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苯甲苯设计

苯甲苯设计
苯甲苯设计

课程设计任务书
一. 设计题目
苯- 甲苯连续精馏筛板塔的设计。
二. 设计参数
进料量: 料液初温: 料液组成: 3000kg/h 20℃ 55%苯(质量分率)
塔顶产品组成: 苯≥98%(摩尔浓度) 塔底产品组成: 苯≦2% 物系平均相对挥发度:2.5 液体平均密度: 气体平均密度: 液体表面张力: 810kg/ m3 2.7kg/m3 20 达因/厘米
塔顶冷却水温度: 20℃ 设备类型: 筛板精馏塔
三 . 设计内容
1. 设计方案的选定及流程说明; 2. 用 Aspen Plus 模拟计算,给出物料流程图和物料表,计算总物料平衡和能 量平衡; 3. 用 Aspen Plus 模拟精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 4. 塔板数的确定; 5. 精馏过程的工艺计算 6. 塔和塔板主要工艺结构尺寸计算 7. 塔内流体力学性能的计算与校核 8. 辅助设备的计算和及选型
0

9. 塔板结构简图和塔板性能图的绘制 10. 塔的工艺计算结果汇总一览表 11. 带控制点的生产工艺流程图及精馏塔设备装配图 12. 对本设计的评述 13. 参考文献
概述
本文采用 aspen 对苯- 甲苯分离筛板精塔进行辅助设计,对于该二元均相混 合物的分离,应采用连续精馏过程。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热 器加热至泡点温度后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液在 泡点下一部分回流至塔内,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 1.2~2 倍,本设 计规定回流比取最小回流比的 1.4 倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷 却后送至储罐。此外,并对塔和换热器的类型进行了选取,并进行相关工艺参 数的确定。
工艺流程确定及说明
1.
塔板类型
1)精馏塔的塔板类型有三种:泡罩塔板,筛孔塔板,浮阀塔板。 筛板塔的优点是结构简单,制造维修方便,造价低,相同条件下生产能力
高于浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄,小孔径筛板易堵塞,不适宜处理粘性 大的、 脏的和带固体粒子的液料。 但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性, 对易阻塞的物系可采用大孔径筛板 2)本设计采用板式筛板塔 3)加料方式
1

本精馏塔加料选择泵接加料,结构简单,安装方便,而且可以引入自动控 制系统来实时调节流量及流速。
2.
进料状况
本精馏塔选择泡点进料,常温原料经换热后进料。
3.
塔顶冷凝方式
苯与甲苯不反应,且容易冷凝,故本精馏塔塔顶选择全凝器,可用水冷凝。
4.
回流方式
本设计处理量大,所需塔板数多,塔较高,回流冷凝器不适宜塔顶安装,
故采用强制回流。
5.
操作压力
苯- 甲苯在常压下相对挥发度较大,因此在常压下也比较容易分离,故本设
计采用常压精馏。
2

目录
第一章
第一节
塔板的工艺计算
精馏塔全塔物料衡算
1.1.1 设计要求及条件 1.1.2 1.1.3 1.1.4 原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 物料衡算
第二节
1.2.1 1.2.2 1.2.3
利用 aspen 模拟进行塔工艺计算过程
确定进料温度 设计条件 分离筛板精馏塔的严格计算
第三节
1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4
塔径的初步计算
塔盘参数的设计 塔板的流体力学验算
能量衡算 全塔的水力学校核计算
第二章
2.1
辅助设备的计算及选型
换热器的选型原则
2.1.1 概述 2.1.2 壳程和管程流体的选择原则
3

2.2 塔顶冷凝器的选型 2.3 进料泵的选型 2.3.1 选用原则 2.3.2 泵的选型 2.3.3 泵选型一览表
第三章
公用工程
3.1 蒸汽系统. 3.1.1 设计原则 3.1.2 设计方案 3.1.3 蒸汽规格及消耗定额 3.2 冷却水系统
第四章
4.1
设计总述.
设计结果一览表
4.2 设计图纸 4.3 设计总结
4.4 参考文献
4

