精馏塔课程设计--苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计

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1、苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计第一章绪论1.1精馏的特点及分类精馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气液两相物系，利利用物系中各组分挥发度的不同的特性来实现分离的。按精馏方式分为简单精馏、平衡精馏、精馏和特殊精馏。1.1.1蒸馏分离具有以下特点（1）通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。（2）适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。（3）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。（4）蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。1.1.2平衡蒸馏将混合液在压力p1下加热，然后通过减压阀使压力降低至p2后进入分离器。过热

2、液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。1.1.3简单蒸馏原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。在一批操作中，馏出液可分段收集，以得到不同组成的馏出液。1.1.4连续精馏操作流程化工生产以连续精馏为主。操作时，原料液连续地加入精馏塔内，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液）；部分液体被汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵（或借重力作用）送

3、回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品（称为馏出液）采出。40苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计1－精馏塔2－全凝器3－储槽4－冷却器5－回流液泵6－再沸器7－原料液预热器图1连续精馏装置示意图1.2精馏塔的踏板分类1.2.1塔板的结构形式1.泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩有f80mm、f100mm和f150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。它的优点是操作

4、弹性适中塔板不易堵塞。缺点是生产能力及板效率较低结构复杂、造价高。图2泡罩塔板（a)操作示意图(b)塔板平面图(c)圆形泡罩2.筛孔塔板40苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。它的优点是结构简单、造价低生产能力大，板上液面落差小，气体压降低，塔板效率较高。缺点是操作弹性小、筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料。图3筛孔塔板（a）操作示意图（b）筛孔布置图3.浮阀塔板浮阀塔板的结构特

5、点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有一个可上下浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转90°，以限制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片，当气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔上，可防止阀片与板面的黏结。a）F1型浮阀（b）V-4型浮阀（c）T型浮阀图4浮阀塔板。40苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计1.3待分离混合物1.3.1甲苯（toluene，又名methylbenzene）图5甲苯的球棍模型甲苯系苯的同系物，亦名“甲基苯”、“苯基甲烷”，具有

6、类似苯的芳香气味，沸点（常压）110.63℃，熔点-94.99℃。甲苯不溶于水，溶于乙醇、乙醚和丙酮。蒸气和空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.2～7.0%（体积）。如甲苯溶解溴后，在光照条件下，甲基上的氢原子被溴原子取代（与甲烷相似）而在铁作催化剂条件下，苯基上的氢原子被溴原子取代（与苯相似）；但甲苯分子中存在着甲基和苯基的相互影响，使得甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质，如苯环上的取代反应（卤化、硝化等），甲苯比苯容易进行，甲苯分子中的甲基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,生成苯甲酸。1.3.2性质表1甲苯的理化性质CAS号108-8

7、8-3沸点110.6℃RTECS号XS5250000在水中的溶解度0.053g/100mL(20-25℃)SMILESCc1ccccc1黏度0.590cP,20℃化学式C7H8(C6H5CH3)主要危险高度易燃摩尔质量92.14g/mol警示性质标准词R11,R38,R48/20,R63,R65,40苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计R67外观清澈的无色液体安全建议标准词S2,S36/37,S29,S46,S62密度0.8669g/ml（l）闪点4℃熔点?94.99℃沸点110.6℃甲苯(Toluene）是最简单，最重要的芳烃化合物

8、之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95℃，沸点为111℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0.866g/cm³，对光有很强的折射作用（折射率：1.4961）。甲苯几乎不溶于水(