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《采用連續(xù)精餾流程分離甲苯混合物設(shè)計(jì)書(shū).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、采用連續(xù)精餾流程分離甲苯混合物設(shè)計(jì)書(shū)1設(shè)計(jì)流程本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯--甲苯混合物。對(duì)于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷凝器冷卻后送至儲(chǔ)罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。連續(xù)精餾塔流程流程圖連續(xù)精餾流程附圖圖1流程圖2設(shè)計(jì)思路在本次設(shè)計(jì)中，我們進(jìn)行的是苯和甲苯二元物系的精餾分離，簡(jiǎn)單蒸餾和平衡蒸餾只能達(dá)到組分的部分增濃，如何利用兩組分的揮發(fā)度的差異實(shí)現(xiàn)高純度分離，是精
2、餾塔的基本原理。實(shí)際上，蒸餾裝置包括精餾塔、原料預(yù)熱器、蒸餾釜、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。蒸餾過(guò)程按操作方式不同，分為連續(xù)蒸餾和間歇蒸餾，我們這次所用的就是浮閥式連續(xù)精餾塔。蒸餾是物料在塔的多次部分汽化與多次部分冷凝所實(shí)現(xiàn)分離的。熱量自塔釜輸入，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。在此過(guò)程中，熱能利用率很低，有時(shí)后可以考慮將余熱再利用，在此就不敘述。要保持塔的穩(wěn)定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。塔頂冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器連種不同的設(shè)置。在這里準(zhǔn)備用全凝器，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確的控制回流比。此次設(shè)計(jì)是在常壓下操作。因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)采用間接加熱，所以需要再
3、沸器?；亓鞅仁蔷s操作的重要工藝條件。選擇的原則是使設(shè)備和操作費(fèi)用之和最低。在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選定回流比。塔板工藝計(jì)算流體力學(xué)驗(yàn)算塔負(fù)荷性能圖全塔熱量衡算塔附屬設(shè)備計(jì)算圖2設(shè)計(jì)思路流程圖1、本設(shè)計(jì)采用連續(xù)精餾操作方式。2、常壓操作。3、泡點(diǎn)進(jìn)料。4、間接蒸汽加熱。5、選R=2.0Rmin。6、塔頂選用全凝器。7、選用浮閥塔。在此使用浮閥塔，浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)，其突出優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)氣體的流量自行調(diào)節(jié)開(kāi)度，這樣就可以避免過(guò)多的漏液。另外還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，制造方便，塔板開(kāi)孔率大，生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)。浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)
4、備，其多用不銹鋼板或合金。近年來(lái)所研究開(kāi)發(fā)出的新型浮閥進(jìn)一步加強(qiáng)了流體的導(dǎo)向作用和氣體的分散作用，使氣液兩相的流動(dòng)接觸更加有效，可顯著提高操作彈性和效率。第一章塔板的工藝設(shè)計(jì)1.1基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)表1-1苯、甲苯的粘度溫度℃020406080100120苯0.6380.4850.3810.3080.2550.215甲苯0.7580.580.4590.3730.3110.2640.228表1-2苯、甲苯的密度溫度℃020406080100120苯--877.4857.3836.6815.0792.5767.9甲苯885.6867.0848.2829.3810.0790.3770.0表1-3苯
5、、甲苯的表面力溫度℃020406080100120苯31.6028.8026.2523.7421.2718.8516.49甲苯30.8928.5426.2223.9421.6919.4917.34表1-4苯、甲苯的摩爾定比熱容溫度℃050100150苯72.789.7104.8118.1甲苯93.3113.3131.0146.6表1-5苯、甲苯的汽化潛熱溫度℃20406080100120苯431.1420.0407.7394.1379.3363.2甲苯412.7402.1391.0379.4367.1354.21.2物料衡算1.2.1塔的物料衡算（1）苯的摩爾質(zhì)量：甲苯的摩爾質(zhì)量：=（
6、2）原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：（3）物料衡算總物料衡算：即…………………………………………………(1)易揮發(fā)組分物料衡算：即………………………………(2)塔的物料衡算總物料衡算：D+W=100苯物料衡算：0.98D+0.02W=0.45100解得：D=W=1.2.2平衡線方程的確定由文獻(xiàn)[1]中苯與甲苯的汽-液平衡組成可以找出算出。如表1-6苯—甲苯（101.3kPa）的t-x-y相平衡數(shù)據(jù)苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃苯摩爾分?jǐn)?shù)溫度℃液相氣相液相氣相0.00.0110.60.5920.78989.40.0880.212106.10.7000.85386.80.2000.370102.2
7、0.8030.91484.40.3000.50098.60.9030.95782.30.3970.61895.20.9500.97981.20.4890.71092.11.001.0080.2===同理可算出其它的2.352.332.462.562.582.492.612.392.45從而推出所以平衡線方程因?yàn)閝=0.96即取操作回流比。1.2.4求精餾塔的氣液相負(fù)荷1.2.5操作線方程精餾段操作線方程為：提餾段操作線方程為：1.2.6用逐板法
