年處理量7年產(chǎn)7萬噸苯甲苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計

1、年處理量年處理量 7 萬噸苯萬噸苯-甲苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計甲苯連續(xù)精餾塔的設(shè)計 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：Lv renliang 小組成員：小組成員：Liu xing Li xiaoling設(shè)計內(nèi)容報告內(nèi)容報告內(nèi)容設(shè)計要求設(shè)計要求1.原料要求：苯-甲苯溶液，30，組成40%2.處理量要求：7萬噸/年1.設(shè)備工藝條件的計算2.塔板的流體力學(xué)計算3.塔的設(shè)計與輔助設(shè)備的選型Course Design of Principles of Chemical Industry3.產(chǎn)品純度要求：塔頂苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%，回收率98%設(shè)計要求Course Design of Principles of Chemical

2、Industry設(shè)備工藝條件的計算31542 1 設(shè)計方案的選擇w 根據(jù)產(chǎn)品不同要求，分為連續(xù)精餾，間歇精餾，恒沸精餾，萃連續(xù)精餾，間歇精餾，恒沸精餾，萃取精餾取精餾等。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。w 根據(jù)操作條件的不同，分為常壓精餾，加壓精餾和減壓精餾常壓精餾，加壓精餾和減壓精餾。本設(shè)計任務(wù)為分離苯一甲苯混合物。由于對物料沒有特殊的要求，選擇常壓精餾常壓精餾。w 由于篩板塔結(jié)構(gòu)簡單、處理能力大、效率高、壓力低篩板塔結(jié)構(gòu)簡單、處理能力大、效率高、壓力低。此次設(shè)計采用篩板塔常壓精餾連續(xù)操作篩板塔常壓精餾連續(xù)操作，分離苯（易揮發(fā)）-甲苯（難揮

3、發(fā)）混合物。Course Design of Principles of Chemical Industry 篩板塔分離工藝流程簡圖Course Design of Principles of Chemical Industry2 塔板數(shù)的確定a.查苯-甲苯物系的氣液平衡數(shù)據(jù)b.作圖法求最小回流比c.公式法求精餾塔的氣、液負(fù)荷d.求操作線方程e.用Origin繪圖,如右圖總理論板理論板層數(shù)：進(jìn)料板位置進(jìn)料板位置：f.采用奧康內(nèi)爾關(guān)聯(lián)圖估算板效率板效率，g.實(shí)際總板層數(shù)實(shí)際總板層數(shù)：不含塔斧）(14TN5FN5467. 0)263. 0451. 2(49. 0245. 0TE24159PNCou

4、rse Design of Principles of Chemical Industry3 物料衡算原料處理量原料處理量由已知條件，總物料衡算總物料衡算 塔頂易揮發(fā)組分的回收率：則可得： 由上可得出塔底產(chǎn)品的摩爾分率：9487. 013.92/06. 011.78/94. 011.78/94. 0DxhkmolF/2635.1138372.85720070000000WDF99. 0FDFxDxhkmolD/0291.52hkmolW/2344.610082. 0wxCourse Design of Principles of Chemical Industry4402. 013.92/6

5、. 011.78/4 . 011.78/4 . 0Fx4 相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算物性數(shù)據(jù)均由內(nèi)插法得出，以表面張物性數(shù)據(jù)均由內(nèi)插法得出，以表面張力為例，查得純物質(zhì)表面張力數(shù)據(jù)力為例，查得純物質(zhì)表面張力數(shù)據(jù)用用origin數(shù)據(jù)處理軟件作圖，即可用公數(shù)據(jù)處理軟件作圖，即可用公式求出表面張力式求出表面張力Course Design of Principles of Chemical Industry物性數(shù)據(jù)列表精餾段精餾段提餾段提餾段VLVLP/KPa108.8124.2T/87.94100.84Mm/(Kg/Kmol)81.00982.54986.71488.462/(Kg/m3)2.977783.2

