化工原理苯和甲苯的分離項目設計方案.doc

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1、化工原理苯和甲苯的分離項目設計方案第1章緒論精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。蒸氣由塔底進入，與下降液進行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點)組分不斷地向蒸氣中轉移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點)組分不斷地向下降液中轉移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣進入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部

2、分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜殘液取出。1.1概述高徑比很大的設備稱為塔器。塔設備是煉油、化工、石油化工等生產中廣泛應用的氣液傳質設備,更是成為化工、煉油生產中最重要的設備之一。常見的可在塔設備中完成的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收，氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質和傳熱的增濕、減濕等。而工業(yè)上對塔設備的主要要：（1）生產能力大；（2）傳熱、傳質效率高；（3）氣流的摩擦阻力?。唬?）操作穩(wěn)定，適應性強，操作彈性大；（5）結構簡單，材料耗用量少；（6）制造安裝容易，操作維修方便。此

3、外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。根據塔氣液接觸部件的結構型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔設置一定數(shù)目的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上液層進行質熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。填料塔裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流向上（也有并流向下者）與液相接觸進行質熱傳遞，氣液相組成沿塔高連續(xù)變化，屬微分接觸操作過程。它們都可使氣（或汽）液或液液兩相之間進行緊密接觸，達到相際傳質及傳熱的目的。而板式塔又大致可分為兩類：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、導向篩板、新型垂直篩板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）

4、無降液管的塔板，如穿流式篩板（柵板）、穿流式波紋板等。工業(yè)應用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。根據設計任務書，此設計的塔型為篩板塔。篩板塔是很早出現(xiàn)的一種板式塔。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計方法。與泡罩塔相比，篩板塔具有下列優(yōu)點：生產能力大20-40%，塔板效率高10-15%，壓力降低30-50%，而且結構簡單，塔盤造價減少40%左右，安裝、維修都較容易。從而一反長期的冷落狀況，獲得了廣泛應用。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

5、向篩板等多種形式。篩板塔盤上分為篩孔區(qū)、無孔區(qū)、溢流堰及降液管等幾部分。工業(yè)塔常用的篩孔孔徑為3-8mm，按正三角形排列。空間距與孔徑的比為2.5-5。近年來有大孔徑（10-25mm）篩板的，它具有制造容易，不易堵塞等優(yōu)點，便。只是漏液點低，操作彈性小。篩板塔的特點如下：（1）結構簡單、制造維修方便（2）生產能力大，比浮閥塔還高。（3）塔板壓力降較低，適宜于真空蒸餾。（4）塔板效率較高，但比浮閥塔稍低。（5）合理設計的篩板塔可是具有較高的操作彈性，僅稍低與泡罩塔。（6）小孔徑篩板易堵塞，故不宜處理臟的、粘性大的和帶有固體粒子的料液。1.1設計依據1

6、設計題目：分離苯-甲苯精餾塔設計2設計任務及操作條件（1）設計任務生產能力（進料量）：20000噸/年操作周期：300*24=7200小時/年進料組成：＞45%（質量分率，下同）塔頂產品組成：＞98%塔底產品組成：＜2%（2）操作條件操作壓力：常壓進料熱狀態(tài)：泡點進料冷卻水：20℃加熱蒸汽：0.2MPa塔頂為全凝器，中間泡點進料，連續(xù)精餾。設備型式：篩板式3設計原則本設計任務為分離苯-甲苯混合物。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。設計中采用氣液混合物進料，將原料液通過預熱器加熱至溫度后送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一

7、部分回流至塔，其余部分作為塔頂產品冷卻后送至儲罐。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，塔底產品經冷卻后送至儲罐。1.3廠址選擇市富拉爾基區(qū)第2章設計方案的選擇與論證設計方案的確定是指整個精餾裝置的流程、各種設備的結構型式和某些操作指標的確定。例如組分的分離順序、塔設備的型式、操作壓力、進料熱狀態(tài)、塔頂蒸汽的冷凝方式等。確定設計方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學技術上的最新成就，使生產達到技術上最先進、經濟上最合理的要求，符合優(yōu)質、高產、安全、低消耗的原則。苯和甲苯混合液經原料預熱器加熱至

8、泡點后送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作為回流，其余為塔頂產品，經冷卻器冷卻后送至貯槽。2.1設計流程板式