10万吨年苯-甲苯分离板式精馏塔设计
20页1、10 万吨年苯-甲苯分离板式精馏塔设计苯-甲苯分离板式精馏塔的设计1.概述1 1.1设计题目11.2操作条件12.设计内容12.1本设计任务为分离苯甲苯混合物12.2 精馏塔的物料衡算12.2.1原料液及塔顶、塔底的摩尔分率12.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量22.2.3 物料衡算22.3塔板数的确定22.3.1 理论板层数的求取22.3.2实际板层数的求取32.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算32.4.1操作压力的计算32.4.2 操作温度计算32.4.3 平均摩尔质量计算42.4.4平均密度计算42.4.4.1气相平均密度计算42.4.4.2液相平均密度计算42.4.5 液体平均表面张力的计算52.4.6液体平均粘度52.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算62.5.1塔径的计算62.5.2精馏塔有效高度的计算72.6塔板主要工艺尺寸的计算72.6.1溢流装置计算72.6.1.1堰长72.6.1.2溢流堰高度72.6.1.3弓形降液管宽度和截面积82.6.1.4降液管底隙高度82.6.2塔板布置82.6.2.1塔板的分块82.6.2.2边缘区宽度确定82.6.2.3开孔区
2、面积计算82.6.2.4筛孔计算及排列. 92.7 塔板的流体力学验算92.7.1塔板压降92.7.1.1干板阻力计算92.7.1.2气体通过液层的阻力计算92.7.1.3液体表面张力的阻力计算102.7.2液面落差102.7.3液沫夹带102.7.4漏液102.7.5液泛112.8 塔板负荷性能图112.8.1漏液线112.8.2液沫夹带线122.8.3液相负荷下限线132.8.4液相负荷上限线132.8.5液泛线133. 设计数据一览表 154.总结 165.参考文献及设计图 16苯-甲苯分离板式精馏塔的设计1.概述1.1设计题目试设计一座连续精馏塔用于分离苯甲苯混合液,原料液中含苯 20% (质量分数)。要求年产纯度为 95% 的苯 10 万吨/年,塔釜馏出液中含苯不得高于 3% (质量分数)。 要求塔顶苯的含量为 95% (质量分数)。 要求苯的回收率为 95% 。(说明:和的条件满足其一)1.2操作条件1.2.1塔顶压力 常压1.2.2进料热状态 泡点进料1.2.3回流比 取最小回流比的2倍 1.2.4塔底加热蒸气压力 0.5Mpa(表压) 1.2.5单板压降 0.7kPa1
3、.2.6塔板类型 筛板塔1.2.7工作日 每年工作日为300天,每天24小时连续运行。2.设计内容2.1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加回流至塔内,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,故操作回流比取最小回流比的2倍。该物系塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。2.2 精馏塔的物料衡算2.2.1原料液及塔顶、塔底的摩尔分率:苯的摩尔质量 =78.11kg/kmol甲苯摩尔质量=92.13kg/kmol 2.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量2.2.3 物料衡算原料处理量 总物料衡算 F = 176.46 + W苯物料衡算 0.228F =0.957176.46 + 0.035W联立解得 F = 842.99kg/h W = 666.53kg/h2.3塔板数的确定2.3.1 理论板层数的求取苯甲苯属理想物系,可采用图解法求理论板层数2.3.1.1由手册查得苯甲苯物系的汽液平衡数据,绘
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