苯—甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔课程设计7959.pdf
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1、目录 一、设计方案的简介.错误!未定义书签。二、工艺流程草图及说明.错误!未定义书签。三、工艺计算.错误!未定义书签。四、辅助设备的计算及选型.错误!未定义书签。五、设计结果概要.23 六、参考文献.错误!未定义书签。七、主要符号说明.错误!未定义书签。八、附图 苯甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔 课程设计任务书 一设计参数 年处理量:45000t;料液初温:35;料液组成:45%(质量分数);塔顶产品组成:98%(质量分数);塔底釜液组成:2%(质量分数);年实际生产天数:330d;精馏塔塔顶压力:常压;冷却水进口温度:25;饱和水蒸气压力:(表压);厂址:无锡地区。设计内容 设计方案的确定及工
2、艺流程的组织与说明;精馏过程的工艺计算;塔和塔板主要工艺结构参数的设计计算;塔内流体力学性能的计算与校核;塔板结构简图和塔板负荷性能图的绘制;塔的工艺计算结果汇总一览表;辅助设备的设计或选型计算;带控制点的生产工艺流程图及精馏塔设计工艺条件图的绘制;对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论;编制课程设计说明书。设计方案的确定 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。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人精馏塔内。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。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操
3、作回流比取最小回流比的 2 倍(并进行圆整)。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。二工艺流程草图如下:图 1 三设计计算 1 精馏塔的物料衡算(1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量78.11/AMkgkmol 甲苯的摩尔质量92.13/BMkgkmol 0.45/78.110.4910.45/78.110.55/92.13Fx 0.98 78.110.9830.98 78.110.02 92.13Dx 0.02 78.110.0240.02 78.110.98 92.13Wx(2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 0.491 78.110.50992.1385.2
4、5FMkg kmol 0.98378.110.01792.1378.35DMkg kmol 0.02478.110.97692.1391.79WMkg kmol(3)物料衡算 345000 1063.83330 24 89.020.4910.9830.02431.08 32.75Fkmol hDWDWDkmol hWkmol h原料处理量总物料衡算 63.83苯物料衡算 63.83立解得 联 2 塔板数的确定(1)理论板层数TN的求取 苯一甲苯属理想物系,可采用逐板法(结合 origin 软件)求理论板层数。由手册查得苯甲苯物系的气液平衡数据,绘出 x-y 图,见图 3-1 求最小回流比及操作
5、回流比。在图 3-1 中对角线上,自点e,作垂线ef即为进料线(q线),该线与平衡线的交点坐标为 q0.709y,0.491qx 故最小回流比为min0.9830.7091.260.7090.491qqDqxyRyx 取操作回流比为min22.522.5RR,圆整取。求精馏塔的气、液相负荷 2.5 31.0877.70LRDkmol h(1)3.5 31.08108.78VRDkmol h 77.701 63.83141.53/LLqFkmol h 108.78/VVkmolh 求操作线方程 精馏段操作线方程为10.7140.28111DnnnxRyxxRR 提馏段操作线方程为11.3010.
6、007mmwmLWyxxxVV 求理论板层数 表 1 精馏段 提馏段 x y x y 1 8 2 9 3 10 4 11 5 12 6 13 7 xF 800mm,故裙座壁厚取 16mm(12002 16)-300932(12002 16)3001532:1000,1600bibobiboDmmDmmDmm Dmm基:基外:整础环内径础环径圆 基础环厚度,考虑到腐蚀余量取 18mm 考虑到再沸器,裙座高度取 3m,地角螺栓直径取 M30 1.5 吊柱 本设计中塔高度大,因此设吊柱。设计塔径D=1200mm,可选用吊柱 500kg。s=1000mm,L=3400mm,H=1000mm。材料为 A
7、3 1.6 人孔 进料板处、塔顶、塔底各设一个人孔,直径均为 450mm。2 塔总体高度的设计 塔的顶部空间高度 取除沫器到第一块板的距离为 600mm,塔的顶部空间高度为 1200mm。塔的底部空间高度 釜液停留时间取 5min。-33B-391.79 141.53=4.62 10/3600780.960/(0.5 0.7)(54.62 10600.142)/1.1300.61.7ssVTLmsHtLRAm 塔体高度 3 1.79.21.20.27515.375BHHHZHHm裙封顶 3 附属设备设计 冷凝器的选择 取传热系数2600/KWm k,出料液温度:(饱和气)(饱和液)冷却水温度:
8、25 35 逆流操作:145.1 Ct 255.1 Ct 121245.1 55.149.93 C45.155.1mttttlnlnt 由80.1 CDt,查液体汽化热共线图得394.0/,379.8/rkJkg rkJkg苯甲苯 第一种(1)393.8/DDrx rxrkJkg苯甲苯,30.891/SVms 塔顶被冷凝量 0.891 2.732.4/sVqVkg s 冷凝的热量2.4 393.8945QqrkW 则传热面积32945 10/3260049.93mAQ K tm 33(1)30847/108.780.0302/36000.030230847931931 10/31.160049
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