化工设计-苯-甲苯精馏塔.docx

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1、书目：书目1 概论31.1 精储塔31.1.1. 精摘原理31.2 精燧塔选择31.3 笨41.4 甲苯42 操作数据的计算42.1 设计要求42.2 主要携木数据52.2.1. 茶和甲茶的物理性质52.2.2. 笨和甲笨的密度52.2.3. 液体衣面张力。52.2.4. 液体粘度H1.52.3 平衡线数据52.4 操作参数设计62.4.1. 进料热状态62.4.2. 加热方式62.4.3. 塔顶冷凝水的选择72.5 操作流程及流程图72.5.1. 流程简介72.5.2. 流程图72.6 理论塔板数的计算与回流比的检定82.6.1. 物料衡算82.6.2. q线方程82.6.3. Rmn的畸定

2、82.6.4. 由Exce1.理论塔板数计算程序计算理论板数92.6.5. 由作图法以出理论板收NT103 塔体计算113.1 一体物性计算113.1.1. 平均分子量计算113.1.2. 液、气相平均密度123.2 塔径与塔高计0133.2.1. 精缁段塔径133.2.2. 提Ia段塔径133.2.3. 回整后塔径143.2.4. 填料层高度计算143.3 填料塔的流体力学性能143.3.1. 压降143.3.2. 泛点率校核IS333精馈段喷淋密度核算153.3.4. 提耀段喷淋密度核算IS3.4 塔内附件选择153.4.1. 液体喷淋装置选择153.4.2. 分布点密度计算153.4.3

3、. 液体再分布装置选择163.4.4. 填料支撑袋置选择163.4.5. 填料压紧装置163.4.6. 除沫器选择163.5 管道设计与选择173.5.1. 塔顶I可流管管径173.5.2. 进料管管径173.5.3. 塔顶蒸汽出口管173.5.4. 塔原产品出口管183.5.5. 塔釜出料管管径183.5.6. 塔釜回流管管径183.6 其他网件及参数183.6.1. 筒体183.6.2. 封头193.6.3. 法兰203.6.4. 支座选型203.6.5. 塔总高度计算204 协助设备214.4 协助设备及零部件的选择214.5 预热器的选择214.6 进料泵224.7 网流泵23附录24

4、1概论1.1 精博塔精储塔是进行精俑的一种塔式汽液接触M,又称为蒸储塔。有拉式坚与填料塔两种主要类型。依据操作方式又可分为连续精慵塔与间歇精储塔。蒸气由塔底进入,蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发（低沸点）组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发（高沸点）组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而卜.降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈常集，从而达到组分分别的目的。由塔顶上升的气相进入冷隈23冷凝的液体的部分作为回流液返回塔顶进入精储塔中，其余的部分则作为溜出液取山。塔底i出的液体，其中的一部分送入再沸器,加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜

5、残液取出。1.1.1. 精馆原理蒸愉的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝,利用其中各级份挥发哎不同（相对挥发度，）的特性，实现分别目的的单儿操作,蒸愉依据其操作方法可分为：简洁蒸愉、闪蒸、精馅和特殊精储等.12精馅塔选择塔设法是化工，制药，环保等生产中广泛应用的气液传项设备。依据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属干逐段接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作.工业上对塔设备的主要要求:1）生产实力大2分别效率高（3）操作弛性大（4）气体阻力小结构简洁、设备取材面广等.塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设法

6、的制造、安装、运转和理等方面的因素。板式塔的探讨起步较早，其流体力学和传鲂模型比较成熟，数据牢推。尽管与埴料塔相比效率较低、通陋较小、压降较高、持液地较大，但由于结构的洁、造价较低、适应性强、易于放大等特点因而在70年头以前的很长一段时间内,塔板的探讨始终处于额先地位.然而，70年头初期M现的世界能源危机迫使填斜塔技术在近20年来取得了长足进展.由于性能优良的新填料相继问世，特殊是规整地料相新型塔内件的不断开发应用和姑础理论探讨的不断深化，使填料的放大技术有了新的突破，变更了以板式塔为主的局面。在我国，的苛石油化工的不断发展，传质分别工程学的探讨不断深化,使填料塔技术及其应用进入了一个崭新的时

7、期,其工业应用与发达国家并与齐驱,进入世界先进行列.评价塔设备的暴木性能的指标主要有：1、产量和通量：前者指单位时间处理物料量,而后者指单位塔截面上的单位时间的物料处理埴.2、分别效率：对板式塔是指每层塔板所能达到的分别程度.填料塔则是单位填料层高度的分别实力.3、适应实力及操作弹性：对各种物料性质的适应性及在负荷波动时维持操作桧定而保持较岛分别效率的实力.4.液体阻力：气和通过每层塔板或单位高度埴料层的代降.除上述几项主要性能外，塔的造价凹凸、安奘、修埋的雄易以及长期运转的军旅性等因素，也是必需考虑的实际同时。燃料塔由埴料、塔内件及筒体构成。埴料分规整埴料和散装填料两大类，塔内件有不同形式的

