蒸汽脱吸获得苯-甲苯混合物设计说明书.doc

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1、二 生产方法及设备选择(一)吸收生产方法用洗油吸收焦炉气中的芳烃，然后用蒸汽脱吸获得苯-甲苯混合物这一过程的生产方法为采用填料塔吸收塔设备，焦炉气由塔底自下而上经过填料层，洗油那么由塔顶部流下，借重力往下流，其与焦炉气在塔内填料层中充分接触，由于浓度差的存在，芳烃被吸收；然后在脱吸塔顶参加吸收了芳烃的洗油，由塔底提供上升蒸汽流，在脱吸塔内与溶液逆流接触；苯、甲苯不溶于水，将塔顶所得混合气体冷凝并由冷凝液中别离出水层，能得到纯洁的苯、甲苯溶质组分，而溶剂洗油得到循环使用。(二)总体结构和材料选择蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、塔底冷却器和产品冷却器等设备(见工艺流程图)。我们设计

2、的是工业生产，因此选择生产能力大，产品质量稳定的连续蒸馏方式，泡点进料，间接蒸汽加热。由于苯与甲苯属于化学性质稳定且温和的流体，我们选择结构简单、造价低的筛板塔，生产能力大，传质效率高，且流体不易结焦，不会对塔板的功能产生大的不良影响。鉴于操作流体为一般性的腐蚀度不高的流体，温度较低367K，压力接近常压109.7Kp，且壁厚6mm 故能选平直堰取板上清液层高度hL =，故hw= (3)弓形降液管 Wd,AfLw/D=0.65 Af/AT=0.0722 WdAf= Wd= 故设计合理(4)降液管底隙故降液管底隙高度设计合理，选用凹形受液盘2塔板布置（1） 塔板分块，故塔板采用分块式（2） 边缘

3、区宽度确定 （3） 开孔区面积计算 代入公式可得=2（4） 筛孔计算及其排列物质无腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径 排列，取孔中心距为孔中心距 气体通过阀孔的气速为f)筛板的流体力学验算：1 塔板压降 1干板阻力 由 查图得 =液注2气体通过液中阻力 m/s 所以 即m液柱3液体外表张力的阻力计算液柱气体通过没层板的液柱高气体通过每层板的2 液面落差，对筛板塔液面落差很小，且此题塔径流量不大，忽略其影响。3 液沫夹带HfL=2.5*0.06=故起在允许范围内。4 漏液对筛板塔，漏液气速实际孔速Uo，min稳定系数 故无明显漏液5 液泛为防止液泛，应满足 苯-甲苯为一般物系，取 那么 不设进口堰

4、， 故不发生液泛g塔板负荷性能图：1、 漏液线：， 在操作范围内任取几个，依上式算出值，计算结果列于下表 绘出漏液线I2、 液沫夹带线 以液/ 汽为限，关系： ，在操作范围内。再任取几个值，计算绘出液沫夹带线23、 液相负荷下限线平直堰：取作为最小液体负荷标准 取，绘出垂直液相负荷下限线34、 液相负荷上限线 以作为液体在降液管中停留时间的下限，作出垂直液相负荷上限线45、 液泛线：由，整理得：，将有关数据代入得，操作范围内。任取,求由数据可作液泛线5根据各线方程作出筛板塔的负荷性能图图见附件由图，作出操作点A0.09009，0.401，连OA故可得，该板操作上限为液泛控制，下限为漏夜控制，故

5、操作弹性筛板塔设计计算结果序号工程数值1平均温度 tm,C2平均压力 Pm,kPa3气相流量 Vs,(m3/s)4液相流量 Ls,(m3/s)5实际塔板数276有效段高度 Z,m7塔径m8板间距,m9溢流形式单溢流10降液管形式弓形11堰长,m12堰高,m13板上液层高度,m14堰上液层高度,m15降液管底隙高度,m16安定区宽度,m17边缘区宽度,m18开孔区面积,m219筛孔直径,m20筛孔数目191521孔中心距,m22开孔率,%10.01%23空塔气速,m/s24筛孔气速,m/s25移稳定系数26每层塔板压降,Pa56627负荷上限液泛控制28负荷下限漏液控制29液沫夹带 eV,(kg

6、液/kg气)30气相负荷上限,m3/s31气相负荷下限,m3/s32操作弹性三提馏段的物料衡算及设计计算1)操作压力进料板压力 每层塔板压降 塔底的操作压力 提馏段平均压力 =2)操作温度塔底 进料板 0C 提馏段平均温度 3)平均摩尔质量计算塔底 由图得 进料板 提馏段平均摩尔质量 4)平均密度的计算气塔底 时 提馏段平均密度 /2=/m35)液体平均外表张力计算 塔底 时 A B 精馏段液相外表张力 6)液体平均黏度计算时 d)精馏塔的塔体工艺尺寸计算1 提馏段塔径计算 umax=C(L-v)/v取板间距,板上液层高度hl=HT-hl= 查得C20max=/s=m 取D=800mm与精馏数

7、据相同 塔截面积 =2实际空塔气速1/0.503=0.757 m/s2.精馏塔有效高度计算精馏段 Z精=(N精-1)HT=提馏段 Z提=(N提-1)HT=有效高度 Z= Z精+Z提+0.8=e)塔板主要尺寸计算2.溢流装置计算D=,那么选用单溢流弓形降液管,采用凹形受液盘(1)堰长 Lw=0.65D=(2)溢流堰高 hw=hl-how=0.06-2.84/1000*E(Lh/Lw)2/3 (E=1) =0.06-0.0165=(3)弓形降液管 Wd,AfLw/D=0.65 Af/AT=0.0720 WdAf=2 Wd= (4)降液管底隙取u0=0.11 故降液管底隙高度设计合理，选用凹形受液盘

8、2塔板布置（5） 塔板分块，故塔板采用分块式 分块数为（6） 边缘区宽度确定 m （7） 开孔区面积计算 （8） 筛孔计算及其排列 排列孔中心距 气体通过阀孔的f)筛板的流体力学验算：6 塔板压降 1干板阻力hc =液注2气体通过液中阻力 m/s 查表所以 即液柱3液体外表张力液柱体过每层板的液柱气体通过每层板7 液面落差8 液沫夹带 9 漏液塔漏液气实际孔速稳定系数 故无明显漏液10 液泛 取 故不发生液泛g：塔板负荷性能图：6、 漏液线：，在操作范围内任取几个，依上式算出值，计算结果列于下表绘出漏液线I7、 液沫夹带线 以液/ 汽为限，关系： ，在操作范围内。再任取几个值，计算由以上数据可得液沫夹带线8、 液相负荷下限线平直堰：取作为最小液体负荷标准 绘出垂直液相负荷下限线39、 液相负荷上限线 作为液体在降液管中停留时间的下限，作出垂直液相负荷上限线410、 液泛线： ，整理得：，将有关数据代入得，操作范围内。任取,求由数据可作液泛线5根据各线方程作出筛板塔的负荷性能图图见附件由图：，操作弹性np-人孔数HB-塔底空间高度，m；HP-设人孔处的板间距，m；HT-塔板高度HD-塔顶空间高度，m；H1-封头高度，m；H2-裙座高度，m。算得 H=。