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常压蒸馏装置加工裂解汽油的工艺研究
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齐鲁石化芳烃装置苯塔、甲苯塔模拟优化,苯甲苯精馏塔设计,苯甲苯二甲苯,除去苯中的甲苯,苯与甲苯分离,甲苯和苯,苯合成甲苯,苯和甲苯的极性,苯和甲苯精馏塔,对甲苯磺酸
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齐鲁石化芳烃装置苯塔、甲苯塔模拟优化
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甲苯苯分离过程筛板式精馏塔设计课程设计说明书--大学毕业论文（设计）.doc 46页
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甲苯苯分离过程筛板式精馏塔设计课程设计说明书--大学毕业论文（设计）.doc
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武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书设计题目学号学生姓名专业班级指导教师总评成绩年月日目录摘要 IAbstract II第一章概述 11.1精馏塔设计任务 21.2精馏塔设计方案的选定 2第二章精馏塔设计计算 32.1精馏塔的物料衡算 32.2塔板数的确定 32.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 6第三章筛板式精馏塔塔体尺寸计算 113.1塔径的计算………………………………………………………………3.2筛板主要尺寸的计算 13第四章筛板塔的流体力学验算 174.1校核 174.2负荷性能图计算 23第五章塔附属设备选型及计算 295.1 295.2再沸器 295.3进料管管径 295.4回流管管径 305.5塔顶管管径 305.6管径 315.7法兰 315.8塔体结构设备—塔高 32第六章精馏塔工艺设计参数说明 37设计小结 39致谢 40参考文献 41设计一座-甲苯连续精馏塔，根据物性特征，产品产量和工程、经济合理性来确定塔型和操作条件；通过对原料，产品的要求和物性参数的确定以及对塔体主尺寸的计算，工艺设计和附属设备选型的设计，完成对-甲苯精馏工艺流程和主体设备的设计。关键词：塔型，塔体，设备，流程AbstractIneedtodesignanbenzol-toluenecontinuousdistillation.Accordingtothecharacteristicsofproperties,productproductionandengineering,economicrationalitytodeterminethetypeofthetowerandoperationalconditions.Thinkingabouttherequirementsofrawmaterialsandproductandthedeterminationofphysicalparameters,Icancalculateofthesizeofthecolumn,designtheprocessandselecttheancillaryequipment,thencompletethebenzol-toluenedistillationprocessandthedesignofthemainequipment.Keywords:type,size,ancillaryequipment,process第一章概述 t生产时间：320天/年，每天24h运行原料组成（苯的质量分数）：0.48塔顶馏出液组成（质量分数）：0.97塔底釜液含苯量≤0.02（质量分率）塔顶回收率：η=99%料液初温：35℃冷却水温度：30℃操作压力：4kpa（塔顶常压）回流比自选单板压降：≤0.7kpa进料状态：饱和液体进料塔顶采用全凝器，泡点回流塔釜：饱和蒸汽间接加热塔板形式：筛孔板全塔效率：ET=0.56设备形式：筛板塔厂址：武汉地区1.2精馏塔设计方案的选定1.2.1装置流程的确定蒸馏装置包括精馏塔、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。蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，工业生产中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活、适应性强等优点，适用于小规模、多品种或多组分物系的初步分离。蒸馏时通过物料在塔内的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离的，热量利用效率很低，为此，在确定装置流程时应考虑预热的利用。譬如，用原料作为塔顶产品（或釜液产品）冷却器的冷却介质，即可将原料预热，又可节约冷却介质。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可采用高位槽送料，以免受泵操作波动的影响。塔顶冷凝装置可采用全凝器、分凝器——全凝器两种不同设置。工业上以采用全凝器为主，以便于准确地控制回流比。塔顶分凝器对上升蒸气有一定的增能作用，若后续装置使用气态物料，则宜用分凝器。总之，确定流程时要较全面、合理的兼顾设备、操作费用、操作控制及安全诸因素。1.2.2操作条件的确定确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指标。例如组分的分离顺序、塔设备的型式、操作压力、进料热状态、塔顶蒸汽的冷凝方式、余热利用方案以及安全、调节机构和测量控制仪表的设置等。下面结合课程设计的需要，对某些问题作些阐述。1.2.3操作压力蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。例如，采用减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料，但压力降低将导致塔径增加，同时还需要使用抽真空的设备。对于沸点低、在常压下为气态的物料，则应在加压下进行蒸馏。当物性无特殊要求时，一般是在稍高于大气压下
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文档介绍：
苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-1化工原理课程设计说明书苯甲苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书(精馏段部分)学院:化学化工学院专业:应用化学专业设计者:杨钱生班级:2007级07班学号:日苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-2(一)设计题目设计一座苯-甲苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.1%的甲苯1.9×104t,塔顶馏出液中含甲苯不得高于2%,原料液中含甲苯38%(以上均为质量分数)(二)操作条件1.塔顶压力4kPa(表压)。2.进料热状态自选。3.回流比自选。4.塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压)。5.单板压降≤0.7kPa。(三)塔板类型筛板(四)工作日每年300天,每天24小时连续运行。(五)厂址天津地区(六)设计类容1.精馏塔的物料衡算;2.塔板数的确定;3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算;苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-35.塔板主要工艺尺寸的计算;6.塔板的流体力学验算;7.塔板负荷性能图;8.精馏塔接管尺寸计算;9.绘制生产工艺流程图;10.绘制精馏塔设计条件图;11.绘制塔板施工图(选作);12.对设计过程的评述和有关问题的讨论;(七)设计基础数据表1-1苯(A)-甲苯(B)饱和蒸气压(总压1.013×105Pa)温度/℃pA*/105Pa1.71.PB*/105Pa0.30.-2苯-甲苯物系的气液平衡数据x00.60.90.0.60.31表1-3苯-甲苯部分温度下的密度温度/℃81.091.43Amkg/???815.9803.5苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-43Bmkg/???808.88798.6设计计算设计方案的确定本设计任务为分离苯-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入精馏塔内。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,故操作回流比去最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。1.精馏塔的物料衡算a)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol甲苯的摩尔质量MB=92.13kg/kmol011.013.92/991.011.78/009.011.78/009./02.011.78/98.011.78/98./38.011.78/62.011.78/62.0?????????WDFxxxb)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.658×78.11+(1-0.658)92.13=82.90kg/kmol苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-5MF=0.983×78.11+(1-0.983)92.13=78.59kg/kmolMF=0.012×78.11+(1-0.012)92.13=91.96kg/kmolc)物料衡算原料处理量hkmolF/83.??????总物料衡算31.83=D+W苯物料衡算31.83×0.658=0.983D+0.011W联立解得D=21.19kmol/hW=10.64kmol/h2.塔板数的确定a)理论板层数NT的求取苯-甲苯属理想物系,可采用图解法求理论板层数。i.由手册查得苯-甲苯物系的气液平衡数据表1-2,绘出x-y图,如图1-1。苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-6ii.求最小回流比及操作回流比。采用作图法求最小回流比。在图1-1中对角线上,自e(0.658,0.658)作垂线ef即为进料线(q线),该线与平衡线的交点坐标为xq=0.658yq=0.828?故最小回流比为91.28.0983.0xRminD???????qqqxyy取操作回流比为R=2Rmin=2×0.91=1.82苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-7iii.求精馏塔的气、液相负荷L=RD=1.82×21.19=38.57kmol/hV=(R+1)D=(1.82+1)21.19=59.76kmol/hL’=L+F=38.57+31.83=70.40kmol/hV’=V=59.76kmol/hiv.求操作线方程精馏段操作线方程为349.6.57.38???????xxxVDxVLyD提馏段操作线方程为002.0'178.4.10'76.;''''???????xxxVWxVLyWv.图解法求理论板层数采用图解法求理论塔板层数,如图1-1所示。求解结果为总理论板层数NT=14(包括再沸器)进料板位置NF=6b)实际塔板数的求取精馏段实际板层数N精=5/0.52=9.6≈10提馏段实际板层数N提=9/0.52=17.3≈183.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算以径流段为例进行计算a)操作压力计算塔顶操作压力PD=101.3+4=105.3kPa每层塔板压降△P=0.7kPa苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-8进料板压力PF=105.3+0.7×10=112.3kPa精馏段平均压力Pm=(105.3+112.3)/2=108.8kPab)操作温度计算依据操作压力,由泡点方程通过试差法计算出泡点温度,其中苯甲苯的饱和蒸气压由安东尼方程计算,计算过程略。计算结果如下:塔顶温度tD=81.0℃进料板温度tF=91.4℃精馏段平均温度tm=(81.0+91.4)/2=86.2℃c)平均摩尔质量塔顶平均摩尔质量计算由xD=y1=0.983,查平衡曲线(见图1-1),得x1=0.955MVDm=0.983×78.11+(1-0.983)92.13=78.34kg/kmolMLDm=0.955×78.11+(1-0.955)92.13=78.74kg/kmol进料平均摩尔质量计算由图解理论板(见图1-1),得yF=0.808查平衡曲线(见图1-1),得xF=0.630MVFm=0.808×78.11+(1-0.808)92.13=80.80kg/kmolMLFm=0.630×78.11+(1-0.630)92.13=83.30kg/kmol苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计$生-9精馏段平均摩尔质量MVm=(78.34+80.80)/2=79.57kg/kmolMLm=(78.74+83.30)/2=81.02kg/kmold)平均密度计算i.气相平均密度计算由理想气体状态方程计算,即3mmmVM/85.2)15..857.791.107PmkgRTMV???????ii.液相平均密度计算液相平均密度依下式计算,即iia??1
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