文档介绍：摘要
本次化工原理课程设计,设计出了苯—甲苯得分离设备—连续浮阀式精馏塔。,,。
综合工艺方便,经济及安全多方面考虑,本设计采用了浮阀式塔板对苯—甲苯溶液进行分离提纯。按照逐板法计算理论塔板数为20块,其中精馏段塔板数为9块,提馏段塔板数为11块。,塔顶使用全凝器,泡点回流。精馏段实际板数为17块,提馏段实际板数为21块,实际加料板位置在第18块板。,。通过流体力学验算表明此塔的工艺尺寸符合要求,由负荷性能图可以看出此精馏塔有较好的操做性能,。
塔的附属设备中,所有管线均采用无缝钢管,预热器采用管壳式换热器。用100℃饱和水蒸气加热,饱和水蒸气走壳程,进料液走管程。
关键词:苯—甲苯浮阀精馏逐板计算负荷
绪论
设计流程
本设计任务为分离苯——甲苯混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。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馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分物系,最小回流比较小,。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。
设计流程框图如下:
精馏塔主要工艺尺寸的设计
精馏塔的工艺设计
热量衡算
塔的附属设备及主要附件的选型
绘制工艺流程图和工艺条件图
任务书上规定的生产任务长期固定,适宜采用连续精流流程。贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔;塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液;精馏塔塔顶设有全凝器,冷凝液部分利用重力泡点回流;部分连续采出到产品罐。简易流程如下,具体流程见附图。
5
4
3
2
F
1
W
D
F
2
F
F
1-原料罐,2-进料罐,3-苯、甲苯精馏塔,4-塔顶全凝器,5-再沸器
设计思路
本次课程设计的任务是设计苯—甲苯精馏塔,塔型为浮阀式板塔,进料为两组份进料,且苯与甲苯的挥发度有明显差别,可用一个塔进行精馏分离。
要分离的组分在常压下均是液体,因此操作在常压下即可进行,进料为泡点进料,需预热器。同时在塔顶设置冷凝器,在塔底设置再沸器,由于塔顶不许汽相出料,故采用全凝,又因所设计的塔较高,应用泵强制回流。

本设计的加料方式为泡点进料。

本设计的加热方式为塔底间接加热。

。

冷凝方式为全凝,冷却介质为冷水。

精馏塔的工艺设计
产品浓度的计算
M苯= , M甲苯=
摩尔分数
XF=
XD=
XW=
摩尔质量
MF=XFM苯+(1-XF)M甲苯=
平均相对挥发度的计算
温度计算
—甲苯的气液平衡与温度的关系表[1]
温度
/0C
苯/%(mol分率)
温度
/0C
苯/%(mol分率)
温度
/0C
苯/%(mol分率)
液相
气相
液相
气相
液相
气相

0
0

用内插法求得、、
:
:
:
故由上塔顶温度
气相组成
进料温度
气相组成
塔底温度
气相组成
由上温度和气相组成来计算相对挥发度
则精馏段平均相对挥发度
提馏段平均相对挥发度
最小回流比的计算和适宜回流比的确定
最小回流比的计算
由Antonie方程,
——温度T时的饱和蒸汽压
T——温度,C
A,B,C——Antonie常数
[1]
A
B
C
苯

甲苯

则:

故
最小回流比即为
适宜回流比的确定
设计中令回流比
物料衡算
F : 进料量(Kmol/s) = 原料组成(摩尔分数,下同)
D :塔顶产品流量