苯-甲苯精馏塔设计.doc

目 录 第1章 概述 1 1.1 塔设备的选择 1 1.1.1 塔设备的类型 1 1.1.2 板式塔与填料塔的比较 1 1.1.3 塔板的类型与选择 2 1.2 装置流程的确定 2 1.3 操作压力的选择 3 1.4 加料的方式 4 1.5 进料的方式 4 1.6 塔顶冷凝方式 4 1.7 回流比的选择 4 1.8 加热方式 4 第2章 精馏塔的设计计算与选型 5 2.1 精馏塔的物料衡算 5 2.1.1 原料液及塔顶产品的摩尔分率 5 2.1.2塔顶及进料液的平均摩尔质量 5 2.1.3 物料衡算 5 2.2 塔板数的确定 5 2.2.1 理论板层数的确定 5 2.2.2 实际塔板层数的确定 7 2.3 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算 7 2.3.1 操作压力 7 2.3.2操作温度计算 7 2.3.3平均摩尔质量计算 9 2.3.4平均密度计算 10 2.3.5液体表面张力计算 11 2.3.6液体平均粘度计算 11 2.4塔体工艺尺寸的确定 12 2.4.1 塔径 12 2.4.2精馏塔的有效高度 14 第三章 塔板主要工艺尺寸的计算 16 3.1流溢装置计算 16 3.1.1 堰长 16 3.1.2溢流堰高度 16 3.1.3 弓形降液管宽度和截面积 16 3.1.4 降液管隙高度 17 3.2 塔板布置 17 3.2.1 塔板分块 17 3.2.2 安定区(破沫区)及边缘区宽度的确定 17 3.2.3开孔区面积计算 18 3.2.4 筛孔计算及其排列 18 第四章 筛板流体力学验算 19 4.1 塔板压降 19 4.1.1 干板阻力计算 19 4.1.2 气体通体液层的阻力 19 4.1.3 液体表面张力的阻力 19 4.2 液面落差 20 4.3 液沫夹带 20 4.4 漏液 21 4.5 液泛 21 第五章 塔板负荷性能图 23 5.1 漏液线 23 5.2液沫夹带线（汽相负荷上限线） 24 5.3 液相负荷下限线 25 5.4 液相负荷上限线 25 5.5 液泛线 26 第六章 塔的附件设计与选型 29 6.1 接管尺寸的确定 29 6.1.1 塔顶蒸气管 29 6.1.2 塔顶回流管 29 6.1.3 进料管 29 6.1.4 塔釜出料管 30 6.1.5 塔釜进气管 30 6.2 精馏塔的总高度 30 6.2.1 塔顶空间 30 6.2.2 塔底高度 30 6.2.3 筒体 31 6.2.4 封头 31 6.2.5 人孔 31 6.2.6 裙座 31 6.3 塔体总高度 31 设计结果一览表 32 符号说明 33 结束语 35 参考文献 36 附录 37 第1章概述 第2章 精馏塔的设计计算与选型 2.1 精馏塔的物料衡算 苯的摩尔质量 MA=78.11 甲苯的摩尔质量 MB=92.13 原料苯的摩尔组成： 塔顶苯的摩尔组成： 塔底组成摩尔分数： 进料液： 塔顶： 塔釜： 进料、塔顶、塔底产品流量和组成表2-1所示。 表2.1 进料、塔顶、塔底产品流量和组成表 物料衡算 进料 塔顶 塔釜 量（kmol/h) 8 35.62 45.17 组成 0.440 0.98 0.0118 2.2 塔板数的确定 2.2.1 理论板层数的确定 进料状态：饱和液体进料（q=1）。 苯-甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 a. 绘制x-y图 由手册[]查得苯-甲苯物系的气、液平衡数据，绘出x-y图，如所示。 b. 最小回流比及操作回流比 采用作图法求最小回流比。在附图1中对角线上，自点（0.440,0.440）作垂线ef即 料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为： ； 故最小回流比为： 取实际回流比为最小回流比1.2倍 c. 精馏塔的气、液相负荷 精馏段： 液体流量： 气体流量： 提馏段： 液体流量： 气体流量： d. 操作线方程 精馏段: 提馏段： e. 图解法求理论板层数 采用图解法求理论板层数，如附图2.1所示。求解结果为： 总理论板层数(包括再沸器) 进板位置 2.2.2 实际板层数的 已知塔板效率η=0.52，则实际板数为： 精馏段： 提馏段： 2.3 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算 2.3.1 操作压力 已知操作压力为，长沙本地大气压为，故： 塔顶压力 每层塔板压降 进料板压力 塔釜压强