 0.70.7 1.2500.875/u u m s ==⨯=1.184D m === 按标准塔径圆整后为 1.2D m =塔截面积为 221.134T A D m π==实际空塔气速为 0.9630.852/1.13u m s == 提馏段的气、液相体积流率为3117.9686.86' 1.006/36003600 2.83Vm s Vm VM V m s ρ⨯===⨯ 3147.3888.35'0.00458/36003600790.54Lm s Lm LM L m s ρ⨯===⨯由max u =式中,负荷因子0.220()20L C C σ=由史密斯关联图查得20C ,图的横坐标为1/21/2'0.004583600790.54()()0.0761' 1.0063600 2.83s L s V L V ρρ⨯=⨯=⨯ 取板间距0.45T H m =,板上清液层高度取0.06L h m =,则0.39T L H h m -=由史密斯关联图,得知 200.081C =气体负荷因子 0.20.22019.30()0.081()0.08042020L C C σ==⨯=max 0.0804 1.34/u m s == 取安全系数为0.7,则空塔气速为max 0.70.7 1.340.938/u u m s ==⨯=1.17D m === 按标准塔径圆整后为 1.2D m =塔截面积为 221.134T A D m π==实际空塔气速为 1.0060.89/1.13u m s == ⒉ 精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为 (1)(131)0.4 4.8T Z N H m =-=-⨯=精精提馏段有效高度为 (1)(141)0.45 5.85T Z N H m =-=-⨯=提提在进料板上方开一个人孔,其高度为0.55m故精馏塔有效高度为0.5511.2Z Z Z m =++=精提七、塔板主要工艺尺寸的计算⒈ 溢流装置计算精馏段:因塔径 1.2D m =,所以可选取单溢流弓形降液管,采用凹形受液盘。
苯-甲苯精馏塔的工艺设计
苯-甲苯精馏塔的工艺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。
本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
对于二元混合物的分离,应采用连续精馏装置有精馏塔,再沸器,冷凝器等设备。
热量从塔釜输入,物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,为了减少热量,能量的损失,我们在进料前设置了节能器,把塔底热产品先与进料进行交换,然后在冷却。
本文是筛板精馏塔及其预热的设计,分离摩尔分数为0.42的苯-甲苯溶液,使塔顶产品苯的摩尔含量到达95%,塔底釜液摩尔分数为2%。
综合工艺操作方便、经济及安全等多方便考虑,本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯,按照逐板计算求得理论板数为14。
根据经验式算得全塔效率为0.50.塔顶使用全凝器,部分回流。
精馏段实际板数为14,提馏段实际板数为14。
实际加料位置在第6板块。
精馏段弹性操作为3.391。
通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算,均在安全操作范围内。
关键词:苯;甲苯;精馏塔目录摘要 (1)目录 (2)前言 (4)1.文献综述 (5)1.1苯 (5)1.1.1苯的来源 (5)1.1.2苯的物理性质 (6)1.1.3苯的化学性质 (6)1.1.4苯的工业用途 (6)1.2甲苯 (7)1.2.1甲苯的来源 (7)1.2.2甲苯的物理性质 (7)1.2.3甲苯的化学性质 (8)1.2.4甲苯的作用与用途 (8)1.3精馏塔的介绍 (10)1.4精馏原理 (11)1.5精馏技术的进展 (11)2. 设计部分 (13)2.1设计任务 (13)2.2设计方案的确定 (13)2.2.1装置流程的确定 (13)2.2.2操作压力的选择 (14)2.2.3进料热况的选择 (14)2.2.4加热方式的选择 (15)2.2.5回流比的选择 (15)2.3精馏塔的工艺计算 (16)2.3.1精馏塔的物料衡算 (16)2.3.2理论板层数N的求取 (16)T2.3.3实际板层数的求取 (18)2.3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)2.3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21)2.3.6塔板主要工艺尺寸的计算 (22)2.3.7筛板的流体力学验算 (24)2.3.8塔板负荷性能图 (27)3. 结论 (31)参考文献 (33)附录 (34)致谢 (38)前言精馏是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的传质传热过程,其目的是将混合物中各组分分离,达到规定的纯度。
- 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)。
苯-甲苯精馏塔的工艺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。