8、液体分布装置、埴料固定装置或填料纸紧装置.以料支承装S1.液体收集再分布装置及气体分布装置等.与板式塔相比，新型的城科塔性能具有如下特点：生产实力大、分别效率高、压力降小、操作弹性大、持液鼠小等优点,1.3笨笨(JHJ有机化合物，是组成结构最简洁的芳香烧,在常温下为一种无色、有甜味的透亮液体,其密度小于水，具有刷我的芳香气味。可燃，有毒，为IARC第一类致癌物。苯不溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂,其碳与碳之间的化学键介于单键与双键之间，称人n键，因此同时具有饱和燃取代反应的性就和不饱和炒加成反应的性质.笨的性质是易取代.雄毓化,难加成.苯是一种石油化工基本原料.米的产麻和生产的技

9、术水平是一个国家石油化工发展水平的标记之一14甲苯一种芳烧，分子式CtHKH”存在于煤焦油和某些石油中，无色易燃液体。熔点一95也，沸点110.6*C,相对常度0866920/4C).不溶于水,健溶干乙醉、乙够等有机溶剂.膨胀系数大,凝固点低，可用来制造低温温度计.甲笨比笨更简洁发生取代反应.甲莘硝化时生成邻和对硝基甲莘,接着硝化生成2,4.6-：硝基甲茶(TNT),是一种基甲的炸药.甲立在加热时隆化，生成氯化节C6H5CHjCI,但在三嬴化饯存在下，疑化反应在笨环上进行，生成邻和对公甲苯。甲苯在催化剂存在下用空气敏化，生成苯卬酸C6HKOOH。在甲茶过婀的国家中，则利用甲萃的加级去甲基生产装

10、，2操作数据的计算2.1 设计要求体系：装一甲茶精德塔产量要求：140吨/天原料液:含笨56%(w%)掾作环境温度：25V生产要求：茶塔原浓度为98%紫塔底浓或W1%2.2 主要基本数据2.2.1 莘和甲笨的物理性质表格2.2.1苯和甲苯的物理性质项目分子式分子以M沸点，r峪界温度t0,C比热容米AC6H678.1180.1289.21.97kJ(kgX?)甲笨BC6HsCH192.13110.6321.01.70kJ(kgC)2.2.2 笨和甲笨的密度表格2.2.22-2.2.2-1苯和甲苯的液相浓度温度T8090100110120苯3m3815.0803.9792.5780.3768.9甲

11、茶kgm810.0800.2790.3780.3770.02.2.3 液体表面张力。表格223322.3J液体发面张力温度e60801120140茶mN/m23.7421.2718.8516.4914.17甲弟mN/m23.9421.6919.9417.3415.322.2.4 液体粘度八表格22442241液体粘度温度C60801120140*mPas03810.3080.2550.2150.184甲笨0.3730.3110.2640.2280.2002.3 平衡线数据表格2242241平衡线数据温度C,1y110.40.00.0108.06.013.8106.010.823.2104.01

12、5.831.9102.021.039.9100.026.447.398.032.254.394.0-14.666.888.066.082.984.082.492.182.091.596.480.2100.0100.0苯-甲苯平衡体系1.x-y图x(y)%22.43-2藏甲茶平衡体系2.4 操作参数设计2.4.1 进料能状态泡点进料时，塔的操作易于限制.不受环境影响.饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变更和前段工序波动的影响.塔的操作比较简洁限制.此外，泡点进料提饰段和精循段塔径大致相同，在设备制造上比较便利。冷液进塔虽可删减理论板数，伊塔尚降低，但精匐釜及提旗I段塔径增大，皆不利之处,所以依

13、据设计要求,泡点进料，q=1.2.4.2 加热方式箱锚塔的设计中多在塔底加一个用洗器以果纳间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热敏供应：由于米-甲繁体系中.茉是轻组分H1.塔顶冷凝器冷凝得到.甲苯为重组分由塔底排出.所以本设计陶果纳再沸湍供应热室.采纳（温度130间接水蒸汽加热，2.4.3 塔顶冷凝水的选界我纳深井水，温度t=12C2.5 操作流程及流程图2.5.1 J1.t程简介含苯56%（质中分数）的茶一甲苯淞合液经过预热器，预热到泡点进料.诳入精馅塔后分别，塔顶蒸汽冷减后有一部分作为产品（含笨人于98%），一部分回流再进入塔中，塔底戌刷液给再沸器加热后，部分进入塔中,部分液体作为产品排出塔体.2.5.2 流程图2.S2-1操作流程图2.6 理论塔板数的计算与回流比的确定2.6.1 物料衡算已知：进料量组成含革56%.处理量140吨/天,进料q=1.设计要求：X1=98%,xwW69.68X0.60=0.9KD0.O1.U按垃低要求计算汇总得：xW=0.01W=2730kmo1.hxD=0.98D=42.38kmo1.hxF=0.60F=69.68kmo1.h2.6.2 q线方程XF=0.60q=1.,q线方程为：X=0.602.6