程设计的苯—甲苯分离板式精馏塔.doc

课程设计任务书 2009～2010学年第二学期 学生姓名：_石华端 专业班级：_07级应用化学_ 指导老师：_______ 工作部门：_______ 课程设计题目 设计苯甲苯分离板式精馏塔苯-甲苯连续精馏塔，具体工艺参数如下：原料苯含量(m/m)：（25+0.5）%原料处理量：2万t/a产品要求（m/m）：xD = 0.98， xW=0.02浮阀塔板（F1(A3 图纸) 8、绘制主体设备图(A2图纸) 进度安排 1.课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计书； 2.设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点， 小组分工协作，较好完成设计任务； 计算设计阶段：物料衡算，热量衡算，主要设备工艺尺寸计算，塔盘工艺 尺寸计算及流体力学计算; 4.课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计算数据，用简洁的文字和适当 的图表表达自己的设计思想及设计成果。 1. 课程设计的目的 化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，也是培养学生独立工作的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。通过课程设计达到如下目的： 1．巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化； 2．培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力； 3．熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法； 4．学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图； 5．训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力； 6．通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力； 学会编写设计说明书。 ⒉ 课程设计题目描述和要求 本设计的题目是苯-甲苯浮阀式连续精馏塔的设计，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，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下： 生产能力：2万吨/年(料液) 原料组成： 25%苯，60%甲苯（摩尔分数，下同） 产品组成： 馏出液98%苯， 釜液2%苯 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比：R=（1.2～2）Rmin 3． 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 ↑ ↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→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，完成苯与氯苯的分离。 3.2.2 方案的说明和论证 浮阀塔之所以广泛应用，是由于它具有下列特点： 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%～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范围比筛板塔，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．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生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是 比筛板塔高 20%～30%。 浮阀塔盘的操作原理和发展: 浮阀塔的塔板上，按一定中心距开阀孔，阀孔里装有可以升降的阀片，阀孔的排列方式，应使绝大部分液体内有气泡透过，并使相邻两阀容易吹开，鼓泡均匀。为此常采用对液流方向成错排的三角形的排列方式。蒸汽自阀孔上升，顶开阀片，穿过环形缝隙，以水平方向吹入液层，形成泡沫，浮阀能随着气速的增减在相当宽的气速范围内自由升降，以保持稳定的操作。但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限