苯甲苯连续精馏浮阀塔课程设计.doc
《苯甲苯连续精馏浮阀塔课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《苯甲苯连续精馏浮阀塔课程设计.doc(55页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、设计任务书设计题目:苯甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件: 常压: 解决量: 进料组成:馏出液组成: 釜液组成: (以上均为摩尔分率) 塔顶全凝器: 泡点回流 回流比: 加料状态: 单板压降: 设 计 要 求 : (1) 完毕该精馏塔的工艺设计(涉及物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算)。(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。(3) 写出该精馏塔的设计说明书,涉及设计结果汇总和设计评价。目录摘 要1绪 论2设计方案的选择和论证3第一章 塔板的工艺计算41.1基础物性数据41.2精馏塔全塔物料衡算41.2.1已知条件41.2.2物料衡算51.2.3平衡线方程的拟定51.2
2、.4求精馏塔的气液相负荷61.2.5操作线方程61.2.6用逐板法算理论板数61.2.7实际板数的求取71.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算81.3.1进料温度的计算81.3.2操作压力的计算81.3.3平均摩尔质量的计算81.3.4平均密度计算91.3.5液体平均表面张力计算101.3.6液体平均粘度计算101.4 精馏塔工艺尺寸的计算101.4.1塔径的计算101.4.2精馏塔有效高度的计算111.5 塔板重要工艺尺寸的计算121.5.1溢流装置计算121.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置131.7塔板流体力学验算141.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降hf141.7.2计算降液管
3、中清夜层高度Hd151.7.3计算雾沫夹带量eV151.8塔板负荷性能图161.8.1雾沫夹带线161.8.2液泛线171.8.3 液相负荷上限线181.8.4漏液线181.8.5液相负荷下限线181.9小结19第二章 热量衡算202.1相关介质的选择202.1.1加热介质的选择202.1.2冷凝剂202.2热量衡算20第三章 辅助设备233.1冷凝器的选型233.1.1计算冷却水流量233.1.2冷凝器的计算与选型233.2冷凝器的核算243.2.1管程对流传热系数1243.2.2计算壳程流体对流传热系数0253.2.3污垢热阻263.2.4核算传热面积263.2.5核算压力降26第四章 塔
4、附件设计294.1接管294.1.1进料管294.1.2回流管294.1.3塔底出料管294.1.4塔顶蒸气出料管304.1.5塔底进气管304.2筒体与封头304.2.1筒体304.2.2封头304.3除沫器314.4裙座314.5人孔314.6塔总体高度的设计324.6.1塔的顶部空间高度324.6.2塔的底部空间高度324.6.3塔立体高度32设计结果汇总33结束语34参考文献35重要符号说明36附 录38摘 要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达成提纯或回收有用组分的目的,精馏是运用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达成轻重组分分离目的的方法。精馏操作
5、在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的浮阀塔是化工生产中重要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程,该设计方法被工程技术人员广泛的采用。本设计书对苯和甲苯的分离设备浮阀精馏塔做了较具体的叙述,重要涉及:工艺计算,辅助设备计算,塔设备等的附图。采用浮阀精馏塔,塔高13.11米,塔径1.4米,按逐板计算理论板数为25。算得全塔效率为0.534。塔顶使用全凝器,部分回流
6、。精馏段实际板数为13,提馏段实际板数为12。实际加料位置在第13块板(从上往下数),操作弹性为3.43。通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算,均在安全操作范围内。塔的附属设备中,所有管线均采用无缝钢管。再沸器采用卧式浮头式换热器。用140饱和蒸汽加热,用15循水作冷凝剂。饱和蒸汽走管程,釜液走壳程。关键词:苯_甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构绪 论化工生产中常需进行液体混合物的分离以达成提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离有多种方法,蒸馏及精馏是其中最常用的一种。蒸馏是分离均相混合物的单元操作之一,精馏是最常用的蒸馏方式,是组成化工生产过程的重要单元操作。为
7、实现高纯度的分离已成为蒸馏方法能否广泛应用的核心问题,为此而提出了精馏过程。精馏的核心是回流,精馏操作的实质是塔底供热产生蒸汽回流,塔顶冷凝导致液体回流。我们工科大学生应具有较高的综合能力、解决实际生产问题的能力和创新的能力。课程设计是一次让我们接触并了解实际生产的大好机会,我们应充足运用这样的机会去认真去对待。而新奇的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持努力的方向和追求的目的。浮阀塔盘自20世纪50年代初期开发以来,由于制造方便及其性能上的优点,很多场合已取代了泡罩塔盘。这类塔盘的塔盘板开有阀孔,安顿了能在适当范围内上下浮动的阀片,其形状有圆形、条形及方形等。由于浮阀与塔盘
