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课程设计说明书
题目:8万吨甲苯/乙苯连续精馏装置的工艺设计(浮阀塔)
学院(系): 化学与环境工程学院
专业班级: 化工131班
学号: 131503004
学生姓名: 王越
指导教师: 周艳军
教师职称: 教授
起止时间: —
目录
第1章绪论 1
物性分离方法确定 1
物系分析 1
分离方法 1
精馏原理 1
设计方案的确定 2
装置流程确定 2
工艺条件的确定 2
塔板类型选择 3
工艺流程简述 3
第2章浮阀精馏塔的工艺设计 5
设计数据 5
塔的物料衡算 5
塔板数的确定 7
理论塔板数的求取 7
10
精馏段的气液负荷计算 13
塔板工艺尺寸的计算 14
塔径 14
塔板工艺尺寸的计算 14
16
筛板的流体力学验算 17
塔板压降的验算 17
雾沫夹带量的验算 17
漏液的验算 18
液泛验算 18
塔板负荷性能图 18
设计计算结果汇 20
第3章精馏塔附属设备设计 22
热量衡算 22
22
再沸器的热量恒算 22
22
22
23
预热器的设计与校核 23
24
25
26
27
参考文献 错误!未定义书签。
设计总结 30
附录A 主要符号说明 31
附录B 带控制点工艺流程图 32
附录C 精馏塔工艺条件图 33
第1章绪论
物性分离方法确定
物系分析
甲苯:分子式:C7H8,分子量:,沸点(℃):℃。极微溶于水。易燃,蒸气能与空气形成爆炸性混合物。高浓度气体有麻醉性,有刺激性。
乙苯:分子式C6H5C2H5。,沸点(℃):-℃。无色液体,有芳香气味。不溶于水,可混溶于乙醇、醚等多数有机溶剂。易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。
℃,能产生共沸,且为理想物系,所以采用浮阀塔连续精馏。
分离方法
本设计任务为分离甲苯-乙苯混合物。
对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。工业上精馏过程是多次部分汽化和部分冷凝的联合操作。
精馏所进行的是气、液两相之间的传质,而作为气、液两相传质所用的塔设备,使气、液两相实现总体逆流操作,塔内装有若干塔板活充填一定高度的填料,能使气、液两相得到充分接触,以达到较高的传质效率。不同的塔设备各有某些独特的优点,本设计采用浮阀塔。
精馏原理
利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使气液两相逆向多级接触,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分(轻组分)不断从液相往液相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,使混合物得到不断分离,这就是精馏的原理。塔两端同时提供纯度较高的液相的气相回流,为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流,使在相同的理论板的条件下,为实现高纯度的分离时,始终能保证一定的传质推动力。只要理论板足够多,回流足够大时,在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品。
设计方案的确定
装置流程确定
蒸馏装置包括精馏塔、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。蒸馏过程按操作方式的不同,分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大,产品质量稳定等优点,工业生产中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活、适应性强等优点,适合于小规模、多品种或多组分物系的初步分离。
蒸馏通过物料在塔内的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离,热量自塔釜输入,由冷凝器的冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中,热能利用率很低,为此,在确定装置流程时应考虑余热的利用。比如,用原料作为塔顶产品冷却器的冷却介质,既可将原料预热,又可节约冷却介质。
工艺条件的确定
操作压力
精馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时,必须根据所处理物料的性质,兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。例如,对于沸点低、在常压下为气态的物料,则应在加压下进行精馏。当物性无特殊要求时,一般是在稍高于大气压下操作。
进料热状况