【正文】 附錄 精餾塔裝配圖 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 1 精餾方案的說明 本精餾方案適用于工業(yè)生產(chǎn)中苯 甲苯溶液二元物系中進(jìn)行苯的提純。故在實(shí)際生產(chǎn)過程控制中只有采用靈敏板 控制才能達(dá)到要求。 操作壓力 精餾操作在常壓下進(jìn)行，因?yàn)楸椒悬c(diǎn)低，適合于在常壓下操作而不需要進(jìn)行減壓操作或加壓操作。所以，不必要用加壓或減壓精餾。 進(jìn)料狀態(tài) 進(jìn)料狀態(tài)直接影響到進(jìn)料線（ q 線）、操作線和平衡關(guān)系的相對(duì)位置，對(duì)整個(gè)塔的熱量衡算也有很大的影響。 泡點(diǎn)進(jìn)料介于二者之間，最大的優(yōu)點(diǎn)在于受外界干擾小，塔內(nèi)精餾段、提餾段上升蒸汽量變化較小，便于設(shè)計(jì)、制造和操作控制。 采用強(qiáng)制回流（冷回流） 采用冷回流的目的是為了便于控制回流比，回流方式對(duì)回流溫度直接影響。 塔頂冷凝方式、冷卻介質(zhì) 塔頂采用列管式冷凝冷卻器，冷卻介質(zhì)用冷卻水。 精餾過程： 30℃原料液從原料罐經(jīng)進(jìn)料泵進(jìn)入原料換熱器 E102 再經(jīng)原料預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱進(jìn)一步預(yù)熱至泡點(diǎn)（ ℃，加熱介質(zhì)為水蒸汽），溫度升至約 ℃ ,從進(jìn)料口進(jìn)入精餾塔 T101 進(jìn)行精餾，塔頂氣溫度為 ℃部分冷凝 后的氣液混合物進(jìn)入塔頂冷卻器（冷卻介質(zhì)為冷卻水），冷凝后的物料進(jìn)入回流罐 V102，然后再通過回流泵，將料液 一部分 作為回流也打入塔頂， 另一部分作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品冷卻器進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)罐化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 V103，再經(jīng)產(chǎn)品泵 P104/AB 輸送產(chǎn)品。在整個(gè)流程中，所有的泵出口都裝有壓力表，所有的儲(chǔ)槽都裝有放空閥，以保證儲(chǔ)槽內(nèi)保持常壓。 篩板塔的缺點(diǎn)是：小孔篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。分子式 C6H6，相對(duì)分子量 ，相對(duì)密度 (20℃ )，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，閃點(diǎn)℃ (閉杯 )，自燃點(diǎn) ℃ ，蒸氣密度 ，蒸氣壓 ( ℃ )， 標(biāo)準(zhǔn)比重為 。不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油混溶。能與氧化劑，如五氟化溴、氯氣、三氧化鉻、高氯酸、硝酰、氧氣、臭氧、過氯酸鹽、 (三氯化鋁 +過氯酸氟 )、 (硫酸 +高錳酸鹽 )、過氧化鉀、 (高氯酸鋁 +乙酸 )、過氧化鈉發(fā)生劇烈反應(yīng)，不能與乙硼烷共存。 苯是染料、塑料、 合成樹脂、合成纖維、藥物和農(nóng)藥等的重要原料，也可用作動(dòng)力燃料及涂料、橡膠、膠水等溶劑。 表 11 純苯質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T228393） 項(xiàng)目 指標(biāo) 特級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 外觀 室溫（ 18~25℃ ）下透明液體，不深于每 1000mL水中含有 重鉻酸鉀溶液的顏色 密度（ 20℃） /kg/m3 沸程 /℃ 大氣壓下（ ℃） 酸洗比色 溴價(jià) /(g/100mL) 結(jié)晶點(diǎn) /℃ 876~880 876~880 875~880 874~880 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 甲苯的性質(zhì) 甲苯有強(qiáng)烈的芳香氣味，無色有折射力的易揮發(fā)液體 ,氣味似苯。幾乎不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶。遇明火或與 (硫酸 +硝酸 )、四氧化二氮、高氯酸銀、三氟化溴、六氟化鈾等物質(zhì)反應(yīng)能引起爆炸。甲苯可用氯化、硝化、磺化、氧化及 還原等方法之前染料、醫(yī)藥、香料等中間體及炸藥、精糖。