6、83.442810.7m(mN/M)22.78722.55lm(mPas)0.26270.2633Q(m3/s)1.41570.00391.3110.00772.451Course Design of Principles of Chemical Industry5 設(shè)備工藝尺寸w 設(shè)備工藝尺寸數(shù)據(jù)均由試差法得出，步驟如下:w a.查化工設(shè)備手冊，先查出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；w b.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，查圖或根據(jù)公式計算出與設(shè)計參數(shù)直接相關(guān)數(shù)據(jù)；w c.圓整，并依據(jù)安全系數(shù)核算核算第一步假定數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；w d.驗(yàn)證，若安全系數(shù)在范圍內(nèi)，則計算終止，若安全系數(shù)不在范圍內(nèi)若安全系數(shù)不在范圍內(nèi)，則試差調(diào)整經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7、，直至安全系數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。，則試差調(diào)整經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，直至安全系數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。w f.設(shè)備工藝尺寸中每一個參數(shù)均需經(jīng)過：經(jīng)驗(yàn)假設(shè)經(jīng)驗(yàn)假設(shè)公式計算公式計算安全核算安全核算試差調(diào)整試差調(diào)整可靠數(shù)據(jù)可靠數(shù)據(jù)的過程，并且應(yīng)查國標(biāo)規(guī)定的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，不設(shè)計無法生產(chǎn)的設(shè)備。不設(shè)計無法生產(chǎn)的設(shè)備。Course Design of Principles of Chemical IndustrySTEP2 塔板的流體力學(xué)計算塔板的流體力學(xué)計算塔板負(fù)荷性能塔板負(fù)荷性能影響因素影響因素液相負(fù)荷上限線液相負(fù)荷下限線液沫夾帶線液泛線漏液線Course Design of Principles of Chemical Indu

8、stry塔板負(fù)荷性能圖精餾段負(fù)荷性能圖精餾段負(fù)荷性能圖提餾段負(fù)荷性能圖提餾段負(fù)荷性能圖Course Design of Principles of Chemical Industry 篩板塔設(shè)計計算結(jié)果Course Design of Principles of Chemical Industry冷凝器再沸器預(yù)熱器冷卻器換熱管長mm3000300020003000管程流通面積m20.01060.01060.01940.0163中心排管數(shù)20201622管子根數(shù)n360360220370管程N(yùn)6624公稱壓力PN Mpa4412.5公稱直徑DN mm700700450600換熱器的選型熱量衡算

9、Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中： Q1所處理的物料帶入設(shè)備總的熱量，KJ; Q2加熱劑或冷卻劑與設(shè)備和物料傳遞的熱量，KJ; Q3過程的熱效率，（符號規(guī)定過程放熱為“+”；過程吸熱為“-”） Q4反應(yīng)終了時物料的焓（輸出反應(yīng)器的物料的焓） Q5設(shè)備部件所消耗的熱量，KJ; Q6設(shè)備向四周散失的熱量，又稱熱損失,KJ;STEP3 輔助設(shè)備的選型Course Design of Principles of Chemical Industry接管與法蘭列表接管接管法蘭法蘭塔頂蒸汽出口管32514mm（內(nèi)管）回流管894mm（內(nèi)管）進(jìn)料管605mm（內(nèi)管）塔釜出料管572.5mm（內(nèi)管）塔釜

10、至再沸器接管482mm（內(nèi)管）再沸器返塔連接管3568mm（內(nèi)管）3256 . 1 DNPN896 . 1DNPN606 . 1DNPN576 . 1DNPN486 . 1DNPN3566 . 1 DNPNHGHGHGHGHGHG501050105010501050105010Course Design of Principles of Chemical Industry工藝流程圖Course Design of Principles of Chemical Industry精餾塔設(shè)備圖Course Design of Principles of Chemical Industryw至此設(shè)計已經(jīng)完成，這并不代表著課程設(shè)計的徹底結(jié)束。由于時間有限，知識不夠系統(tǒng)化，還存在著很大的待改進(jìn)之處：我們在參考資料的時候，是在合理的范圍內(nèi)選用公式，并對計算結(jié)果進(jìn)行了檢驗(yàn)校核，需要查圖的數(shù)據(jù)精度只能達(dá)到一般水平。由于填料塔在化工實(shí)際生產(chǎn)過程中精餾單元操作使用較少，我們在設(shè)計過程中僅對各類型的板式塔的性能做了一個比對，選擇了板式篩板塔。我們內(nèi)插數(shù)據(jù)使用 excel2007 作圖