分離苯-甲苯混合液及浮閥精餾塔設(shè)計(jì)樣本-文庫(kù)吧
2025-01-03 13:36 本頁(yè)面
【正文】 塔都是常用的塔類型，可以根據(jù)不同塔各自特點(diǎn)選擇所需要的塔。 塔設(shè)備概述 塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要求是：（1）生產(chǎn)能力大；（2）傳熱、傳質(zhì)效率高；（3）氣流的摩擦阻力??；（4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量少；（6）制造安裝容易，操作維修方便。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。板式塔大致可分為兩類：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）無(wú)降液管的塔板，如穿流式篩板、穿流式波紋板等。工業(yè)應(yīng)用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。 精餾是分離液體混合物最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。精餾原理是將液體混合物部分氣化,利用其中各組份揮發(fā)度不同的特性，實(shí)現(xiàn)分離目的的單元操作。本次設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)計(jì)一定處理量的分離苯和甲苯混合物精餾塔。精餾所進(jìn)行的是氣、液兩相之間的傳質(zhì)，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設(shè)備還得具備下列各種基本要求： (1) 氣(汽)、液處理量大，即生產(chǎn)能力大時(shí)，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。 (2) 操作穩(wěn)定，彈性大，即當(dāng)塔設(shè)備的氣(汽)、液負(fù)荷有較大范圍的變動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作并應(yīng)保證長(zhǎng)期連續(xù)操作所必須具有的可靠性。 (3) 流體流動(dòng)的阻力小，即流體流經(jīng)塔設(shè)備的壓力降小，這將大大節(jié)省動(dòng)力消耗，從而降低操作費(fèi)用。 (4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量小，制造和安裝容易。 (5) 耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。 (6) 塔內(nèi)的滯留量要小。不同的塔型各有某些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)和具體要求，抓住主要矛盾，進(jìn)行選型?；ぴ碚n程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)計(jì)能力和計(jì)算機(jī)操作能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們初步掌握化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)原則及方法，計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)；學(xué)會(huì)通過(guò)手冊(cè)查閱物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)；掌握各種結(jié)果的校核，能畫出工藝流程、塔板結(jié)構(gòu)等圖形。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性、經(jīng)濟(jì)合理性。確定設(shè)計(jì)方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學(xué)技術(shù)上的最新成就，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則。為此，必須具體考慮如下幾點(diǎn)：(1) 滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備，首先必須保證產(chǎn)品達(dá)到任務(wù)規(guī)定的要求，其次所定的設(shè)計(jì)方案需要有一定的操作彈性，各處流量應(yīng)能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要時(shí)傳熱量也可進(jìn)行調(diào)整，再其次，要考慮必需裝置的儀表(如溫度計(jì)、壓強(qiáng)計(jì)，流量計(jì)等)及其裝置的位置，以便能通過(guò)這些儀表來(lái)觀測(cè)生產(chǎn)過(guò)程是否正常，從而幫助找出不正常的原因，以便采取相應(yīng)措施。 (2) 滿足經(jīng)濟(jì)上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設(shè)備及基建費(fèi)用。適當(dāng)?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能消耗。同樣，回流比的大小對(duì)操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)也有很大影響。 (3) 保證安全生產(chǎn)塔是指定在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過(guò)大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都會(huì)使塔受到破壞，因而需要安全裝置。本課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)過(guò)程的物料衡算，塔工藝計(jì)算，塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及校核。在一常壓操作的連續(xù)精餾塔內(nèi)分離苯甲苯混合液。已知原料液的處理量為4500kg/h，(苯的質(zhì)量分率,以下同)。 設(shè)計(jì)條件如下： 操作壓力進(jìn)料熱狀態(tài)回流比單板壓降全塔效率建廠地址塔頂常壓4kPa自選自選ET=52%天津地區(qū)試根據(jù)上述工藝條件作出篩板塔的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯甲苯混合物。對(duì)于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送人精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)溫度下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。312 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算 精餾塔的物料衡算 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分?jǐn)?shù) 苯的摩爾質(zhì)量 甲苯的摩爾質(zhì)量 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 物料衡算 原料處理量總物料衡算苯物料衡算聯(lián)立解得 塔板數(shù)的確定 理論板層數(shù)的求取 苯甲苯屬理想物系，可采用圖解法求理論板層數(shù)。 ①由苯甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)，繪出苯甲苯混氣液平衡相圖，： 苯甲苯混氣液平衡相圖②求最小回流比及操作回流比。 采用作圖法求最小回流比。，自點(diǎn)作垂線即為進(jìn)料線(線)，該線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)為 ：故最小回流比為：取操作回流比為：③求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 ④求操作線方程 精餾段操作線方程為：提餾段操作線方程為：
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