化工原理课程设计苯甲苯分离过程浮阀精馏塔设计.doc

苯-甲苯分离过程浮阀精馏塔的设计 摘要：本设计对苯-甲苯分离过程浮阀精馏塔装置进行了设计，主要进行以下几方面工作：1、精馏塔设计方案的确定。2、对生产的主要设备-浮阀塔进行了工艺设计计算,其中包括：①精馏塔的物料衡算；②塔板数的确定；③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；④精馏塔的塔体工艺尺寸计算；⑤精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算：⑥精馏塔塔板的流体力学验算：⑦精馏塔塔板的负荷性能图；⑧塔顶冷凝器的冷凝热和塔釜再沸器的汽化热计算。3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。从本设计中，我们组的队员学到了很多;团队合作，讨论完善，总结思考能力得到了锻炼。 关键词：苯-甲苯；浮阀塔；工艺设计计算；流程图；工艺条件简图 目录 前言 1、设计方案的确定 1.1设计流程的说明 1.2操作方案的说明 1.3本设计中符号的说明 2、精馏塔物料衡算 2.1物料衡算示意图 2.2全塔物料衡算 3、塔板数的确定 3.1理论塔板数NT的求取 3.1.1绘制苯-甲苯物系x-y图 3.1.2求精馏塔的气、液相负荷 3.1.3操作线方程 3.1.4图解法求理论塔板数 3.2实际塔板数的求取 4、精馏段有关物性数据以及主要工艺尺寸的计算 4.1精馏塔有关物性数据的计算 4.1.1操作压力计算 4.1.2操作温度计算 4.1.3平均摩尔质量计算 4.1.4平均密度计算 4.1.5液体平均粘度计算 4.1.6液体平均表面张力计算 4.2精馏塔的塔体工艺尺寸计算 4.2.1精馏段塔径的计算 4.2.2精馏塔的有效高度的计算 4.3塔板主要工艺尺寸的计算 4.3.1溢流装置计算 4.3.2塔板计算 4.4塔板的流体力学验算 4.4.1塔板压降的计算 4.4.2液面落差的计算 4.4.3液沫夹带的计算 4.4.4漏液的计算 4.5塔板负荷性能图的绘制 4.5.1过量液沫夹带线 4.5.2液泛线 4.5.3液相负荷上限线 4.5.4漏液线 4.5.5液相负荷下限线 4.5.6塔板负荷性能图 4.6提馏段各参数汇总 4.7塔顶冷凝器的冷凝热和塔釜再沸器的汽化热的计算 4.7.1冷凝器的选型 4.7.2冷凝器的冷凝热计算 4.7.3再沸器的汽化热计算 5、塔附件设计计算 5.1接管 5.2法兰 5.3筒体与封头 5.4裙座 5.5人孔数目 6、塔总体高度设计 7、浮阀精馏塔工艺设计结果讨论 7.1漏液 7.2液泛 7.3液体停留时间 7.4流型 7.5板距与塔高 7.6回流比的影响 7.7塔板效率的影响因素 7.8换热器的选择 7.9传热介质的选择 8、附录 8.1精馏系统的物料流程图 8.2精馏塔的工艺条件简图 9、参考文献 10、致谢 前言 化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。芳香族化合物是化工生产中的重要的原材料，而苯和甲苯是各有其重要作用。苯是化工工业和医药工业的重要基本原料，分子式C6H6，分子量78.11，相对密度0.8794g/cm3 (20℃)。沸点80.1℃在常温常压下是无色透明的液体，并具强烈的特殊芳香气味，有毒。苯遇热、明火易燃烧、爆炸。常态下，苯的蒸气密度为2.77，蒸气压13.33kPa(26.1℃)。可用来制备染料，树脂，农药，合成药物，合成橡胶，合成纤维和洗涤剂等等；甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯，甲酚等化工产品，其分子式CH3（C6H5），分子量92.14，相对密度0.866g/cm3(20℃)。沸点110.63℃。在常温下呈液体状，无色、易燃。可以用来制造三硝基甲苯，苯甲酸，对苯二甲酸，防腐剂，泡沫塑料，合成纤维等。 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯-甲苯的分离。分离苯与甲苯的生产工艺有：精馏法，膜分离法，萃取法。但苯-甲苯体系比较容易分离，待处理料液清洁，因此采用精馏法。而浮阀塔漏液少，传质情况好，气液负荷有较大的变动余地，故采用浮阀精馏塔。 浮阀塔是20世纪50年代初开发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔处安置一个可上下移动的阀片。当筛孔气速高时，阀片被顶起、上升，孔速低时，阀片因自重而下降。阀片升降位置随气流量大小作自动调节，从而使进入液层的气