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 見表 1－ 2。 由 BA ABppx pp?? ?， AAA pxy p?且相對(duì)揮發(fā)度 ABpp?? 根據(jù) 0ln iii iBPA TC?? ? Antoine 公式 查得：苯和甲苯的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)見表 22 表 22 苯和甲苯的基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) A B C 苯 甲苯 所以在 下 , ? , ? 由手冊(cè) [1]查的苯 甲苯系的氣液平衡數(shù)據(jù)： 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 表 23 苯 — 甲苯氣液平衡 [苯 （ ） /%（ mol） ] 溫度 TC 飽和蒸汽壓 Ap 飽和蒸汽壓 Bp x y 相對(duì)揮發(fā)度 ? 84 88 92 96 100 104 108 0 0 由上數(shù)據(jù)可繪出和 txy 圖。1 39。m m wLWy x xVV? ?? 泡點(diǎn)進(jìn)料 1?q //2 5 . 1 2 2 1 . 6 0 4 6 . 7 2 /4 1 . 1 2 /L L F k m o l hV V k m o l h? ? ? ? ??? 39。39。 查資料： 5 911+ 752211+ 222iiiiM pa sM pa sM pa sx M pa sx M pa s?????????????? ? ? ? ?? ? ? ? ???塔 頂進(jìn) 料 板塔 底精 餾提 餾（ 0. 4 0. 35 ）（ 0. 29 0. 35 ） 所以 11 + 0 . 3 4 822L i ix M p a s??? ? ? ? ??全 塔 （ 0 . 3 2 0 . 3 7 5 ） 查圖精餾塔全塔效率關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊(cè) 810圖）， 2 .4 6 0 .3 4 8 0 .8 5 5L?? ? ? ? 所以全塔效率 0 ? 可知實(shí)際塔板數(shù) PN 012 240 .5 0TP NN E? ? ? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 3 精餾塔塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 精餾段 工藝尺寸的計(jì)算 塔徑、塔高的計(jì)算 已知條件計(jì)算兩相流動(dòng)參數(shù) 2. 47 81 4. 5 32 2. 67slLVsgLF V ??? ? ? 取 4 0 0 0 .4 0TH mm m??， .06Lhm? ，則分離空間為 h m? ? ? ? 查液體表面張力共線圖得： 11 + 3722 iiNmNmx N m??????? ? ? ??塔 頂進(jìn) 料 板精 餾 （ 234 239 ） 查史密斯關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊(cè) 813 圖）： 20 ? ，因表面張力的差異，氣體負(fù)荷因子的矯正為 20 ( ) ( ) 7CC?? ? ? 最大允許速率為 m a x 814 .5 3 / m s??? ?? ?? ? ? ? 取空塔速率為最大允許速率的 倍，則空塔速率為 m a x0 .7 0 .7 1 .2 7 0 .9u u m s? ? ? ? 則塔徑 D 為 4 4 0 . 3 4 0 . 7 23 . 1 4 0 . 9gVDmu? ?? ? ?? 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 ? 當(dāng)塔徑為 1m時(shí)，其板間距可取 400mm。 溢流裝置的設(shè)計(jì) 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 對(duì)平直堰，選堰長與塔徑之比為 ，于是堰長為 D m? ? ? ? ?? 查液流收縮系數(shù)圖（《化工原理》下冊(cè) 815 圖），得 ??， 即 23 284 284 76 WVhml?? ??? ? ? ??? ?????? 于是 0. 06 0. 00 76 0. 05 24 52W L O Wh h h m m m? ? ? ? ? ? 取 0 5 2 1 0 4 2h mm? ? ? 2 2 211 3 . 1 4 0 . 8 0 . 5 0 2 444TA D m?? ? ? ? ? 根據(jù) ? ，查弓形降液管的寬度與面積圖（《化工原理》下冊(cè) 817 圖）確定降液管橫截面積 fA ， ? 