化工原理課程設(shè)計(jì)--年處理8萬噸噸苯-甲苯的精餾裝置-在線瀏覽
2025-03-05 10:57本頁面
【正文】 有機(jī)卷）.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2002[4]汪鎮(zhèn)安. 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》（上、下冊）.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2002 [5] 《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊》指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字2012年 1月2日年處理8萬噸苯甲苯的精餾裝置摘 要：化工生產(chǎn)常需進(jìn)行二元液相混合物的分離以達(dá)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(dá)到輕重組分分離目的的方法。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(jì)和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。本次設(shè)計(jì)的浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。本設(shè)計(jì)書對苯和甲苯的分離設(shè)備─浮閥精餾塔做了較詳細(xì)的敘述，主要包括：工藝計(jì)算，輔助設(shè)備計(jì)算,塔設(shè)備等的附圖。塔頂使用全凝器，部分回流。通過板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗(yàn)算，均在安全操作范圍內(nèi)。互溶液體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。為實(shí)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。我們工科大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力、解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力和創(chuàng)新的能力。而新穎的設(shè)計(jì)思想、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品是我們所應(yīng)堅(jiān)持努力的方向和追求的目標(biāo)。這類塔盤的塔盤板開有閥孔，安置了能在適當(dāng)范圍內(nèi)上下浮動(dòng)的閥片，其形狀有圓形、條形及方形等。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時(shí)間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。操作氣速不可能會(huì)很高，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的霧沫夾帶，這就限制了生產(chǎn)能力的進(jìn)一步提高。設(shè)計(jì)方案的選擇和論證 1 設(shè)計(jì)流程本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯和甲苯混合物。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。該物系屬易分離物系，最小回流比較小。 連續(xù)精餾塔流程流程圖 連續(xù)精餾流程附圖圖11 流程圖 2 設(shè)計(jì)思路在本次設(shè)計(jì)中，我們進(jìn)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(dá)到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發(fā)度的差異實(shí)現(xiàn)高純度分離，是精餾塔的基本原理。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。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。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。在這里準(zhǔn)備用全凝器，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確的控制回流比。 因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)采用間接加熱，所以需要再沸器。選擇的原則是使設(shè)備和操作費(fèi)用之和最低。本設(shè)計(jì)使用浮閥塔，浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)，其突出優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開度，這樣就可以避免過多的漏液。浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備，其多用不銹鋼板或合金 。從苯—甲苯的相關(guān)物性中可看出它們可近似地看作理想物系。氣體在塔盤板上以水平方向吹出，氣液接觸時(shí)間長，霧沫夾帶量少，液面落差也較小。如表16 苯—甲苯（）的txy相平衡數(shù)據(jù)苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃液相氣相液相氣相=== 同理可算出其它的從而推出所以平衡線方程因?yàn)榕蔹c(diǎn)進(jìn)料q=1，所以有： 取操作回流比。全塔平均溫度按塔頂及塔釜溫度的算術(shù)平均值計(jì)算，塔頂和塔釜可分別近似為純苯和純甲苯，則有℃查取《化工工藝設(shè)計(jì)手冊》得知，℃時(shí)苯和甲苯的黏度為。精餾段實(shí)際板層數(shù) 提餾段實(shí)際板層數(shù) 所以總實(shí)際塔板數(shù) 3 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算依式=（） 查苯—甲苯的氣液平衡數(shù)據(jù)，由內(nèi)差法求得進(jìn)料溫度： ℃同理可求得：塔頂溫度℃ 塔底溫度℃精餾段平均溫度： 提餾段平均溫度： 操作壓強(qiáng)塔頂壓強(qiáng) =4+=取每層塔板壓降ΔP=，進(jìn)料板壓強(qiáng)： =+15=塔底壓強(qiáng)：=+30= kPa 精餾段平均操作壓力： 提餾段平均操作壓力：塔頂： xD=y1=，x1= 進(jìn)料板：yF=，xF= 塔釜： yW=，xW= 精餾段平均
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