发布时间 : 星期一 文章分离苯和甲苯混合液的常压筛板精馏塔设计书更新完毕开始阅读5e3770ac5cf7ba0d4a7302768e9951e79b8969b6
分离苯和甲苯混合液的常压筛板精
馏塔设计书
一． 绪论
精馏是一种利用回流是液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离单元操作，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等领域。精馏过程在能量剂驱动下，使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易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，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，按操作压力还可分为常压、加压和减压蒸馏，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。 典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶全凝器/冷凝器。 本设计采用筛板板式精馏塔完成指定分离任务，设计书中包括物料衡算和能量横算；以及塔板数的确定，塔板工艺尺寸的确定，再沸器、全凝器的选型等容。 本设计按以下几个阶段进行：
(1) 设计方案确定和说明。根据给定任务，对精馏装置的流程、操作条件、主要设备型式及其材质的选取等进行论述。 (2) 蒸馏塔的工艺计算，确定塔高和塔径。
(3)塔板设计：计算塔板各主要工艺尺寸，进行流体力学校核计算。接管尺寸、泵等，并画出塔的操作性能图。
(4)管路及附属设备的计算与选型，如再沸器、冷凝器。 (5)绘制精馏塔的设备图。
二．设计方案的确定
设计题目：分离苯—甲苯混合液的常压筛板精馏塔 1.原始数据：
生产能力：处理量为8000kg/h
原料：苯含量为40%（mol,下同）的液体 进料方式：泡点进料
分离要求：塔顶馏出液苯含量为95%
塔底釜液甲苯含量为98%
操作要求：取回流比为 倍的最小回流比，总板效率为0.8
2.装置流程的确定
装置流程包括精馏塔，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。
蒸馏在塔的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离，热量自塔釜输出，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
次设计中采用的是用泵输送原料。
塔顶冷凝器采用是全凝器，以便于准确的控制回流比。
3.操作压力的选择
精馏操作经常可在常压、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。根据苯和甲苯的物料特性，此设计采用常压操作。
4.进料热状况的选择
进料状态和塔板数、塔径、回流量及塔的预热负荷都有密切的
联系。在实际生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较容易控制，不致受季节气温的影响。此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设计和制造上提供了方便。此设计采用泡点进料。
5．加热方式的选择
精馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设置再沸器。由于
饱和水蒸气温度与压力互为单值函数关系，其温度科通过压力调节。同时，饱和水蒸气的冷凝替热较大，价格较低廉，因此通常用饱和水蒸气作为加热剂，在苯设计中采用的就是饱和水蒸气加热。
6．回流比的选择
回流比是精馏操作的重要工艺条件，其选择原则是使设备费和
操作费之和最低。在本设计中采用最小回流比的2倍作为才做回流比。
三．精馏塔全物料衡算
F：进料量（kmol/s） xF：原料组成（摩尔分数，下同） D：塔顶产品流量（kmol/s） xD：塔顶组成 W：塔底残液流量（kmol/s） xW：塔底组成 笨的摩尔质量：MA=78kg/kmol 甲苯的摩尔质量：MB=92kg/kmol
由已知条件：xf=0.4 xD=0.95 xW=1-0.98=0.02
进料量：F=8000kg/h=8000/3600(0.4*78+0.6*92)=0.0257kmol/s 物料衡算式：F=D+W FxF=DxD+WxW
四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算
附：苯—甲苯气液平衡组成与温度的关系（101.3Pa）
苯/%（摩尔分数） 液相 气相 温度/℃