文档介绍：摘要
本设计的任务是设计用于分离苯-甲苯的苯浮阀精馏塔。精馏是多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。精馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜(再沸器)、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
根据加热方式来决定塔底是否设置再沸器,塔底设置再沸器时为间接加热,这种加热方式适用于各种物系,且被广泛使用。由于本设计设置了再沸器,故采用间接加热。因为苯-甲苯是易于分离的二组分物系,故采用常压精馏。进料热状况选择泡点进料,这样塔内精馏段和提馏段的上升的蒸汽量相等,而且不受季节气候的影响。
板式塔的种类繁多,本设计采用浮阀塔,它是在泡罩塔的基础上发展起来的。浮阀塔被广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中,塔径从200mm到6400mm,使用效果较好。它具有处理能力大,操作弹性大,塔板效率高,压强小,使用周期长等特点。确定回流比有图解法和逐板计算法,本设计采用逐板计算法,虽然计算过程较为繁琐,但计算精度较高。
理论板确定后,计算实际板数,再设计塔和塔板中所有的参数,初选塔板间距并计算塔径,这些数据的计算都是以精馏段的数据为依据的。设计中采用平直溢流堰,因为这样可以使得塔板上具有一定高度的均匀流动的液层。浮阀塔的开孔率设计中要满足一定的要求,即要确定合适的浮阀数,浮阀的孔径是由所选浮阀的型号确定的,浮阀数通过上升蒸汽量、阀孔气速和孔径确定,这只是计算的理论浮阀数,实际的要通过作塔板布置图确定,如果布置图中的浮阀数不符合开孔率和阀孔气速,就要重新布置直至满足要求,阀孔的排列采用等腰三角形叉排。
最后是塔板负荷性能图中雾沫夹带上限线、液泛线、漏液线、液相负荷下限线的计算以及确定塔体结构。
目录
摘要 Ⅰ
第一章物料衡算与操作线方程 1
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3
4
第二章理论塔板数的确定 4
第三章实际板层数的确定 5
塔板总效率的估计 5
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9
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:(以精馏段数据为准) 12
12
塔径圆整 14
14
(出口堰) 15
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第五章塔体结构 29
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29
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30
30
参考文献 32
致谢 32
第一章物料衡算与操作线方程

总物料衡算()
易挥发组分的物料衡算()
式中:,,—进料、馏出液和釜残液的流量,
—进料中易挥发组分的组成,摩尔分率
—馏出液中易挥发组分的组成,摩尔分率
—釜残液中易挥发组分的组成,摩尔分率
苯的摩尔质量为78,甲苯的摩尔质量为92.
进料组成=
馏出液组成=
釜残液组成
塔顶馏出液的平均摩尔质量
取一年工作日为330天,则
塔底馏出液的流量
全塔物料衡算

代入相关数据得:,

苯(A)与甲苯(B)的饱和蒸气压和温度的关系【2】
温度/

85
90
95
100
105

/

/

,由于总压P为定值,即P=,由拉乌尔定律可求得液相组成x,平衡气相组成y。以t=95为例,计算过程如下:
x = = =
y = = =
因苯-甲苯混合物为理想溶液则有,即

表1.