苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计

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1、陕西理工学院生物科学与工程学院课程设计说明书设计题目：分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计学号：0812024057学生姓名：郭博元杨逍孙娟专业班级：生工082指导教师：2010年11月15日陕西理工学院生物科学与工程学院课程设计任务书一、课题名称分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计二、课题条件（原始数据）一、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量：100000t(十万吨)/年——进料量原料组成（甲苯的质量分率）：、0.65——0.4料液初温：30℃操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：饱和液体进料塔顶产品浓度：98.5%——98%塔底釜液含甲苯量不低于97%——99

2、%（质量分率）塔顶采用全凝器，泡点回流塔釜：饱和蒸汽间接/直接加热塔板形式：筛板生产时间：330天/年，每天24h运行冷却水温度：20℃～35℃设备形式：筛板塔厂址：沿海某城市（大气压：760mmHg）三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可）1概述2设计方案的选择及流程说明3塔板数的计算（板式塔）或填料曾的高度计算（填料塔）4主要设备工艺尺寸设计1）塔径及提留段塔板结构尺寸的确定2）总塔高总、压降5附属设备选型6设计结果汇总7工艺流程图及精馏塔装配图8设计评述四图纸要求1工艺流程图（在说明书上画草图）2精馏塔装配图目录摘要

3、IAbstractII第一章文献综述1第二章设计方案的确定32.1操作条件的确定32.2确定设计方案的原则4第三章塔体计算53.1设计方案的确定53.2精馏塔的物料衡算5第四章塔板计算74.1塔板数的确定74.2精馏段的计算104.3提留段的计算23第五章塔附件设计375.1附件的计算375.2附属设备设计40设计小结43附录44摘要精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计内容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工

4、艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图第一章文献综述塔设备是炼油、化工、石油化工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结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；5

5、3（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中

6、最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。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0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯几乎不溶于水(0,52g53/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0,6mPas，也就是说它的粘稠性弱于水

7、。甲苯的热值为40.940kJ/kg，闪点为4℃，燃点为535℃。分离苯和甲苯，可以利用二者沸点的不同，采用塔式设备改变其温度，使其分离并分别进行回收和储存。板式精馏塔、浮法塔都是常用的塔类型，可以根据不同塔各自特点选择所需要的塔。筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成气液密切接触的泡沫层（或喷射的液滴群）。筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造维修方便，造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞

8、，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计