本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
对于二元混合物的分离,应采用连续精馏装置有精馏塔,再沸器,冷凝器等设备。
热量从塔釜输入,物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,为了减少热量,能量的损失,我们在进料前设置了节能器,把塔底热产品先与进料进行交换,然后在冷却。
本文是筛板精馏塔及其预热的设计,分离摩尔分数为0.42的苯-甲苯溶液,使塔顶产品苯的摩尔含量到达95%,塔底釜液摩尔分数为2%。
综合工艺操作方便、经济及安全等多方便考虑,本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯,按照逐板计算求得理论板数为14。
根据经验式算得全塔效率为0.50.塔顶使用全凝器,部分回流。
精馏段实际板数为14,提馏段实际板数为14。
实际加料位置在第6板块。
精馏段弹性操作为3.391。
通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算,均在安全操作范围内。
关键词:苯;甲苯;精馏塔目录摘要 (1)目录 (2)前言 (4)1.文献综述 (5)1.1苯 (5)1.1.1苯的来源 (5)1.1.2苯的物理性质 (6)1.1.3苯的化学性质 (6)1.1.4苯的工业用途 (6)1.2甲苯 (7)1.2.1甲苯的来源 (7)1.2.2甲苯的物理性质 (7)1.2.3甲苯的化学性质 (8)1.2.4甲苯的作用与用途 (8)1.3精馏塔的介绍 (10)1.4精馏原理 (11)1.5精馏技术的进展 (11)2. 设计部分 (13)2.1设计任务 (13)2.2设计方案的确定 (13)2.2.1装置流程的确定 (13)2.2.2操作压力的选择 (14)2.2.3进料热况的选择 (14)2.2.4加热方式的选择 (15)2.2.5回流比的选择 (15)2.3精馏塔的工艺计算 (16)2.3.1精馏塔的物料衡算 (16)2.3.2理论板层数N的求取 (16)T2.3.3实际板层数的求取 (18)2.3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)2.3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21)2.3.6塔板主要工艺尺寸的计算 (22)2.3.7筛板的流体力学验算 (24)2.3.8塔板负荷性能图 (27)3. 结论 (31)参考文献 (33)附录 (34)致谢 (38)前言精馏是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的传质传热过程,其目的是将混合物中各组分分离,达到规定的纯度。
精馏过程的实质,就是利用混合物中个组分具有不同的挥发度,即在同一温度下各组分的蒸汽压不同这一性质,使液相中的轻组分转移到气相中,而气相中的重组分转移到液相中,从而实现分离的目的。
本次设计是针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程。
我们对此塔进行了工艺设计,包括它的辅助设备及进口管路的计算,画出了塔板符合性能图,并对设计结果进行了汇总。
此次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计的精馏装置包括精馏塔,再沸器,冷凝器等设备,热量自塔釜输入,物料经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离,由塔顶产品冷凝器中的冷却介质将余热带走。
本文是精馏塔及其进料预热的设计,分离摩尔分数为0.42的苯-甲苯溶液,使塔顶产品苯的摩尔含量到达95%,塔底釜液摩尔分数为2%。
本次设计主要采用经验图表和经验公式进行计算,计算结果证明,参数的核算结果都在误差允许的范围及经验值范围内。
1.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。
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,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。
液相混合物经稳定塔、白土处理器,最后再经精馏塔得产品苯。
脱烷基反应的关键是维持正常温度,温度过高引起苯收率下降和严重结焦,故应及时移出反应热(可用低温氢为冷却剂)。
两种脱烷基的甲苯单程转化率都在70%~85%,苯收率95%~98%。
甲苯歧化:甲苯与苯比较,用途较少。
甲苯经歧化反应除制得苯外,同时获得用途较大的二甲苯,因此这也是解决各种芳烃的需求不平衡的重要方法。
从炼焦副产分离苯:煤焦化过程中,除生成焦炭外,得到焦炉煤气及液体产物。
焦炉煤气经油吸收分离,得到芳烃混合物,再用硫酸处理或催化加氢,脱除混合物中烯烃及含硫化合物,得到粗苯。
粗苯中含苯(50%~70%)、甲苯、二甲苯等,可用精馏法分离出苯。
1.1.2苯的物理性质苯的沸点为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,但其分子质量比水轻。
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,除甘油,乙二醇等多元醇外能与大多数有机溶剂混溶.除碘和硫稍溶解外,无机物在苯中不溶解.苯对金属无腐蚀性。