第一章
第一节
塔板的工艺设计
精馏塔全塔物料衡算
XD (摩尔分数, %) XF (质量分数, %) XW (摩尔分数, %) R/Rmin 98 55 2 1.4
1.1.1 设计要求及条件
处理量(kg/h)
3000
1.1.2
原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率 XD(摩尔分数,%) XF (质量分数, %) XW (摩尔分数, %) R/Rmin 98 55 2 1.4
处理量(kg/h)
3000
已知苯的摩尔质量 MA =78kg/kmol,
甲苯的摩尔质量 MB=92kg/kmol
进料组成(摩尔分数,下同)XF=0.55×78/﹙0.55×78+0.45×92﹚=0.59 塔顶组成 XD =0.98 塔底组成 XF=0.02 1.1.3 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
MF=0.59×78+0.41×92=83.74kg/kmol MD =0.98×78+0.02×92=78.28 kg/kmol MW =0.02×78+0.98×92=91.72kg/kmol
1.1.4
物料衡算
进料流率 F=3000/83.74=35.83kmol/h 全塔物料衡算 D+W=F DXD +WXW =FXF 带入数据,解得 D=21.27kmol/h W=14.56 kmol/h
5

第二节
1.2.1
利用 aspen 模拟进行塔工艺计算过程
确定进料温度 利用 aspen 绘制的苯- 甲苯体系的 t-x-y 相图,依据苯的进料质量分数求得
苯的泡点进料温度为 90.7℃
1.2.2
设计条件
已知:有混合馏分,流率为 3000kg/h,温度为 20℃,压力为 1atm,经 过换热器后温度变为 90.7℃,进入精馏塔。物性方法选择 ideal 方程。要求将 苯- 甲苯混合物中每个馏分中的主要的塔顶产品苯的摩尔分数不低于 0.98,塔 顶的苯的摩尔分数不高于 0.02。
1.2.4
苯甲苯分离筛板精馏塔的严格计算
将简捷法计算的结果输入,运行结果如下:
6

由图可以看出,塔底苯的摩尔浓度为 99%,塔底苯的摩尔浓度为 1.7%, 满足分离要求,计算结果可用。
第三节
1.3.1
塔径的初步计算
塔盘参数的设计
利用“Tray Sizing”功能进行塔盘的流体力学验算进行设计计算。结果如下表:
7

由上表可以看出,塔盘直径为 0.70 米,堰长为 0.51 米。
1.3.2
塔板的流体力学验算
利用“Tray Rating”功能进行塔板的流体力学验算。运行结果如下表:
由上表可以看出,最大液泛因子为 0.800009,全塔压降为 0.088bar,符合设计 要求。 1.3.3 能量衡算 利用 apsen 可得以下能量衡算表: FEED
8
D
W

Temperature C Pressure bar Vapor Frac Mole Flow kmol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy Gcal/hr
∑H /Gcal 能量衡算计算表:
20 1 0 48.08925 4000 4.585723 0.403001 0.403001
82.96584 1.1 0 30.84599 2412.627 2.974005 0.421997
54.49557 1.108725 0 17.24326 1587.373 1.896303 0.070537 0.492534
Q 0.08124023
W E1 E2 P1 T1
热量衡算计算(Gcal/hr) Hin 0.00003685
Hout 0.403 0.04459593 0.08124023 0.00003685 0.008256 0.493
已知 H out ? H in ? Q ? W
0.493=0.403+0.08124023+0.00003685 故本工段的能量是守恒的。
1.3.4
全塔的水力学校核计算
在塔模块的 Profiles 里,把所需数据保存到 wps 表格中,导入 cup-tower 中, 结果如下;
塔内径,m 板间距,mm 液流程数 Ad/ At,% 开孔率,% 堰长,mm 堰高,mm 底隙/ 侧隙,mm 降液管宽,mm
9
0.7 300 1 3.3 10. 365 50 30 51

受液盘宽,mm 受液盘深,mm 堰型 塔板形式 塔板编号 溢流强度,m3/mh 停留时间,s 降液管液泛,% 阀孔动能因子,(m/s)(kg/m3)0.5 单位塔板压降,Pa 降液管内线速度,m/s 降液管底隙速度,m/s
51 30 平堰 普通筛孔 # —# 7.49 5.01 33.66 17.03 378.48 0.06 0.11
由负荷性能图可以看出: ①任务规定的气、 液负荷下的操作点 0 (设计点) , 处在适宜操作区的适中位置;②塔板的气相负荷上限由液泛控制,操作下限由
10