8、板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节,因而在较宽的气体负荷范围内,均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向吹出,气液接触时间长,雾沫夹带量少,液面落差也较小。与泡罩塔盘相比,解决能力较大,压力降较低,而塔板效率较高,缺陷是阀孔易磨损,阀片易脱落。操作气速不也许会很高,由于会产生严重的雾沫夹带,这就限制了生产能力的进一步提高。 具有代表性的浮阀塔有F1型(V1型)浮阀塔板、重盘式浮阀塔、盘式浮阀、条形浮阀及锥心形浮阀等。 设计方案的选择和论证 1 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,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
9、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,其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。 连续精馏塔流程流程图 连续精馏流程附图图1-1 流程图 2 设计思绪在本次设计中,我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离,简朴蒸馏和平衡蒸馏只能达成组分的部分增浓,如何运用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离,是精馏塔的基本原理。事实上,蒸馏装置涉及精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式不同,分为连续蒸馏和间歇蒸馏,我们这次所用的就是浮
10、阀式连续精馏塔。蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。热量自塔釜输入,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中,热能运用率很低,有时后可以考虑将余热再运用,在此就不叙述。要保持塔的稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设立。在这里准备用全凝器,由于可以准确的控制回流比。本次设计是在常压下操作。 由于这次设计采用间接加热,所以需要再沸器。回流比是精馏操作的重要工艺条件。选择的原则是使设备和操作费用之和最低。在设计时要根据实际需要选定回流比。塔板工艺计算流体力学验算塔负荷性能图全塔热量衡算塔附属设备计算
11、图1-2 设计思绪流程图1、本设计采用连续精馏操作方式。2、常压操作。3、泡点进料。4、间接蒸汽加热。5、选R=2.0Rmin。6、塔顶选用全凝器。7、选用浮阀塔。在此使用浮阀塔,浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的,它吸取了两者的优点,其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度,这样就可以避免过多的漏液。此外还具有结构简朴,造价低,制造方便,塔板开孔率大,生产能力大等优点。浮阀塔一直成为化工生中重要的传质设备,其多用不锈钢板或合金 。近年来所研究开发出的新型浮阀进一步加强了流体的导向作用和气体的分散作用,使气液两相的流动接触更加有效,可显著提高操作弹性和效率。从苯甲苯的相关物性
12、中可看出它们可近似地看作抱负物系。并且浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节,因而在较宽的气体负荷范围内,均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向吹出,气液接触时间长,雾沫夹带量少,液面落差也较小。第一章 塔板的工艺设计1.1基础物性数据 表1-1 苯、甲苯的粘度温度020406080100120苯0.6380.4850.3810.3080.2550.215甲苯0.7580.580.4590.3730.3110.2640.228 表1-2 苯、甲苯的密度温度020406080100120苯-877.4857.3836.6815.0792.5767.9甲苯885.6867.08
13、48.2829.3810.0790.3770.0 表1-3 苯、甲苯的表面张力温度020406080100120苯 31.6028.8026.2523.7421.2718.8516.49甲苯30.8928.5426.2223.9421.6919.4917.34 表1-4 苯、甲苯的摩尔定比热容温度050100150苯 72.789.7104.8118.1甲苯93.3113.3131.0146.6 表1-5 苯、甲苯的汽化潜热温度20406080100120苯 431.1420.0407.7394.1379.3363.2甲苯 412.7402.1391.0379.4367.1354.21.2物料
14、衡算1.2.1塔的物料衡算(1)苯的摩尔质量:甲苯的摩尔质量:=(2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量:(3)物料衡算总物料衡算: 即 (1) 易挥发组分物料衡算: 即 (2)塔的物料衡算 总物料衡算:D+W=100 苯物料衡算:0.98D+0.02W=0.45100解得: D= W= 1.2.2平衡线方程的拟定由文献1中苯与甲苯的汽-液平衡组成可以找出算出。如表1-6 苯甲苯(101.3kPa)的t-x-y相平衡数据苯摩尔分数温度苯摩尔分数温度液相气相液相气相0.00.0110.60.5920.78989.40.0880.212106.10.7000.85386.80.2000.3701
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 甲苯 连续 精馏 浮阀塔 课程设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。