苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计

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1、目录1课程设计的目的32课程设计题目描述和要求33课程设计报告内容44对设计的评述和有关问题的讨论225参考书目221苯•甲苯连续精溜浮阀塔设计1.课程设计的目的2课程设计题目描述和要求号号号单5?单钦[4[[木设计的题目是苯•甲苯连续精镉浮阀塔的设计，即需设计一个精懈塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下：原料苯含量：质量分率二（30+0.5*学号）％原料处理量：质蜃流罐二（10-0.1*学号）t/h（10+0.1*学号）t/h产

2、品要求：质量分率：xd二98%,xw=2%xd=96%,xw=1%工艺操作条件如下：常压精饰，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=（1.2〜2）Rmino3.课程设计报告内容3.1流程示意图冷凝器->塔顶产品冷却器->苯的储罐-苯门回流原料-原料罐-原料预热器->精懈塔T回流！再沸器--塔底产品冷却器一>甲苯的储罐一>甲苯3.2流程和方案的说明及论证3.2.1流程的说明首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器屮加热到泡点温度，然

3、后，原料从进料口进入到精镉塔屮。因为被加热到泡点，混合物屮既有气相混合物，乂有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精懾塔屮上升，而液相混合物在精懈塔屮下降。气和混合物上升到塔顶上方的冷凝器>!',这些气相混合物被降温到泡点，其屮的液态部分进入到塔顶产品冷却器屮，停留一定的时间然示进入苯的储罐，而其屮的气态部分重新回到精镉塔中，这个过程就叫做冋流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器屮，一部分进入再沸器，在再沸器屮被加热到泡点温度重新冋到精镉塔。塔里的混合物不断重复前而所说的过

4、程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与甲苯的分离。3.2.2方案的说明和论证本方案主要是采用浮阀塔。精镉设备所用的设备及其相互联系，总称为精镉装置，其核心为精懈塔。常用的精馆塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和具他传质过程一样，精饰塔对塔设备的要求人致如F：3一：牛产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产牛液泛等不正常流动。二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到

5、所要求的真空度。四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发牛较大的变化。五：结构简单，造价低，安装检修方便。六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。而浮阀塔的优点正是：而浮阀塔的优点正是：1.生产能力人，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积人于泡罩塔板，牛产能力比泡罩塔板人20%〜40%,与筛板塔接近。2.操作弹性人，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都人。3.塔板效率高，由于上升气

6、体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。4.气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。5.塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等牛产能力的泡罩塔的50%〜80%,但是比筛板塔高20%〜30。但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高(防止浮阀锈死在塔板上)，所以一般采川不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出來，浮阀塔的推广并不是越來越广。近几「年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入

7、，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。3.3设计的计算与说明3.3.1全塔物料衡算根据工艺的操作条件可知：料液流量F=(10-0.5*19)t/h=2.25Kg/s=94.285Kmol/h料液中易挥发组分的质量分数xf=(30+0.5*19)%=39.5%；塔顶产品质量分数xd二98%,摩尔分数为97.6%；塔底产品质量分数xw二2%,摩尔分数为1.7%：由公式：F=D+WF*xf=D*xd+W*xw代入数值解方程组得：塔顶产品(镉出液)流量D=41.067Kmo

8、l/h=0.89Kg/s：塔底产品(釜液)流量W=53.218Kmol/h=1.360Kg/So3.3.2.分段物料衡算lgPa*=6.02232-1206.350/(t+220.237)安托尼方程lgPb*=6.07826-1343.943/(t+219.377)安托尼方程xa=(P总-Pb*)/(Pa*-Pb*)泡点方程根据xa从《化匸原理》P204表6—1杳出和应的温度根据以上三个方程，运用试差法可求出Pa*,Pb*当xa=0.395时，假设t=92°Cpa*=144.544