文档介绍：* 化工原课程设计*
苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计
学生姓名: 学号:
专业: 环境工程班级:
成绩:
指导教师:
设计时间:10 年11月 3日至 10年12月 29日
环境与生命科学系
精馏塔设计任务书
1、设计题目
苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计
2、设计要求
原料液处理量(每年按300天生产日计算)
10300t/a
进料液苯含量(质量分率)
30%
进料状态(q值)
1
塔顶馏出液中苯含量(质量分率)
97%
塔釜苯含量(质量分率)
3%
塔顶采用全凝器
泡点回流
操作压力
常压
塔板类型
浮阀塔板
3、设计原理
蒸馏是利用混合物中各组分挥发性不同这一性质,将混合物中各组分进行分离的单元操作。
蒸馏按蒸馏方式分有:简单蒸馏,平衡蒸馏,精馏,特殊精馏。
因平衡蒸馏和简单蒸馏分离混合液均不能得到纯度较高的产品,若对混合液中各组分进行较完全的分离,应采用精馏操作。
精馏过程按操作压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。一般说来,当总压强增大时,平衡时气相浓度与液相浓度接近,对分离不利,但对在常压下为气态的混合物,可采用加压精馏;沸点高又是热敏感性的混合液,可采用减压精馏。
4、设计内容和要求
序号
设计内容
要求
1
设计工艺方案的选定
精馏方式及设备选型等方案的选定和论证(包括考虑经济上的合理性;考虑工艺要求与平稳操作问题)绘制简单流程图
2
精馏塔的工艺计算
物料衡算,热量衡算,回流比、全塔效率、实际塔板数、实际进料位置等的确定
3
塔板和塔体的设计
塔高、塔径、溢流装置及塔板布置等,绘制塔板结构图和精馏塔简图
4
水力学验算
绘制塔板负荷性能图
5
冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算
塔顶全凝器的选型和设计
6
再沸器的传热面积和加热介质的用量计算
塔釜再沸器的选型和设计
7
绘图
带控制点的流程图和精馏设备结构图
8
编写设计说明书
目录,设计任务书,设计计算结果,流程图,参考资料等
9
答辩
答辩人数占设计人数50%
目录
一、前言 1
二、塔板的工艺设计 1
1
-甲苯气液平衡组成(摩尔)与温度关系 2
5
7
9
、浮阀数目与排列 9
三、塔板的流体力学计算 11
11
12
13
13
四、塔附件设计 17
17
19
19
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19
五、塔总体高度的设计 19
19
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20
六、心得体会 20
七、参考资料 20
八、附件 20
一、前言
连续精馏装置主要包括精馏塔,蒸馏釜(或再沸器),冷凝器,冷却器,原料预热器及贮槽等.
原料液经原料预热器加热至规定温度后,(或再沸器)的溶液受热后部分汽化,产生的蒸汽自塔底经过各层塔上升,与板上回流液接触进行传质,从而使上升蒸汽中易挥发组分的含量逐渐提高,至塔顶引出后进入冷凝器中冷凝成液体,冷凝的液体一部分作为塔顶产品,另一部分由塔顶引入塔内作为回流液,蒸馏釜中排出的液体为塔底的产品。
塔板选择浮阀塔板。浮阀塔板结构简单,即在塔板上开若干个孔,在每个孔的上方装上可以上下浮动的阀片,操作时,浮阀可随上升气量的变化自动调节开度,当气量较小时,阀片的开度亦较小,从而可使气体能以足够的气速通过环隙,避免过多的漏液,当气量较大时,阀片浮起,开度增大,使气速不致过高。浮阀塔板的优点是生产能力大,操作弹性大,气液接触状态良好,塔板结构简单,安装容易,压强小,塔板效率高,液面梯度小,使用周期长等。
蒸汽加热,其优点是可以利用压力较低的蒸汽加热,在釜内只须安装鼓泡管,不须安置宠大的传热面。这样在设计费用上可节省许多。
蒸馏过程的特征是重复地进行汽化和冷凝,因此,热效率很低,所以塔顶蒸汽和塔底残液放出的热量利用要合理,这些热量的利用,要考虑这些热量的特点,此外,通过蒸馏系统的合理设置,也可以节能。
二、塔板的工艺设计
表1 苯和甲苯的物理性质
项目
分子式
分子量M
沸点(℃)
临界温度tC(℃)
临界压强PC(kPa)
苯A
C6H6
甲苯B
C6H5—CH3
4107