化工原理课程研发设计任务书精馏塔研发设计.doc

化工原理课程设计说明书 设计题目： 设计者： 专业： 学号： 指导老师： 200 年 月 日 化工原理课程设计任务书 设计题目： 设计条件： 处理量： 进料浓度： 处理要求： 塔顶浓度 （质量） 塔底浓度 （质量） 年工作小时： 7200小时 专业： 学号： 姓名： 指导老师： 200 年 月 日 目录 设计方案简介 精馏塔的操作压力 工业精馏过程，按操作压力分类，可分为加压、常压、和真空精馏。常压下为气态或常压下泡点为室温的混合物，常采用加压蒸馏；常压下，泡点为室温至150℃左右的混合液，一般采用常压蒸馏。对于分离甲苯-苯的混合液，进料泡点为90.5℃，而且，常压下两物质相对挥发度大，容易分离，所以选择常压精馏，塔顶压力设定为105.325kpa. 由于精馏塔选择筛板塔，所以近似认为每层塔板压力降为0.7kpa. 2、进料热状况的确定 精馏操作有五种进料方式，分别是冷液加料、泡点进料、汽液混合物进料、饱和蒸汽进料和过热蒸汽加料。本次设计采用泡点进料即饱和液体进料，这是因为这样操作比较容易，而且在恒摩尔流假设下，精馏段与提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，因此塔径基本相等，在制造上比较方便。 3、精馏塔加热与冷却介质的确定 精馏塔加热我们一般采用饱和水蒸气加热，不同的压力对应不同温度的饱和水蒸气。采用水蒸气的主要原因是第一、物料加热后的温度不是很高；第二、水蒸气比较容易获取，环保清洁。本设计主要用0.3Ｍpa的饱和水蒸气作为加热介质。 通常用的冷却介质主要是冷却水和空气，在选择冷却介质的时候，因地制宜，兰州市地处温带，夏天室外平均温度23℃，因此计算选用20℃冷却水，选择升温15℃，即冷却氺的出口温度为35℃. 4、回流比的确定 塔顶回流是保证精馏塔连续稳态操作的必要条件之一，并且回流比是影响精馏分离设备投资费用和操作费用的重要因素，也影响混合液的分离效果。适宜的回流比是操作费用和设备费用之和为最低时候的回流比。通常适宜回流比的数值范围为： 由于厂址选择是在兰州市，甲苯和苯也容易分离。因此选用。 5、塔板的类型选择 塔板可分为有降液管式塔板及无降液管式塔板。本设计采用第一种，这种塔板，气液两相呈逆流方式接触，塔板效率高，且具有较大的操作弹性，使用比较广泛。在有降液管式塔板中，本设计选用筛孔塔板，这是因为筛板结构简单，造价低，板上页面落差小，气体压降低，生产能力大。 工艺流程图及其简单说明 1、工艺流程图（见附图一） 2、工艺流程简介 由贮槽流出的原料液经高压泵进入预热器预热到一定温度之后进入精馏塔，塔顶全凝器将上升蒸汽冷凝成液体，其中一部分作为塔顶产品取出，另一部分重新引回塔顶作为回流液。最终苯产品进入苯贮槽。塔釜设有再沸器。采用间接蒸汽加热，加热的液体产生蒸汽再次回到塔底，沿塔上升，同样在每层塔板上进行汽液两相的热质交换。塔釜里面保持一定的液面，当液面高过一定值时，通过液位调节阀，把多余的液体输送到甲苯贮槽。 加热蒸汽分为两路，分别进入预热器和再沸器作为加热介质。降温后的液体水或者是部分水蒸汽随管道排进下水道。同样，冷却水分为二路，分别进入全凝器、塔釜的冷却器，充分换热均匀之后，全部排入下水道。 3、回流方式 本设计采用重力回流，全凝器安装在比精馏塔略高的地方，液体依靠自身重力回流。但必须保证冷凝器内一定持液量。 工艺计算及主体设备设计 对于的分离，采用连续精熘流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精熘塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分冷却后送至储罐。回流比设定为最小回流比的倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。oC 处理量： 4吨/小时 进料浓度： 40%甲苯（质量） 处理要求： 塔顶苯浓度 95.5%（质量） 塔底苯浓度 3.5%（质量） 塔顶压强： 4kPa(表压) 进料状态： 泡点进料 回流比： 2Rmin 冷却水温： 20oC 加热蒸汽： 0.2 MPa 设备形式： 筛板塔 塔顶冷凝采用全凝器 塔底再沸器为间壁加热 年工作时：7200小时 年工作日：300天（连续操作） 2、汽液平衡数据 苯—甲苯气液平衡数据图 数据来源： 苯 甲苯 液相中苯的摩尔分数：x=(p?总- )/（-） 气相中苯的摩尔分数：y=*x/ p?总 温度t℃ 液相中苯的摩尔分数 汽相中苯的摩尔分数 111.77 0 0 109 0.061372996 0.133199801 106 00.265013397 102 0.234873474 0.424391609 100 0.2