【正文】 . 24 塔釜空間 .............................................................................................. 24 群座 ....................................................................................................... 24 封頭高度 .............................................................................................. 24 人孔 ...................................................................................................... 24 進料板高度 .......................................................................................... 25 附屬結(jié)構(gòu) ........................................................................................................ 25 進料管 .................................................................................................. 25 回流管 .................................................................................................. 26 塔底出料管 .......................................................................................... 26 法蘭 ...................................................................................................... 27 參考文獻 ........................................................................................................ 28 致謝 ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 附 錄 .............................................................................................................. 28 本科畢業(yè)論文 25 萬噸 /年苯 甲苯分離裝置 工藝設(shè)計 摘 要： 苯精餾是苯生產(chǎn)的重要后處理工序， 本文主要研究的是 25 萬噸 /年 苯 甲苯的分離工藝設(shè)計 。主要研究過程是根據(jù)設(shè)計任務(wù)和操作環(huán)境確定了設(shè)計方案，然后繪制相應(yīng)的工藝流程圖。在做好以上的計算后，還需對所設(shè)計的精餾塔進行流體力學(xué)校核，繪制出塔板的負荷性能圖，然后做能量衡算。 關(guān)鍵詞： 苯 甲苯分離 ； 精餾 ； 工藝設(shè)計 The Design of 250,000 tons/years 本科畢業(yè)論文 Benzene, Toluene’s Separation Equipment Abstract： Benzene, toluene distillation process plays an important role in the production of benzene, the paper focus on the design of 250,000 tons/years benzene, toluene’s separation equipment. The method of it is distillation in ordinary pressure. The main research process contains that making sure the design proposal by the design assignment and the operations circumstances, and then making an engineering flow sheet. In terms of the tower plate’s design, it includes material balance of total tower, the calculation of something about the parameters of properties of matters and the amount of tower plates, then design its inches. After these calculations, the paper also checks the distillation tower’s fluid mechanics, draws performance curves, and then calculates its energy balance. The paper also designs other frames of tower body and accessory structure related to tower by the rules about distillation tower’s design at home and abroad, which aims to make the design perfect. Key Words： benzene, toluene’s separation。 process design 本科畢業(yè)論文 第一章 綜 述 緒論 概述 苯的沸點為 ℃，熔點為 ℃，在常溫下是一種無色、味甜、有芳香氣味的透明液體，易揮發(fā)。苯難溶于水， 1 升水中最多溶解 苯；但苯是一種良好的有機溶劑，溶解有機分子和一些非極性的無機分子的能力很強。由于苯有毒，人體能直接接觸溶 劑的生產(chǎn)過程現(xiàn)已不用苯作溶劑 。