苏ICP备112451047180号-6
苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
1.本课题的研究意义
通过毕业设计,使我们熟悉工程设计的基本内容,掌握化工单元操作设计的主要程序及方法,锻炼和提高综合运用理论知识和技能的能力,问题分析能力,思考问题能力,计算能力等。
在本次设计中,我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离,简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓,如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离,是精馏塔的基本原理。
实际上,蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备,蒸馏过程按操作方式不同,分为连续蒸馏和间歇蒸馏,我们这次所用的就是筛板式连续精馏塔。蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。热量自塔釜输入,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中,热能利用率很低,有时后可以考虑将余热再利用,在此就不叙述。要保持塔的稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。原则是使设备和操作费用之和最低。
在设计时要根据实际需要选定回流比。精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分挥发度的不同,即本次所设计的精馏装置。
2.本课题的基本内容
一、设计任务:
(1)原料液中苯含量:质量分率75%(质量),其余为甲苯。
(2)塔顶产品中苯含量不得低于98%(质量)。
(3)残液中苯含量不得高于8.5%(质量)。
(4)生产能力:100000 t/y苯产品,年开工310天。
二、操作条件:
(1)精馏塔顶压强:4.0kPa(表压) (2)进料热状态:自选
(3)回流比:自选。 (4)单板压降压:≯0.7kPa
三、设计内容及要求:
(1)设计方案的确定及流程说明
(2)塔的工艺计算
(3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计
塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定;塔板的流体力学验算;塔板的负荷性能图。
(4)编制设计结果概要或设计一览表
(5)辅助设备选型与计算
(6)绘制塔设备结构图:采用绘图纸徒手绘制
目录
一 序 言 1
二 板式精馏塔设计任务书 2
三 设计计算 3
3.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 3
3.2 精馏塔的物料衡算 5
3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 10
3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 15
3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 16
3.6 筛板的流体力学验算 19
3.7 塔板负荷性能图 22
四 设计结果一览表 28
五 板式塔的结构与附属设备 29
5.1附件的计算 29
5.1.1接管 29
5.1.2冷凝器 31
5.1.3 再沸器 31
5.2板式塔结构 32
七 设计心得体会 35
参考书目
[1]张新战,化工单元过程及操作.北京:化学工业出版社,1998
[2]何潮洪,冯霄.化工原理.北京:科学出版社,2001
[3]柴诚敬,刘国维.化工原理课程设计.天津:天津科学技术出版社,1994
[4]贾绍义,柴敬诚.化工原理课程设计.天津:天津大学出版社,2002
[5]陈均志,李雷.化工原理实验及课程设计.北京:化学工业出版社,2008
[6]马江权,冷一欣.化工原理课程设计.北京:中国石化出版社,2009