化工设计-苯-甲苯精馏塔

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1、目录：目录1概论31.1精馏塔31.1.1.精馏原理31.2精馏塔选择31.3苯41.4甲苯42操作数据的计算42.1设计要求42.2主要基本数据52.2.1苯和甲苯的物理性质52.2.2苯和甲苯的密度52.2.3液体表面张力σ52.2.4液体粘度μL52.3平衡线数据52.4操作参数设计62.4.1进料热状态62.4.2加热方式62.4.3塔顶冷凝水的选择72.5操作流程及流程图72.5.1流程简介72.5.2流程图72.6理论塔板数的计算与回流比的确定82.6.1物料衡算82.6.2q线方程82.6.3Rmin的确定82.6.4由E

2、xcel理论塔板数计算程序计算理论板数92.6.5由作图法算出理论板数NT103塔体计算113.1塔体物性计算113.1.1平均分子量计算113.1.2液、气相平均密度123.2塔径与塔高计算133.2.1精馏段塔径133.2.2提馏段塔径133.2.3圆整后塔径143.2.4填料层高度计算143.3填料塔的流体力学性能143.3.1压降143.3.2泛点率校核153.3.3精馏段喷淋密度核算15253.3.4提馏段喷淋密度核算153.4塔内附件选择153.4.1液体喷淋装置选择153.4.2分布点密度计算153.4.3液体再分布装置选

3、择163.4.4填料支撑装置选择163.4.5填料压紧装置163.4.6除沫器选择163.5管道设计与选择173.5.1塔顶回流管管径173.5.2进料管管径173.5.3塔顶蒸汽出口管173.5.4塔顶产品出口管183.5.5塔釜出料管管径183.5.6塔釜回流管管径183.6其他附件及参数183.6.1筒体183.6.2封头193.6.3法兰203.6.4支座选型203.6.5塔总高度计算204辅助设备214.1辅助设备及零部件的选择214.2预热器的选择214.3进料泵224.4回流泵23附录24251概论1.1精馏塔精馏塔是进行

4、精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。蒸气由塔底进入。蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相

5、返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。1.1.1.精馏原理蒸馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。1.2精馏塔选择塔设备是化工，制药，环保等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。塔型的

6、合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，其流体力学和传质模型比较成熟，数据可靠。尽管与填料塔相比效率较低、通量较小、压降较高、持液量较大，但由于结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点，因而在70年代以前的很长一段时间内，塔板的研究一直处于领先地位。然而，70年代初期出现的世界能源危机迫使填料塔技术在近20年来取得了长足进展。由于性能优良的新填料相继问世，特别是规整填料和新型塔内件的不断开发应用和基础理论研究的不断深入，

7、使填料的放大技术有了新的突破，改变了以板式塔为主的局面。在我国，随着石油化工的不断发展，传质分离工程学的研究不断深入，使填料塔技术及其应用进入了一个崭新的时期，其工业应用与发达国家并驾齐驱，进入世界先进行列。评价塔设备的基本性能的指标主要有：1、产量和通量：前者指单位时间处理物料量，而后者指单位塔截面上的单位时间的物料处理量。2、分离效率：对板式塔是指每层塔板所能达到的分离程度。填料塔则是单位填料层高度的分离能力。3、适应能力及操作弹性：对各种物料性质的适应性及在负荷波动时维持操作稳定而保持较高分离效率的能力。254、流体阻力：气相通过

8、每层塔板或单位高度填料层的压降。除上述几项主要性能外，塔的造价高低、安装、维修的难易以及长期运转的可靠性等因素，也是必须考虑的实际问题。填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件