分离苯和甲苯系统的板式精馏塔设计书.docx

《分离苯和甲苯系统的板式精馏塔设计书.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、分离苯和甲苯系统的板式精馏塔设计书1.1设计题目分离苯——甲苯系统的板式精馏塔设计1.2设计条件分离物系：苯和甲苯原料状态：（质量分率）分离要求：，（质量分率）设计能力：操作压力：自定操作方式：连续生产，每年300天，每天24小时运行1.3设计容Ø1.设计方案的确定及流程说明Ø2.塔的工艺条件及有关物性数据的计算Ø3.精馏塔的物料衡算Ø4.塔板数的确定Ø5.塔体工艺尺寸的计算Ø6.塔板主要工艺尺寸的设计计算Ø7.塔板流体力学验算Ø8.绘制塔板负荷性能图Ø9.塔顶冷凝器的初算与选型Ø10.设备主要连接管直径的确定Ø11.全塔工艺设计计算结果总表Ø12.绘制生产工艺流程图及主体设备简图2.设计

2、条件及设计方案说明2.1精馏原理精馏是利用混合液中两种液体的沸点差异来分离两种液体的过程。精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。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，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混

3、合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，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。2.2塔板形式泡罩塔板上由于有升气管，即使在很低的气速下操作，也不至于产生严重的漏液现象，当气液负荷有较大波动时，仍能保持稳定操作，塔板效率不变，即操作弹性较大；塔板不易堵塞，适用于处理各种物料。其缺点是结构复杂、造价高；气体流径曲折，塔板压降大，生产能

4、力及板效率较低。筛板塔的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低；塔板开孔率大，生产能力大；由于阀片可随气量的变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，故塔板效率高。其缺点是处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。本次设计采用浮阀精馏塔。其优点为：1.生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20%～

5、40%，与筛板塔接近。2.操作弹性大，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围比筛板塔，泡罩塔都大。3.塔板效率高，由于上升气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．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%～80%，但是比筛板塔高20%～30%。5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%～80%，但是比筛板塔高20%～30%。2.3操作压力操作总压强提高，溶质气体分压亦提高，加大吸收过程的推动力，减少吸收剂的单位耗用量，有利于吸收操作，但能耗及设备材料等将增加，真空操作不仅需要增加真空设备的

6、投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用也会增加。如果在常压下操作时，塔顶蒸气可以用普通冷却水进行冷却，一般不采用加压操作。操作压力大于才能使普通冷却水冷却塔顶蒸气时，应对低压、冷冻剂冷却和高压、冷却水冷却的方案进行比较后，确定适宜的操作方式。综上所述，根据所处理的物料性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性来综合考虑，此处选择在常压下操作。2.4进料状态塔板上的液体和蒸汽都是饱和状态，不同的进料热状态，对精馏段和提馏段的下降液体量及上升蒸汽量会有明显的影响，当进料组成一定时，按进料温度从高到低，可以有五种进料状态，不同进料热状态的值不同，故称为进料热状态

7、参数。此五种状态为温度低于泡点的冷液体（），泡点温度下的饱和液体（)，温度介于泡点和露点之间的气液混合物（)，露点下的饱和蒸气（)，温度高于露点的过热蒸气（)。值增加，冷凝器负荷降低而再沸器负荷增加，由此而导致的操作费用的变化与塔顶出料量和进料量的比值有关；对于低温精馏，不论值如何，采用较高的值为经济；对于高温精馏，当值大时宜采用较小的值，当值小时宜采用值较大的气液混合物。在本次设计中，为使塔的操作稳定，免受季节气温影响