1.1.3苯的化学性质苯参加的化学反应大致有3种:一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应;一种是发生在苯环上的加成反应(注:苯环无碳碳双键,而是一种介于单键与双键的独特的键)一种是普遍的燃烧(氧化反应)(不能使酸性高锰酸钾褪色)。
1.1.4苯的工业用途早在1920年代,苯就已是工业上一种常用的溶剂,主要用于金属脱脂。
由于苯有毒,人体能直接接触溶剂的生产过程现已不用苯作溶剂。
苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂在1950年代四乙基铅开始使用以前,所有的抗爆剂都是苯。
然而现在随着含铅汽油的淡出,苯又被重新起用。
由于苯对人体有不利影响,对地下水质也有污染,欧美国家限定汽油中苯的含量不得超过1%。
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:苯的最主要的用途是制取乙苯,其次是制取环己烷和苯酚。
苯经取代反应、加成反应、氧化反应等生成的一系列化合物可以作为制取塑料、橡胶、纤维、染料、去污剂、杀虫剂等的原料。
大约10%的苯用于制造苯系中间体的基本原料。
此外,苯有良好的溶解性能,可作为化工生产中的溶剂。
苯与乙烯生成乙苯,后者可以用来生产制塑料的苯乙烯,苯与丙烯生成异丙苯,后者可以经异丙苯法来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多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。
1.2甲苯1.2.1甲苯的来源煤焦化副产的粗苯馏分中含甲苯15%~20%(质量),其数量与原料煤的性质、焦化深度有关。
一般生产每吨焦炭可副产甲苯1.1~1.3kg。
用硫酸洗除粗苯馏分中不饱和烃和杂质,再经碱中和、水洗、精馏,可得到纯度很高的甲苯。
催化重整油中含芳烃50%~60%(体积),其中甲苯含量可达40%~45%。
催化重整油采用二甘醇、环丁砜、Ν-甲基吡咯烷酮等溶剂进行萃取以回收芳烃(见芳烃抽提),最后经精馏得到高纯度甲苯。
裂解汽油中芳烃含量为70%(质量)左右,其中15%~20%是甲苯。
裂解汽油经两段加氢脱除二烯烃、单烯烃和微量硫,再经萃取、精馏,可得到纯度99.5%以上的甲苯。
1.2.2甲苯的物理性质甲苯分子比例模型外观与性状:无色透明液体,有类似苯的芳香气味。
熔点(℃):-94.9相对密度(水=1):0.87沸点(℃):110.6相对蒸气密度(空气=1):3.14分子式:C7H8分子量:92.14饱和蒸气压(kPa):4.89(30℃)燃烧热(kJ/mol):3905.0临界温度(℃):318.6临界压力(MPa):4.11辛醇/水分配系数的对数值:2.69闪点(℃):4爆炸上限%(V/V):7.0引燃温度(℃):535爆炸下限%(V/V):1.2溶解性:不溶于水,可混溶于苯、醇、醚等多数有机溶剂。
1.2.3甲苯的化学性质化学性质活泼,与苯相像。
[3]可进行氧化、磺化、硝化和歧化反应,以及侧链氯化反应。
[4]甲苯能被氧化成苯甲酸。
1.2.4甲苯的作用与用途甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂,也是有机化工的重要原料,但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比,目前的产量相对过剩,因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。
甲苯衍生的一系列中间体,广泛用于染料;医药;农药;火炸药;助剂;香料等精细化学品的生产,也用于合成材料工业。
甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄;二氯苄和三氯苄,包括它们的衍生物苯甲醇;苯甲醛和苯甲酰氯(一般也从苯甲酸光气化得到),在医药;农药;染料,特别是香料合成中应用广泛。
甲苯的环氯化产物是农药;医药;染料的中间体。
甲苯氧化得到苯甲酸,是重要的食品防腐剂(主要使用其钠盐),也用作有机合成的中间体。
甲苯及苯衍生物经磺化制得的中间体,包括对甲苯磺酸及其钠盐;CLT酸;甲苯-2,4-二磺酸;苯甲醛-2,4-二磺酸;甲苯磺酰氯等,用于洗涤剂添加剂,化肥防结块添加剂;有机颜料;医药;染料的生产。
甲苯硝化制得大量的中间体。
可衍生得到很多最终产品,其中在聚氨酯制品;染料和有机颜料;橡胶助剂;医药;炸药等方面最为重要。
常规别名甲基苯,苯基甲烷IUPAC中文命名1-甲基苯CAS号108-88-3分子式C7H8分子量92.14 g/molSMILES CC1C=CC=CC=C1InChI溶解度0.053 g/100 mL (20-25℃)pKapKa1pKa2pI物理性质熔点180K (-93℃)沸点383.8K (110.6℃)三相点临界点偶极矩熔化热(Δfus H)kJ/mol汽化热(Δvap H)kJ/mol[α]D20 °mL/g/dm ()相态名称外观有芳香气味的无色液体密度0.8669×103 kg/m3Δf HmO kJ/molΔf GmO kJ/molSmO J/mol/KΔc HmO kJ/molCm J/mol/K黏度安全性主要危险闪点相关化学物列举加链接自定義類別自定義項目描述若非注明,所有数据都依從国际单位制,以及来自标准状况的条件。