化工原理課程設(shè)計---分離苯—甲苯混合液的浮閥板式精餾塔工藝設(shè)計(已修改)
2025-01-30 13:39 本頁面
【正文】 設(shè)計任務(wù)書1設(shè)計題目：分離苯—甲苯混合液的浮閥板式精餾塔工藝設(shè)計2設(shè)計參數(shù)(1) 設(shè)計規(guī)模：苯——甲苯混合液處理量2 萬t/a(2) 生產(chǎn)制度：年開工330天，每天小時連續(xù)生產(chǎn)(3) 原料組成：苯含量為35%（質(zhì)量百分率，下同）(4) 進料狀況：含苯35%的苯——甲苯混合溶液20℃(5) 分離要求：%，塔底甲苯含量不小于98%(6) 建廠地區(qū)：大氣壓為760mmHg，自來水年平均溫度為20℃的鹽城市3設(shè)計要求和工作量（1） 完成設(shè)計說明書一份（2） 完成精餾塔工藝條件圖一張4設(shè)計說明書主要內(nèi)容 目錄摘 要 1緒 論 2設(shè)計方案的選擇和論證 31 設(shè)計流程 32 設(shè)計思路 3第一章 塔板的工藝設(shè)計 4 4 4 5 6 6 6 7 8 操作壓強 8 8 9 10 精餾塔工藝尺寸的計算 11 11 12 13 1浮閥排列及塔板布置 14 15 15 16 16 17 17 18 液相負荷上限線 19（漏液線） 20 20 21第二章 熱量衡算 21 塔底熱量 23 24第三章 輔助設(shè)備 26 26 27 27 28第四章 塔附件設(shè)計 29 29 29 29 29 29 30 30 30 30 30 31 31 31 31 31 32設(shè)計結(jié)果匯總 33設(shè)計總結(jié) 34致謝 35參考文獻 36主要符號說明 37附 錄 381摘 要化工生產(chǎn)常需進行二元液相混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝達到輕重組分分離目的的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備類型之一。本次設(shè)計的浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計過程，該設(shè)計方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。本設(shè)計書對苯和甲苯的分離設(shè)備─浮閥精餾塔做了較詳細的敘述，主要包括：工藝計算，輔助設(shè)備計算,塔設(shè)備等的附圖。采用浮閥精餾塔，，按逐板計算理論板數(shù)為29。塔頂使用全凝器，部分回流。精餾段實際板數(shù)為12，提餾段實際板數(shù)為17。實際加料位置在第13塊板(從上往下數(shù))。通過板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗算，均在安全操作范圍內(nèi)。塔的附屬設(shè)備中，所有管線均采用無縫鋼管。再沸器采用臥式浮頭式換熱器。用140℃飽和蒸汽加熱，用20℃循水作冷凝劑。飽和蒸汽走管程，釜液走殼程。關(guān)鍵詞：苯__甲苯、精餾、圖解法、負荷性能圖、精餾塔設(shè)備結(jié)構(gòu)緒 論化工生產(chǎn)中常需進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的?；ト芤后w混合物的分離有多種方法，蒸餾及精餾是其中最常用的一種。蒸餾是分離均相混合物的單元操作之一，精餾是最常用的蒸餾方式，是組成化工生產(chǎn)過程的主要單元操作。為實現(xiàn)高純度的分離已成為蒸餾方法能否廣泛應(yīng)用的核心問題，為此而提出了精餾過程。精餾的核心是回流，精餾操作的實質(zhì)是塔底供熱產(chǎn)生蒸汽回流，塔頂冷凝造成液體回流。我們工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力、解決實際生產(chǎn)問題的能力和創(chuàng)新的能力。課程設(shè)計是一次讓我們接觸并了解實際生產(chǎn)的大好機會，我們應(yīng)充分利用這樣的機會去認真去對待。而新穎的設(shè)計思想、科學(xué)的設(shè)計方法和優(yōu)秀的設(shè)計作品是我們所應(yīng)堅持努力的方向和追求的目標。浮閥塔盤自20世紀50年代初期開發(fā)以來，由于制造方便及其性能上的優(yōu)點，很多場合已取代了泡罩塔盤。這類塔盤的塔盤板開有閥孔，安置了能在適當范圍內(nèi)上下浮動的閥片，其形狀有圓形、條形及方形等。由于浮閥與塔盤板之間的流通面積能隨氣體負荷的變動而自動調(diào)節(jié)，因而在較寬的氣體負荷范圍內(nèi)，均能保持穩(wěn)定操作。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。與泡罩塔盤相比，處理能力較大，壓力降較低，而塔板效率較高，缺點是閥孔易磨損，閥片易脫落。操作氣速不可能會很高，因為會產(chǎn)生嚴重的霧沫夾帶，這就限制了生產(chǎn)能力的進一步提高。 具有代表性的浮閥塔有F1型（V1型）浮閥塔板、重盤式浮閥塔、盤式浮閥、條形浮閥及錐心形浮閥等。設(shè)計方案的選擇和論證 1 設(shè)計流程本設(shè)計任務(wù)為分離苯__甲苯混合物。對于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。2 設(shè)計思路在本次設(shè)計中，我們進行的是苯和甲苯二元物系的精餾分離，簡單蒸餾和平衡蒸餾只能達到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發(fā)度的差異實現(xiàn)高純度分離，是精餾塔的基本原理。實際上，蒸餾裝置包括精餾塔、原料預(yù)熱器、蒸餾釜、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。蒸餾過程按操作方式不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是浮閥式連續(xù)精餾塔。蒸餾是物料在塔內(nèi)的多次部分汽化與多次部分冷凝所實現(xiàn)分離的。熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，有時后可以考慮將余熱再利用，在此就不敘述。要
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