苯-甲苯连续精馏塔设计1

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1、设计任务书(一)设计题目试设计一座苯－甲苯连续精馏塔，要求年产纯度为95%的苯2.952万吨/年，塔顶馏出液中含苯不得低于95%，塔釜馏出液中含苯不得高于2%，原料液中含苯39%。（以上均为质量分数）(二)操作条件1)塔顶压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）5)单板压降≤0.7kPa6)塔顶操作压力4kPa(三)塔板类型自选(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行(7200小时)。(五)设计说明书的内容1.设计内容(1)流程和工艺条件的确定和说明(2)操作条

2、件和基础数据(3)精馏塔的物料衡算；(4)塔板数的确定；(5)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；(6)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；(7)塔板主要工艺尺寸的计算；(8)塔板的流体力学验算；(9)塔板负荷性能图；(10)主要工艺接管尺寸的计算和选取（进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、人孔等）(11)塔板主要结构参数表(12)对设计过程的评述和有关问题的讨论。2.设计图纸要求：1)绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；2)绘制精馏塔设计条件图（A3号图纸）。目录1.流程和工艺条件的确定和说明12.操作条件和基础数据1

3、2.1.操作条件12.2.基础数据13.精馏塔的物料衡算13.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率13.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量23.3.物料衡算24.塔板数的确定24.1.理论塔板层数NT的求取24.1.1.绘t-x-y图和x-y图24.1.2.最小回流比及操作回流比的确定44.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定44.1.4.求操作线方程44.1.5.图解法求理论板层数44.2.实际塔板数的求取45.精馏塔的工艺条件及有关物性的计算45.1.操作压力计算55.2.操作温度计算55.3.平均摩尔质量计

4、算55.4.平均密度计算55.4.1.气相平均密度计算55.4.2.液相平均密度计算65.5.液体平均表面张力计算65.6.液体平均黏度计算75.7.全塔效率计算75.7.1.全塔液相平均粘度计算75.7.2.全塔平均相对挥发度计算85.7.3.全塔效率的计算86.精馏塔的塔体工艺尺寸计算86.1.塔径的计算86.2.精馏塔有效高度的计算97.塔板主要工艺尺寸的计算107.1.溢流装置计算107.1.1.堰长lW107.1.2.溢流堰高度hW107.1.3.弓形降液管宽度Wd和截面积Af107.1.4.降液管底隙高

5、度h0117.2.塔板布置117.2.1.塔板分布117.2.2.边缘区宽度确定117.2.3.开孔区面积计算117.2.4.筛孔计算及其排列118.筛板的流体力学验算128.1.塔板压降128.1.1.干板阻力hc计算128.1.2.气体通过液层的阻力h1计算128.1.3.液体表面张力的阻力hσ计算128.2.液面落差138.3.液沫夹带138.4.漏液148.5.液泛149.塔板负荷性能图149.1.漏液线149.2.液沫夹带线159.3.液相负荷下限线169.4.液相负荷上限线169.5.液泛线1610.主

6、要工艺接管尺寸的计算和选取1810.1.塔顶蒸气出口管的直径dV1810.2.回流管的直径dR1910.3.进料管的直径dF1910.4.塔底出料管的直径dW1911.塔板主要结构参数表1912.设计实验评论2013.参考文献2114.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）211.流程和工艺条件的确定和说明本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产

7、品冷凝冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.操作条件和基础数据2.1.操作条件塔顶压力常压4kPa进料热状态泡点进料回流比1.759倍塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）单板压降≤0.7kPa。2.2.基础数据进料中苯含量（质量分数）39%塔顶苯含量（质量分数）95%塔釜苯含量（质量分数）2%生产能力（万吨/年）2.9523.精馏塔的物料衡算3.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量MA=78.11kg

8、/kmol水的摩尔质量MB=92.13kg/kmolxF==0.430xD==0.957xW==0.024213.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.430×78.11+（1-0.430）×92.13=86.10kg/kmolMD=0.957×78.11+（1-0.957）×92.13=78.71kg/kmolMW=0.024×78.11+（1