化工原理苯和甲苯的分離項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案.doc

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1、化工原理苯和甲苯的分離項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案第1章緒論精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱(chēng)為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類(lèi)型。根據(jù)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(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)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(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)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?dú)堃喝〕觥?.1概述高徑比很大的設(shè)備稱(chēng)為塔器。塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備,更是成為化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。常見(jiàn)的可在塔設(shè)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(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。而工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要：（1）生產(chǎn)能力大；（2）傳熱、傳質(zhì)效率高；（3）氣流的摩擦阻力??；（4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jù)塔氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔設(shè)置一定數(shù)目的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過(guò)板上液層進(jìn)行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級(jí)接觸逆流操作過(guò)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(jìn)行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成沿塔高連續(xù)變化，屬微分接觸操作過(guò)程。它們都可使氣（或汽）液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。而板式塔又大致可分為兩類(lèi)：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、導(dǎo)向篩板、新型垂直篩板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）

4、無(wú)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(yīng)用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，此設(shè)計(jì)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(duì)篩板塔進(jìn)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(jì)方法。與泡罩塔相比，篩板塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大20-40%，塔板效率高10-15%，壓力降低30-50%，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，塔盤(pán)造價(jià)減少40%左右，安裝、維修都較容易。從而一反長(zhǎng)期的冷落狀況，獲得了廣泛應(yīng)用。近年來(lái)對(duì)篩板塔盤(pán)的研究還在發(fā)展，出現(xiàn)了大孔徑篩板（孔徑可達(dá)20-25mm），導(dǎo)

5、向篩板等多種形式。篩板塔盤(pán)上分為篩孔區(qū)、無(wú)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?？臻g距與孔徑的比為2.5-5。近年來(lái)有大孔徑（10-25mm）篩板的，它具有制造容易，不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，便。只是漏液點(diǎn)低，操作彈性小。篩板塔的特點(diǎn)如下：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維修方便（2）生產(chǎn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)依據(jù)1

6、設(shè)計(jì)題目：分離苯-甲苯精餾塔設(shè)計(jì)2設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件（1）設(shè)計(jì)任務(wù)生產(chǎn)能力（進(jìn)料量）：20000噸/年操作周期：300*24=7200小時(shí)/年進(jìn)料組成：＞45%（質(zhì)量分率，下同）塔頂產(chǎn)品組成：＞98%塔底產(chǎn)品組成：＜2%（2）操作條件操作壓力：常壓進(jìn)料熱狀態(tài)：泡點(diǎn)進(jìn)料冷卻水：20℃加熱蒸汽：0.2MPa塔頂為全凝器，中間泡點(diǎn)進(jìn)料，連續(xù)精餾。設(shè)備型式：篩板式3設(shè)計(jì)原則本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯-甲苯混合物。對(duì)于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用氣液混合物進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)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(diǎn)下一

7、部分回流至塔，其余部分作為塔頂產(chǎn)品冷卻后送至儲(chǔ)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(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。1.3廠址選擇市富拉爾基區(qū)第2章設(shè)計(jì)方案的選擇與論證設(shè)計(jì)方案的確定是指整個(gè)精餾裝置的流程、各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式和某些操作指標(biāo)的確定。例如組分的分離順序、塔設(shè)備的型式、操作壓力、進(jìn)料熱狀態(tài)、塔頂蒸汽的冷凝方式等。確定設(shè)計(jì)方案總的原則是在可能的條件下，盡量采用科學(xué)技術(shù)上的最新成就，使生產(chǎn)達(dá)到技術(shù)上最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上最合理的要求，符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低消耗的原則。苯和甲苯混合液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱至

8、泡點(diǎn)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(chǎn)品，經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。2.1設(shè)計(jì)流程板式