即 20 . 0 9 0 . 0 9 0 . 5 0 2 4 0 . 0 4 5fTA A m? ? ? ? 塔板板面布置 取 0. 07 , 0. 05scW m W m?? 查弓形降液管的寬度與面積圖（《化工原理》下冊(cè) 817 圖）確定 ? ，即 0. 15 0. 15 0. 8 0. 12dW D m? ? ? ? 0 . 8( ) (0 . 1 2 0 . 0 5 ) 0 . 2 322dsDx W W m? ? ? ? ? ? ? 0 . 8 0 . 0 5 0 . 3 522cDr W m? ? ? ? ? 即 2 2 22 ( a r c s in )a XA X r X r r? ? ? ? 2 2 22 ( 3 ( 5 ) ( 3 ) ( 5 ) a r c si n )180 5 m?? ? ? ? ? ?? 篩孔按正三角形排列，取孔徑 mm? ， / ot D d? ，得 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 開孔率 22 10 . 9 0 7 ( ) 0 . 9 0 7 ( ) 0 . 1 2 1 22 . 7odt? ? ? ? ? ? ? 篩孔率 . 15 1. 15 96 00( 0. 06 2)aAn t? ? ? ? 篩孔總面積 20 0 .1 2 0 .3 0 0 .0 3 6aA A m?? ? ? ? 提餾段工藝尺寸的計(jì)算 塔徑、塔高的計(jì)算 已知條件計(jì)算兩相流動(dòng)參數(shù) 5. 07 80 0. 4 93 2. 57slLVsgLF V ??? ? ? 取 4 0 0 0 .4 0TH mm m??， .06Lhm? ，則分離空間為 h m? ? ? ? 查液體表面張力共線圖得： 11 + 2722 iiNmNmx N m??????? ? ? ??塔 底進(jìn) 料 板提 餾 （ 215 239 ） 查史密斯關(guān)聯(lián)圖（《化工原理》下冊(cè) 813 圖）： 20 ? ，因表面張力的差異，氣體負(fù)荷因子的矯正為 20 ( ) ( ) 7CC?? ? ? 最大允許速率為 m a x 8 0 0 .4 2 .5 70 .0 7 4 1 .3 /2 .5 7LggC m s??? ?? ?? ? ? ? 取空塔速率為最大允許速率 的 倍，則空塔速率為 m a x0. 7 0. 7 1. 3 0. 91u u m s? ? ? ? 則塔徑 D 為 4 4 0 . 3 9 0 . 7 43 . 1 4 0 . 9 1gVDmu? ?? ? ?? 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整為 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 ? 當(dāng)塔徑為 1m 時(shí)，其板間距可取 400mm。 溢流裝置的設(shè)計(jì) 對(duì)平直堰，選堰長與塔徑之比為 ，于是堰長為 0 . 6 5 0 . 6 5 0 . 8 0 0 . 5 2Wl D m? ? ? ? ?? 查液流收縮系數(shù)圖（《化工原理》下冊(cè) 815 圖），得 ??， 即 23 284 284 3 WVhml?? ??? ? ? ??? ?????? 于是 0 .0 6 0 .0 1 3 0 .0 4 7 4 7W L O Wh h h m m m? ? ? ? ? ? 取 0 4 7 1 2 3 5h mm? ? ? 2 2 211 3 . 1 4 0 . 8 0 . 5 0 2 444TA D m?? ? ? ? ? 根據(jù) ? ，查弓形降液管的寬度與面積圖（《化工原理》下冊(cè) 817 圖）確定降液管橫截面積 fA ， ? 即 20 . 1 5 0 . 1 5 0 . 5 0 2 4 0 . 0 7 5fTA A m? ? ? ? 塔板板面布置 取 0. 07 , 0. 05scW m W m?? 查弓形降液管的寬度與面積圖（《化工原理》下冊(cè) 817 圖）確定 ? ，即 0. 13 0. 13 0. 8 0. 10dW D m? ? ? ? 0 . 8( ) ( 0 . 1 0 0 . 0 7 ) 0 . 2 522dsDx W W m? ? ? ? ? ? ? 0 . 8 0 . 0 5 0 . 3 522cDr W m? ? ? ? ? 即 2 2 22 ( a r c s in )a XA X r X r r? ? ? ? 化工系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 2 2 22 ( 5 ( 5 ) ( 5 ) ( 5 ) a r c si n )180 5 m?? ? ? ? ? ?? 篩孔按正三角形排列，取孔徑 mm? ， / ot D d? ，得 開孔率 22 1 00