苯-甲苯连续精馏塔的设计书

苯-甲苯连续精馏塔的设计书

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时间:2017-11-10

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1、苯-甲苯连续精馏塔的设计书一、设计任务:试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。具体工艺参数如下:1、原料处理量:年处理76000吨苯-甲苯混合液体。2、原料液中苯含量:27.5%(质量)。3、产品要求:馏出液中的苯含量为97%(质量)。釜液中的苯含量不高于2%(质量)。设备的年运行时间平均为300天。二、设计条件:1、加热方式:间接蒸汽加热,蒸汽压力为1.0~2.5kg/cm2。2、操作压力:常压。3、进料状况:泡点进料。4、冷却水进口温度:25℃,出口温度自定。5、塔板形式:浮阀塔板。三、应完成的工作量:

2、1、确定全套精馏装置的流程,绘制工艺流程示意图,标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。2、精馏塔的工艺设计,塔的结构尺寸设计。3、辅助装置的设计和选型;估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积;。4、编写设计说明书一份。5、绘制精馏塔的装配图一张(一号图纸)。表格表1物料衡算结果表2苯和甲苯的气液平衡数据表3苯和甲苯的气液平衡数据表4苯、甲苯的Antoine常数48表5苯,甲苯的饱和蒸汽压表6塔的工艺条件及物性数据计算结果表7精馏段和提馏段气液负荷计算结果表8物性系数K表9

3、雾沫夹带线取点表10液泛线取点表11冷凝器和再沸器的热负荷表12塔各接管及材料表13塔间距与塔径的关系表14塔体计算结果表15筒体的设计参数表16设计结果汇总附表1——常压下苯-甲苯的气热平衡数据表附表2——苯和甲苯的物理性质附表3——苯和甲苯的液相密度附表4——液体表面张力附表5——液体黏度附表6——液体汽化热图图1精馏操作流程图2精馏工艺流程图图3全凝器内物流流程图图4再沸器内加热蒸汽走壳程、物料走管程图5设计思路流程图图6苯-甲苯的气液平衡图图7理论塔板数图8史密斯关联图图9精馏段和提馏段阀孔数图10泛点负

4、荷系数图11精馏段操作性能图图12提馏段操作性能图图13全塔能量衡算图图14封头符号说明英文字母48Aa——塔板上鼓泡区面积,m2;Ab——板上液流面积,m2;Af——降液管截面积,m2;AT——塔截面积,m2;C——操作条件下的负荷系数,无因次;CF——泛点负荷系数,无因次;C20——当液体表面张力为20mN/m时,计算umax的负荷系数,无因次;do——阀孔直径,m;D——塔径,m;馏出液摩尔流量,kmol/hev——雾沫夹带量,kg液/kg气E——液流收缩系数,无因次;ET——总板效率(全塔效率),无因次;

5、Fo——气相动能因数,kg1/2(s·m1/2);g——重力加速度,m/s2;hl——进口堰与降液管间的水平距离,m;hc——与干板压强降相当的液柱高度,m液柱;hd——与液体经过降液管时的压强降相当的液柱高度,m液柱;h1——与板上液层阻力相当的液柱高度,m液柱;hL——板上清液层高度,m;hn——齿形堰的齿深,mho——降液管的底隙高度,m;hOW——堰上液层高度,m;hW——出口堰高度,m;Hd——降液管内清液层高度,m;HT——板距,m;K——物性系数,无因次;lW——堰长,M;L——液体摩尔流量,kmo

6、l/hLh——液体流量,m3/h;Ls——液体流量,m3/s;NP——实际板层数;NT——理论板层数;;△P——压强降,Pa;R——鼓泡区半径,m,或回流比,无因次;t——孔心距,m;t’——排间距,m;u——空塔气速,m/s;umax——极限空塔速度(液泛速度),m/s:uo——阀孔气速,m/s;uoc——临界孔速,m/s;u’o——降液管底隙处液体流速,m/s;Vh——气体流量,m3/hVs——气体流量,m3/s:Wc——边缘无效区宽度,m;Wd——弓形降液管宽度,m;Ws——破沫区宽度,m;x——液相中易挥

7、发的摩尔组成;或鼓泡区1/2的宽度,m;y——气相摩尔组成;Z——板式塔的有效高度,m;4848希腊字母48εo——板上液层充气系数,无因次;θ——液体在降液管内停留时间,s;μ——粘度,mPa·s;ρl——液体密度,kg/m3ρv——气体密度,kg/m3σ——液体的表面张力,mN/m或N/m;φ——计算液泛时的系数,无因次;48下标48D——馏出液;F——原料液;h——小时;s——秒;i——组分序号;L一液体的;m——平均;max——最大的;min——最小的;n——塔板序号;V——气体的。48一、设计方案的确定

8、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。1.操作压力(加压、常压、减压)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

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