苯—甲苯连续精馏.ppt

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1、苯—甲苯连续精馏筛板塔的设计选型姓名：连旭班级：2010级应用化学班指导老师：李惠成目录1.方案设计板式精馏塔设计任务操作条件2.设计计算3.塔附件的设计4.制图精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，精馏过程在能量剂驱下，使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目

2、是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏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，需设计一板式塔将其分离。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。1方案设计1.1板式精馏塔设计任务物料处理量：50000吨／年进料组成：30％苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）进料状况：泡点进料塔顶产品组成苯:≥97％塔底产品组成苯:≤0.3%平均操作压力：101.3kPa平均操作温度：80.45℃回流比：R=1.5Rmin单板压降：≤0.7kPa（表压）设备形式：筛

3、板塔设备年工作量：300天/年24小时连续运行当地大气压：86kPa全塔效率：52％2.设计计算2.1精馏塔的物料衡算2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量2.1.3物料衡算原料的处理量由总物料衡算以及容易得出由总物料衡算以及容易得出2.2塔板数的确定2.2.1理论塔板数精馏段实际板数NT的确定表1苯―甲苯物系的气液平衡数据绘出x～y图x00.050.10.20.30.3360.40.60.80.91.0y00.1140.2140.3700.5120

4、.5540.6200.7860.9070.961.0求泡点下的最小回流比求精馏塔的气液相负荷操作线方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程求解结果总理论板层数精=7提=8进料板位置实际板层数的求取精馏段实际板层数精2.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算2.3.1操作压力塔顶操作压力PD=P当地+P表=86+4=90kPa每层塔板压降进料板压降精馏段平均压降2.3.2操作温度塔顶温度TD=79.1℃进料板温度TF=81.8℃精馏段平均温度：Tm=80.45℃2.3.3平均摩尔质量塔顶气液混合物平均摩尔质量查t-x-y图得由进料

5、板平均摩尔质量计算由图解理论板知精馏段平均摩尔质量2.3.4平均密度的计算气相精馏段平均密度的计算由理想气体状态方程进板液相平均密度由查手册得进料板液相的质量分数精馏段液相平均密度提馏段实际板层数提总实际板层数2.3.5液相平均表面张力2.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算2.3.6平均粘度的计算2.4.1塔径的计算按标准塔径圆整后为D=1.6m塔截面积为实际空塔气速为(安全系数在允许的范围内，符全设计要求)2.4.2精馏段有效高度为Z精=（N精-1）HT=（14-1）×0.45=5.85m提馏段有效高度为Z提=（N提-3）HT=（

6、15-3）×0.45=5.4m在进料板处和提馏段各开1个小孔，其高度为0.8m故精馏塔有效高度为Z=Z精+Z提+0.8×2=5.85+5.4+0.8×2=12.85m2.5塔板主要工艺尺寸的计算溢流装置计算弓形降液管的宽度降液管底隙高度2.6塔板的流体力学验算塔板的压降液面落差雾沫夹带漏液液泛2.7塔板负荷性能图操作弹性2.8筛板塔设计计算结果堰长堰高板上液层高度开孔区面积序号项目数值及说明1平均温度tm℃80.452平均压力PmkPa94.93气相流量Vsm3/s1.7554液相流量Lsm3/s0.004315实际塔板数N

7、m296有效段高度Zm12.857塔径D/m1.68板间距HT/m0.459塔板型式单溢流弓形降液管10空塔气速u（m/s）0.87311m1.05612m0.03313/m0.0514降液管底隙高度h0m0.025515筛孔数目n个198416m20.817m0.0118孔中心距tm0.02519％0.14120筛孔气速u0m/s15.521负荷上限液泛控制22负荷下限漏液控制23液沫夹带ev(0.1kg液/kg气)0.007924液相负荷上限m3/s0.032625液相负荷下限m3/s0.0030226操作弹性3.67请

8、各位老师批评指正