年产量1万吨甲苯的精馏工艺装置设计(2)

IX

2 工艺计算 ............................................................ 10 2.2 塔的物料衡算 ....................................................... 10 2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数。 ............................. 10 2.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ........................... 10 2.3 塔板数的确定 ....................................................... 11 2.3.1理论板层数NT的求取 ............................................. 11 2.3.2相平衡线方程的确定 ............................................. 13 2.3.3实际板层数的求取 ............................................... 15 2．4热量衡算 .......................................................... 15 2.5 塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ................................... 17 2.5.1操作压力的计算 ................................................. 17 2.5.2操作温度计算 ................................................... 17 2.5.3 平均摩尔质量计算 .............................................. 17 2.5.4平均密度计算 ................................................... 18 2.5.5液体平均表面张力的计算 ......................................... 19 2.5.6液体平均黏度计算 ............................................... 20 2.6塔体工艺尺寸计算 ................................................... 21 2.6.1精馏段的气、液相体积流率为 ..................................... 21 2.6.2精馏塔有效高度的计算 ........................................... 23 2.6.3塔高的计算 ..................................................... 24 2.7 塔板主要工艺尺寸的计算 ............................................. 24 2.7.1溢流装置的计算 ................................................. 24 2.7.2 塔板布置 ....................................................... 26 2.8 浮阀塔的流体力学验算 .............................................. 28 2.8.1 塔板压降 ....................................................... 28 2.8.2淹塔 ........................................................... 30 2.8.3雾沫夹带 ....................................................... 30 2.9塔板负荷性能图 ..................................................... 32 2.9.1雾沫夹带线 ..................................................... 32 2.9.2液泛线 ......................................................... 33 2.9.3液相负荷上限线 ................................................. 34

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2.9.4漏液线对于重阀（为不发生严重漏液现象时的最低气相负荷） ......... 34 2.9.5液相负荷下限线 ................................................. 35 2.9.6塔的操作弹性 ................................................... 35 3塔体结构 ............................................................... 37 3.1塔顶空间 ........................................................... 37 3.2人孔 ............................................................... 37 3.3塔高 ............................................................... 37 4 辅助设备 ........................................................... 38 4.1 管道规格 ........................................................... 38 4.1.1 原料管: ........................................................ 38 4.1.2 塔出料管： ..................................................... 38 4.1.3塔顶回流管 ..................................................... 38 4.1.4 塔釜出料管 .................................................... 38 4.2 储槽（原料罐） ..................................................... 39 4.3 选泵（进料泵） .................................................... 39 4.4 所设计浮阀塔的主要结果总汇表 ....................................... 41 5 结论与讨论 ............................................................ 43 5.1结论 ............................................................... 43 5.2方案讨论 ........................................................... 43 5.2.1 关于节能型方案的选择 ........................................... 43 5.2.2 关于操作条件优化节能 ........................................... 43 5.2.3 关于强制回流的讨论 ............................................. 43 5.2.4 关于负荷性图的讨论 ............................................ 43 5.2.5 关于换热器的选择 .............................................. 44 参 考 文 献 ............................................................. 45 致 谢 ................................................................... 46 符号说明 ................................................................ 47 附 录 ................................................................... 49

1 绪论

1.1 设计背景

一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液

体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏操作按不同方法进行分类。根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏；根据混合物的组分数，可分为二元精馏和多元精馏；根据是否在混合物中加入影响汽液平衡的添加剂，可分为普通精馏和特殊精馏（包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏）。若精馏过程伴有化学反应，则称为反应精馏。精馏就是利用物质中各组分沸点的不同，用连续或间隙精馏设备把各组分一一分离开来!根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节不同温度，达到分离提纯的目的。

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型.精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

1.2 甲苯的性质及用途

1.2.1甲苯的物理性质

甲苯(Toluene）是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0.866 g／cm³，对光有很强的折射作用（折射率：1.4961）。甲苯几乎不溶于水(0,52 g/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0.6 mPa·s，也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为40.940 kJ/kg，闪点为4 ℃，燃点 …… 此处隐藏：4335字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……