年處理量7年產7萬噸苯甲苯連續(xù)精餾塔的設計

1、年處理量年處理量 7 萬噸苯萬噸苯-甲苯連續(xù)精餾塔的設計甲苯連續(xù)精餾塔的設計 指導教師：指導教師：Lv renliang 小組成員：小組成員：Liu xing Li xiaoling設計內容報告內容報告內容設計要求設計要求1.原料要求：苯-甲苯溶液，30，組成40%2.處理量要求：7萬噸/年1.設備工藝條件的計算2.塔板的流體力學計算3.塔的設計與輔助設備的選型Course Design of Principles of Chemical Industry3.產品純度要求：塔頂苯質量分數98%，回收率98%設計要求Course Design of Principles of Chemical

2、Industry設備工藝條件的計算31542 1 設計方案的選擇w 根據產品不同要求，分為連續(xù)精餾，間歇精餾，恒沸精餾，萃連續(xù)精餾，間歇精餾，恒沸精餾，萃取精餾取精餾等。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。w 根據操作條件的不同，分為常壓精餾，加壓精餾和減壓精餾常壓精餾，加壓精餾和減壓精餾。本設計任務為分離苯一甲苯混合物。由于對物料沒有特殊的要求，選擇常壓精餾常壓精餾。w 由于篩板塔結構簡單、處理能力大、效率高、壓力低篩板塔結構簡單、處理能力大、效率高、壓力低。此次設計采用篩板塔常壓精餾連續(xù)操作篩板塔常壓精餾連續(xù)操作，分離苯（易揮發(fā)）-甲苯（難揮

3、發(fā)）混合物。Course Design of Principles of Chemical Industry 篩板塔分離工藝流程簡圖Course Design of Principles of Chemical Industry2 塔板數的確定a.查苯-甲苯物系的氣液平衡數據b.作圖法求最小回流比c.公式法求精餾塔的氣、液負荷d.求操作線方程e.用Origin繪圖,如右圖總理論板理論板層數：進料板位置進料板位置：f.采用奧康內爾關聯(lián)圖估算板效率板效率，g.實際總板層數實際總板層數：不含塔斧）(14TN5FN5467. 0)263. 0451. 2(49. 0245. 0TE24159PNCou

4、rse Design of Principles of Chemical Industry3 物料衡算原料處理量原料處理量由已知條件，總物料衡算總物料衡算 塔頂易揮發(fā)組分的回收率：則可得： 由上可得出塔底產品的摩爾分率：9487. 013.92/06. 011.78/94. 011.78/94. 0DxhkmolF/2635.1138372.85720070000000WDF99. 0FDFxDxhkmolD/0291.52hkmolW/2344.610082. 0wxCourse Design of Principles of Chemical Industry4402. 013.92/6

5、. 011.78/4 . 011.78/4 . 0Fx4 相關物性數據的計算物性數據均由內插法得出，以表面張物性數據均由內插法得出，以表面張力為例，查得純物質表面張力數據力為例，查得純物質表面張力數據用用origin數據處理軟件作圖，即可用公數據處理軟件作圖，即可用公式求出表面張力式求出表面張力Course Design of Principles of Chemical Industry物性數據列表精餾段精餾段提餾段提餾段VLVLP/KPa108.8124.2T/87.94100.84Mm/(Kg/Kmol)81.00982.54986.71488.462/(Kg/m3)2.977783.2

6、83.442810.7m(mN/M)22.78722.55lm(mPas)0.26270.2633Q(m3/s)1.41570.00391.3110.00772.451Course Design of Principles of Chemical Industry5 設備工藝尺寸w 設備工藝尺寸數據均由試差法得出，步驟如下:w a.查化工設備手冊，先查出經驗數據；w b.根據經驗數據，查圖或根據公式計算出與設計參數直接相關數據；w c.圓整，并依據安全系數核算核算第一步假定數據和經驗數據；w d.驗證，若安全系數在范圍內，則計算終止，若安全系數不在范圍內若安全系數不在范圍內，則試差調整經驗數據

7、，直至安全系數在規(guī)定范圍內。，則試差調整經驗數據，直至安全系數在規(guī)定范圍內。w f.設備工藝尺寸中每一個參數均需經過：經驗假設經驗假設公式計算公式計算安全核算安全核算試差調整試差調整可靠數據可靠數據的過程，并且應查國標規(guī)定的設備標準，不設計無法生產的設備。不設計無法生產的設備。Course Design of Principles of Chemical IndustrySTEP2 塔板的流體力學計算塔板的流體力學計算塔板負荷性能塔板負荷性能影響因素影響因素液相負荷上限線液相負荷下限線液沫夾帶線液泛線漏液線Course Design of Principles of Chemical Indu

8、stry塔板負荷性能圖精餾段負荷性能圖精餾段負荷性能圖提餾段負荷性能圖提餾段負荷性能圖Course Design of Principles of Chemical Industry 篩板塔設計計算結果Course Design of Principles of Chemical Industry冷凝器再沸器預熱器冷卻器換熱管長mm3000300020003000管程流通面積m20.01060.01060.01940.0163中心排管數20201622管子根數n360360220370管程N6624公稱壓力PN Mpa4412.5公稱直徑DN mm700700450600換熱器的選型熱量衡算

9、Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中： Q1所處理的物料帶入設備總的熱量，KJ; Q2加熱劑或冷卻劑與設備和物料傳遞的熱量，KJ; Q3過程的熱效率，（符號規(guī)定過程放熱為“+”；過程吸熱為“-”） Q4反應終了時物料的焓（輸出反應器的物料的焓） Q5設備部件所消耗的熱量，KJ; Q6設備向四周散失的熱量，又稱熱損失,KJ;STEP3 輔助設備的選型Course Design of Principles of Chemical Industry接管與法蘭列表接管接管法蘭法蘭塔頂蒸汽出口管32514mm（內管）回流管894mm（內管）進料管605mm（內管）塔釜出料管572.5mm（內管）塔釜

10、至再沸器接管482mm（內管）再沸器返塔連接管3568mm（內管）3256 . 1 DNPN896 . 1DNPN606 . 1DNPN576 . 1DNPN486 . 1DNPN3566 . 1 DNPNHGHGHGHGHGHG501050105010501050105010Course Design of Principles of Chemical Industry工藝流程圖Course Design of Principles of Chemical Industry精餾塔設備圖Course Design of Principles of Chemical Industryw至此設計已經完成，這并不代表著課程設計的徹底結束。由于時間有限，知識不夠系統(tǒng)化，還存在著很大的待改進之處：我們在參考資料的時候，是在合理的范圍內選用公式，并對計算結果進行了檢驗校核，需要查圖的數據精度只能達到一般水平。由于填料塔在化工實際生產過程中精餾單元操作使用較少，我們在設計過程中僅對各類型的板式塔的性能做了一個比對，選擇了板式篩板塔。我們內插數據使用 excel2007 作圖