在 1950 年代 四乙基鉛 開始使用以前，所有的抗爆劑都是苯。由于苯對人體有不利影響，對地下水質(zhì)也有污染，歐美國家限定汽油中苯的含量不得超過 1%。苯可以合成一系列苯的衍生物： ? 苯與乙烯生成乙苯，后者可以用來生產(chǎn)制塑料的苯乙烯； ? 苯與 丙烯生成異丙苯，后者可以經(jīng)異丙苯法來生產(chǎn) 丙酮 與制樹脂和粘合劑的苯酚； ? 制尼龍的環(huán)己烷； ? 合成順丁烯二酸酐； ? 苯有減輕爆震的作用而能作為汽油添加劑 ； ? 用于制作 苯胺 的硝基苯； ? 多用于 農(nóng)藥 的各種氯苯； ? 合成用于生產(chǎn)洗滌劑和添加劑的各種烷基苯 ； ? 合成 氫醌 ， 蒽醌 等化工產(chǎn)品 。在空氣中，甲苯只能不完全燃燒，火焰呈黃色。甲苯帶有一種特殊的芳香味，在常溫常壓下是一種無色透明，清澈如水的液體，密度為 ／ cm3，對光有很強的折射作用。甲苯的黏度為 smpa? ，也就是說它的粘稠性弱于水。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。屬逐級 (板 )接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備，氣體自 本科畢業(yè)論文 塔底向皮鼓泡或噴射的形式穿不定過塔板上的液層 ,使氣液相密切接觸而進行傳質(zhì)與傳熱 ,兩相的組份濃度呈階梯變化。 工業(yè)上對塔設(shè)備的基本要求是： (1)滿足工藝要求； (2)生產(chǎn)能力大，即氣液處理量大； (3)壓力降小，即流體阻力??； (4)操 作穩(wěn)定、操作彈性大； (5)效率高，即氣液兩相充分接觸，相際間傳熱面積大； (6)結(jié)構(gòu)簡單、可靠、省材、制造、安裝方便，設(shè)備成本低； (7)耐腐蝕，不易堵塞 (8)操作維修方便 [1] 板式塔早在 1813 年已應(yīng)用于手工業(yè)生產(chǎn)，是使用量最大，應(yīng)用范圍最廣的氣液傳質(zhì)設(shè)備。它是由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件組成的。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的流動液層。在塔板上，氣液兩相密切接觸，進行熱量和質(zhì)量的交換。 分離苯和甲苯，可以利用二者沸點的不同，采用塔式設(shè)備改變其溫度，使其分離并分別進行回收和儲存。 圖 11 板式塔結(jié)構(gòu)示意圖 本科畢業(yè)論文 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書本設(shè)計的塔型為篩板塔。五十年代起對篩板塔進行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計方法。從而一反長期冷落的狀況，獲得了廣泛的應(yīng)用，近年來對篩板塔盤的研 究還在發(fā)展，出現(xiàn)了大孔徑篩板（孔徑可達 20~25mm） ,導(dǎo)向篩板等多種形式。上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過板上液層，形成氣液密切接觸的泡沫層（或噴射的液滴群）。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便，造價低，氣體壓降小，板上液面落差較小，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔，塔板效率接近浮閥塔。但設(shè)計良好的篩板塔仍具有足夠的操作彈性，對易 引起堵塞的 物系可采用大孔徑篩板，故近年我國對篩板的應(yīng)用日益增多。 經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展，精餾技術(shù)日漸成熟。在精餾基礎(chǔ) 研究方面，研究深度已由宏觀平均向微觀、由整體平均向局部瞬態(tài)發(fā)展；研究目標(biāo)由現(xiàn)象描述向過程機理轉(zhuǎn)移；研究手段日益采用高新技術(shù)；研究方法由傳統(tǒng) 理論向多學(xué)科交叉方向拓展。 精餾 過程是一個復(fù)雜的傳質(zhì)傳熱過程。自從發(fā)生了世界性的能源危機以來，精餾過程的節(jié)能問題已引起了人們的廣泛重視。 精餾是目前應(yīng)用最廣、占總能耗 最大的化工分離過程。各國均有精餾的專門研究機構(gòu)或基地，其規(guī)模與配備人力均勝于我國 [6]。 設(shè)計任務(wù) 及操作條件 設(shè)計任務(wù) 表 11 設(shè)計任務(wù)表 生產(chǎn)能力（進料量） 25 萬噸 /年 操 作周期 330 天 進料組成 苯： 55%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同） 甲苯： 45% 塔頂產(chǎn)品組成 苯： ? 98% 塔底產(chǎn)品組成 苯： %2? 操作條件 表 12 操作條件表 操作溫度 常壓 操作壓力 常壓 進料熱狀態(tài) 泡點進料 主要型式 篩板 式 全塔的熱損失取塔釜熱負荷的 7% 本科畢業(yè)論文 設(shè)計方案 工藝流程示意圖 圖 13 工藝流程圖 設(shè)計方案簡介 苯和甲苯混合液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔。 第二章 塔板的工藝設(shè)計 精餾塔的全塔物料衡算 原料液摩爾分率 和摩爾流量 苯的進料摩爾流量 : hk m olnA / ??? ???? 原料 原料罐 原料預(yù)熱器 精餾塔 冷凝器 冷卻器 再沸器 苯 冷卻器 甲苯儲罐 甲苯 苯儲罐 本科畢業(yè)論文 甲苯的進料摩爾流量 : hk m olnB / ??? ???? 總物料摩爾流量 ： hk o mlnnF BA / ????? 甲苯的進料 摩爾分率 : ??Ax 苯的進料摩爾分率 : 5 9 0 0 9 ????? BA xx 塔頂產(chǎn)品流量及摩爾分率 : 總物料質(zhì)量流量： hkgMF / 10001000025 ???? 總物料質(zhì)量守衡 ： WDF MMM ?? 苯的質(zhì)量守衡： AWADA MMM , ?? 聯(lián)立求解得： hkgMW /14138? hkgMMM WFD / 7 4 2 4 1 3 1 5 6 5 ????? 苯的摩爾流量： hk m olnAD / , ??? 甲苯的摩爾流量： hk m oinBD / , ??? 塔頂產(chǎn)品流量：