【正文】 1 板式精餾塔設(shè)計(jì)任務(wù)書 43 一、 設(shè)計(jì)題目： 苯―甲苯 精餾分離板式塔設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件 設(shè)計(jì)任務(wù)：生產(chǎn)能力（進(jìn)料量） 6萬 噸／年 操作周期 7200 小時(shí)／年 進(jìn)料組成 ％ （質(zhì)量分率，下同） 塔頂產(chǎn)品組成 ％ 塔底產(chǎn)品組成 % 操作條件 操作壓力 常壓 進(jìn)料熱狀態(tài) 泡點(diǎn)進(jìn)料 冷卻水 20℃ 加熱蒸汽 設(shè)備型式 篩板塔 廠 址 安徽省合肥市 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 概述 設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說明 塔板數(shù)的計(jì)算 (板式塔 ) ( 1 ) 物料衡算 。 ( 2 ) 平衡數(shù)據(jù)和物料數(shù)據(jù)的計(jì)算或查閱 。 ( 3 ) 回流比的選擇 。 ( 4 ) 理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)的計(jì)算 。 主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計(jì) ( 1 ) 塔內(nèi)氣液負(fù)荷的計(jì)算 。 ( 2 ) 塔徑的計(jì)算 。 ( 3 ) 塔板結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)和計(jì)算； ( 4 )流體力學(xué)校核； ( 5 )塔板負(fù)荷性能計(jì)算； ( 6 )塔接管尺寸計(jì)算； ( 7 )總塔高、總壓降及接管尺寸的確定。 輔助設(shè)備選型與計(jì)算 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 工藝流程圖及精餾塔裝配圖 設(shè)計(jì)評述 2 目錄 概述 ..................................................................... 4 精餾單元操作的簡介 .................................................. 4 精餾塔簡介 .......................................................... 4 苯 甲苯混合物簡介 ................................................... 4 設(shè)計(jì)依據(jù) ............................................................ 4 技術(shù)來源 ............................................................ 4 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 ...................................................... 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................. 5 確定設(shè)計(jì)方案的原則 .................................................. 5 操作條件的確定 ...................................................... 5 操作壓力 ...................................................... 5 進(jìn)料狀態(tài) ...................................................... 6 加熱方式的選擇 ................................................ 6 設(shè)計(jì)方案的選定及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集 ...................................... 6 板式精餾塔的簡圖 .................................................... 7 常用數(shù)據(jù)表： ........................................................ 7 計(jì)算過程 ................................................................. 9 相關(guān)工藝的計(jì)算 ..................................................... 10 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率 ............................. 10 原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 ......................... 10 物料衡算 ..................................................... 10 最小回流比及操作回流比的確定 ................................. 10 精餾塔的氣、液相負(fù)荷和操作線方程 ............................. 11 逐板法求理論塔板數(shù) ........................................... 11 精餾塔效率的估算 ............................................. 13 實(shí)際板數(shù)的求取 ............................................... 13 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ............................... 13 操作壓力計(jì)算 ................................................. 13 操作溫度計(jì)算 ................................................. 14 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 ............................................. 14 平均密度計(jì)算 ................................................. 15 液體平均表面張力計(jì)算 ....................................... 16 液體平均粘度計(jì)算 ........................................... 17 精餾塔的主要工藝尺寸的計(jì)算 ......................................... 18 塔內(nèi) 氣液負(fù)荷的計(jì)算 ........................................... 18 塔徑的計(jì)算 ................................................... 18 精餾塔有效高度的計(jì)算 ......................................... 20 塔板結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 ................................................. 20 溢流裝置計(jì)算 ................................................ 20 塔板布置 ..................................................... 22 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ................................................. 24 塔板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨扔?jì)算 ................................... 24 液面落差 ..................................................... 25 3 霧沫夾帶 ..................................................... 25 漏液 ......................................................... 25 液泛 ......................................................... 26 塔板負(fù)荷性能圖 .................................................... 27 霧沫夾帶線 ................................................... 27 液泛線 ....................................................... 28 液相負(fù)荷上限線 ............................................... 30 液相負(fù)荷下限線 ............................................. 30 漏液線 ....................................................... 31 各接管尺寸的確定 ................................................... 32 進(jìn)料板 ....................................................... 32 釜?dú)堃撼隽瞎? ................................................. 33 回流液管 ..................................................... 33 塔頂上升蒸汽管 ............................................... 33 精餾塔結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) ..................................................... 34 設(shè)計(jì)條件 ..................................................... 34 殼體厚度計(jì)算 ................................................. 34 風(fēng)載荷與風(fēng)彎矩計(jì)算 ........................................... 35 地震彎矩的計(jì)算 ............................................... 38 篩板塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表 ..................................... 39 總結(jié)和設(shè)計(jì)評述 .......................................................... 40 設(shè)計(jì)評述 ........................................................... 40 總結(jié) ............................................................... 41 參考文獻(xiàn) ................................................................... 42 4 概述 精餾單元操作的簡介 精餾是分離液體混合物 （含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，精餾過程在能量劑驅(qū)動(dòng)下，使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計(jì)的題目是苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計(jì)，即需設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計(jì)一板式塔將其分離。 分離苯和甲苯，可以利用二者沸點(diǎn)的不 同，采用塔式設(shè)備改變其溫度，使其分離并分別進(jìn)行回收和儲(chǔ)存。 精餾塔簡介 精餾塔是一圓形筒體，塔內(nèi)裝有多層塔板或填料，塔中部適宜位置設(shè)有進(jìn)料板。兩相在塔板上相互接觸時(shí)，液相被加熱，液相中易揮發(fā)組分向氣相中轉(zhuǎn)移；氣相被部分冷凝，氣相中難揮發(fā)組分向液相中轉(zhuǎn)移，從而使混合物中的組分得到高程度的分離。 簡單精餾中，只有一股進(jìn)料，進(jìn)料位置將塔分為精餾段和提餾段，而在塔頂和塔底分別引出一股產(chǎn)品。精餾塔內(nèi)，氣、液兩相的溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。 苯