4.7万吨精馏塔

内蒙古科技大学课程设计说明书

内蒙古科技大学 本科生课程设计说明书

题 目：苯-甲苯浮阀精馏塔设计

学生姓名：王蛟龙 学 号：0866115136 专 业：化学工程与工艺

班 级：化工2008-1班 指导老师：赫文秀 副教授

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年产4.0万吨纯度为99.8%的苯-甲苯浮阀精馏塔设计

第一章 设计方案确定................................................................................................................................... 2

1.1设计方案 .......................................................................................................................................... 2 1.2装置流程的确定............................................................................................................................... 2 1.3操作压强选择................................................................................................................................... 2 1.4进料热状态的选择 ........................................................................................................................... 2 1.5回流比的选择................................................................................................................................... 2 第二章 物与操作线方程............................................................................................................................... 2

2.1间接蒸汽加热方式下的物料恒算 ................................................................................................... 2 2.2精馏段操作线方程 ........................................................................................................................... 3

2.2.1最小回流比的确定 ................................................................................................................ 3 2.2.2适宜回流比的确定 ................................................................................................................ 3 2.2.3操作线方程 ............................................................................................................................ 4

第三章 理论塔板数的确定 ........................................................................................................................... 4 第四章 实际板层数的确定 ........................................................................................................................... 5

4.1 塔板总效率的估计 .......................................................................................................................... 5 4.2层数的确定 ...................................................................................................................................... 7 第五章 塔和塔板主要的工艺尺寸的设计 ................................................................................................... 7

5.1设计中所有参数的确定 ................................................................................................................... 7

5.1.1定性温度的确定 .................................................................................................................... 7 5.1.2精馏段参数 ............................................................................................................................ 7 5.1.3提馏段参数的确定 ................................................................................................................ 9 5.2初选塔板间距..................................................................................................................................11 5.3塔径的计算：（以精馏段数据为准） ............................................................................................11

5.3.1初步计算塔径 .......................................................................................................................11 5.3.2塔径圆整.............................................................................................................................. 13 5.4溢流装置与流体流型 ..................................................................................................................... 13

5.4.1溢流堰（出口堰） .............................................................................................................. 14 5.4.2降液管.................................................................................................................................. 15 5.5塔板设计 ........................................................................................................................................ 17

5.5.1塔板布置.............................................................................................................................. 17 5.5.2浮阀塔的开孔率及阀孔排列 .............................................................................................. 18 5.6浮阀塔板得液体力学验算 ............................................................................................................. 20

5.6.1气体通过浮阀塔板时的压强降为 ...................................................................................... 21 5.6.2液泛 ..................................................................................................................................... 22 5.6.3雾沫夹带.............................................................................................................................. 23 5.7塔板负荷性能图............................................................................................................................. 25

5.7.1雾沫夹带上限线 .................................................................................................................. 25 5.7.2液泛线.................................................................................................................................. 25 5.7.3液相负荷上限线 .................................................................................................................. 26 5.7.4液相负荷下限线 .................................................................................................................. 26 5.7.5塔的操作弹性 ...................................................................................................................... 27

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第六章 塔体结构 ........................................................................................................................................ 27

6.1塔体空间 ........................................................................................................................................ 27 6.2塔底空间 ........................................................................................................................................ 28 6.3人孔 ................................................................................................................................................ 28 6.4塔高 ................................................................................................................................................ 28 参考文献 ...................................................................................................................................................... 30 致谢 .............................................................................................................................................................. 31

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第一章 设计方案的确定

1.1设计方案确定

本次设计的任务是苯-甲苯浮阀精馏塔。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。

1.2装置流程的确定

精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷凝器喊人产品冷却器等设备。流程中采用汞直接将原料送入塔内；塔底设置再沸器。

1.3操作压强选择

精馏操作压强选择常压

1.4进料热状态的选择

采用泡点进料，原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。

1.5回流比的选择

本设计采用图解法确定最小回流比。

第二章 物与操作线方程

2.1间接蒸汽加热方式下的物料恒算

总物料衡算 F?D?W

易挥发组分的物料衡算 FxF?DxD?WxW

式中：F，D,W—进料、馏出液和釜残液的流量，kmol/h

xF—进料中易挥发组分的组成，摩尔分率 xD—馏出液中易挥发组分的组成，摩尔分率 xW—釜残液中易挥发组分的组成，摩尔分率

苯的摩尔质量为78，甲苯的摩尔质量为92.

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