苯与甲苯混合液浮阀精馏塔项目设计方案.doc

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1、苯与甲苯混合液浮阀精馏塔项目设计方案第一章化工原理课程设计任务书1.1设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计1.2原始数据及条件（1）生产能力：年处理量苯-甲苯混合液2.7万吨（开工率300天/年）（2）原料：苯的含量为35%（质量分数，下同）饱和液体进料（3）分离要求：塔顶馏出液中苯含量不低于99.8%塔底釜液中苯含量不高于0.2%（4）操作压力：常压101.325Kpa操作塔顶表压4Kpa单板压降≤0.7Kpa（5）回流比：R=(1.1～2.0)由设计者自选（6）塔顶采用全凝器泡点回流（

2、7）塔釜采用间接饱和水蒸气加热（8）全塔效率为0.61.3设计容（一）工艺设计1、选择工艺流程，要求画出工艺流程2、精馏工艺计算（1）物料衡算确定各物料流量和组成；（2）经济核算确定适宜的回流比；（3）精馏塔实际塔板数。用适宜回流比通过逐板计算，得到全塔理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。然后根据全塔效率求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔板数，确定加料板的位置。（二）精馏塔设备设计1、塔和塔板主要工艺结构的设计计算2、塔流体力学性能的设计计算；3、绘制塔板负荷性能图。画出精馏段和提馏段某块的负荷性

3、能图1.4设计要求1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。1.5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，并按时完成任务第二章塔板的工艺设计2.1设计方案的确定及工艺流程的说明拟设计一台年处理苯－甲苯混合液2.7万吨(开工率300天/年)的浮阀精馏塔，要求塔顶馏出液中苯含量不低于99.8%，塔底釜液中含苯量不高于0.2%。先设计苯-甲苯混合液经预热器加热后，用泵送入精馏塔；塔顶上升蒸汽采用冷

4、凝器冷凝后部分回流，其余作为塔顶产品冷却后送至贮槽；塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。操作压力为常压101.3，采取泡点进料。图1精馏流程工艺图2.2全塔物料衡算表1苯和甲苯的物理性质项目分子式分子量沸点临界温度临界压强苯78.1180.1288.56833.4甲苯92.13110.6318.574107.72.2.1进料、塔顶及塔底产品的摩尔分数2.2.2平均摩尔质量：2.2.3物料衡算：2.3塔板数的确定2.3.1确定理论塔板数平衡图的绘制。表2苯和甲苯物系在总压为101.3kpa

5、下t-x（y）关系温度80.184889296100104108110.6x10.8160.6510.5040.3730.2560.1520.0570y10.9190.8250.7170.5940.4550.30.1250图2苯和甲苯的汽、液平衡数据用AUTOCAD作图求R并选取R（1）本设计的进料状态选取的是泡点进料，即q=1,q线方程为：作图得Ye=0.609R==取操作回流比R=1.5R=2.64（2）求精馏塔的气液相负荷（3）求操作线方程：精馏段操作线方程：='=2.3.2用图解法求理论板数Nyx

6、图3梯级法求理论板数总理论板数N=23（包括塔釜）。其中精馏段为11.7，提馏段为11.3（包括塔釜），第12块板为进料板。2.3.3实际塔板数N由E=N/N得：精馏段实际塔板数N=11.7/0.6=19.5,取20提馏段实际塔板数N=11.3/0.6=18.8,取19（包括塔釜）故总的实际塔板数N=N+N=39（包括塔釜）2.4精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算2.4.1操作压力塔顶操作压力=101.325+4=105.325每层塔板压降△=0.7进料板压力△×N=105.325+20×0.7=11

7、9.325塔底操作压力2.4.2操作温度根据苯-甲苯的t-x-y数据，采用差法求取塔顶、进料层温度塔顶温度进料板温度=95.54Cº塔底温度精馏段平均温度：==Cº提馏段平均温度：=Cº2.4.3平均摩尔质量塔顶平均摩尔质量计算：,查平衡曲线，得kg/kmolkg/kmol进料板平均摩尔质量计算：由图解理论板，得，查平衡曲线，得塔底平均摩尔质量计算：由,查平衡曲线。得精馏段平均摩尔质量：提馏段平均摩尔质量：2.4.4平均密度计算：2.4.4.1气相平均密度计算。由理想气体状态方程，即：精馏段：提馏段：2.

8、4.4.2液相平均密度计算。液相平均密度依下式计算：表3苯和甲苯的液相密度温度8090100110120苯815803.9792.5780.3768.9甲苯810800.2790.3780.3770利用上表数据差求取：塔顶：进料板液相的质量分率：精馏段液相平均密度为：提馏段液相平均密度为：2.4.5液体平均表面力计算：液相平均表面力依下式计算：表4液体表面力温度8090100110120苯21,2720.0618.8517.6