漏液控制; ③按照固定的气液比, 查出塔板的气相负荷上限 (VS ) max=2.30m /h, 3 气相负荷下限(VS )min=0.60m /h,所以
操作弹性=2.30/0.6=3.83
3
现将计算结果汇总列于下表中。 项目 塔内径 D/mm 板间距 HT/mm 堰长,mm 堰高,mm 开孔率,% 底隙/侧隙, mm 降液管宽,mm 受液管宽,mm 堰型 塔板形式 停留时间,s 降液管液泛,% 阀孔动能因子 单位塔板压降,pa 降液管内线速度, m/s 降液管底隙速度, m/s Ad/At,% 操作弹性 数值 700 350 365 50 10 40 55 55 平堰
普通筛孔
5.01 33.66 17.03 378 0.06 0.11 3.3 3.83
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第二章
2.1.1 概述
辅助设备的计算及选型
2.1 换热器的选型原则
在工业生产中,用于在两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、固 体粒子间或者热接触且具有不同温度的同一种流体间的热量(或焓)传递的装 置称为换热设备。它是化工、炼油、食品、轻工、能源、制药、机械及其他许 多工业部门广泛使用的一种通用设备。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产 来说,换热设备尤为重要。在化工厂中,换热设备的投资约占总投资的 10% ~30%;在炼厂中,约占总投资的 35%~40%。近 20 年来,换热设备在能源储 存、转化、回收以及新能源利用和污染治理中得到了广泛的应用。在工业生产 中,换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度低的流体,使 流体的温度达到工艺过程规定的指标,以满足工艺过程上的需要。 完善的换热器的选型应满足以下各项的要求: 1. 满足工艺要求,这就需要考虑传热需要的物理化学性质、操作压力、压力 降、结垢状况等。 2. 传热效率高,所设计的换热器应具有尽可能小的传热面积,单位时间尽可 能多的传热量,具体做法: (1)增大传热系数;(2)增大平均温度;(3)妥善布置传热面积。 3.结构简单,有利于安装、操作和维修以及清洗方便。
2.1.2 壳程和管程流体的选择原则
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① 不洁净或易结垢的液体宜在管程,因管内清洗方便; ② 需提高流速以增大传热膜系数的流体应走管程,因为管程比壳程易增加流 速; ③ 腐蚀性流体宜在管程,以免管束和壳体同时受到腐蚀; ④ 饱和蒸汽宜走壳程,饱和蒸汽比较清洁,而且冷凝液容易排出; ⑤ 被冷却流体一般走壳程,便于散热; ⑥ 压力高的流体宜在管程,以免壳体承受压力; ⑦ 流量小黏度大的流体走壳程; 本设计综合考虑上述情况,由于冷热介质物性相似,选择热流体走壳程 以便于散热。
2.2 塔顶冷凝器的选型
由 Aspen Plus 提取塔顶物流信息。 热物流:苯(99%)、甲苯(1.1%)温度 9.9℃;压力:1bar;流量:21.06kmol/h 已知冷物流:水;温度:20℃ 利用 Aspen Plus HeatX 模块模拟如图所示
模拟结果如下:
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将模拟结果导入 Aspen Plus Exchanger Design&Rating 软件中 结果如下:
用软件选出最优方案,如下:
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换热器主要结构尺寸和计算结果列表如下:
表 3-2 换热器选型表
型号 位号 类型 公称直径 mm 长度 mm 换热管规格 排列方式 换热面积 m 2
BEM-307 3048 E3 管板式 307 3048 φ 19×2 正三角形 15.1
15

管程数 根数 管心距 mm
4 83 23.81
其他换热器选型和塔顶冷凝器一样,结果如下: 名称 型号 H1 BEM-205 2100 H2 BEM-205 1200 塔釜再沸器 BEM-205/400-4 877 位号 类型 公称直径 mm 长度 mm 换热管规格 换热面积 排列方式 管程数 根数 管心距 mm E1 E2 管板式 205 1200 E4 釜式重沸器 205/400 3268 塔顶冷凝器
BEM-307 3048
E3
管板式
205 2100
管板式
307 3048
φ 19×2
3.99 正三角形 4 33 23.81
φ 19×2
2.35 正三角形 4 35 23.81
φ 19×2
9.4 正三角形 2 32 23.81
φ 19×2
6.17
正三角形
4 51 23.81
2.3 进料泵的选型
2.3.1 选用原则
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选用泵包括所选用的形式及其相配的传动部件、原动机等。正确的选择泵 是使用泵的关键。如果选择不合适,就不能达到使用要求,或是造成设备、资 金和能源的浪费, 或者给泵的运行及所属系统带来不利影响。 因此在选择泵时, 一定要使所选的泵能满足所需的流量和扬程,并在管路系统中处于最佳工况。 在选泵时一般应遵循以下原则: (1)根据所输送的流体的性质(如清水、粘性液体、含杂的流体等),选择 不同 用途、不同类型的泵。 (2)流量、扬程必需满足工作中所需要的最大负荷。额定流量一般采用工作 中 的最大流量,如缺少最大流量值时,取正常流量的 1.1~1,5 倍,额定扬程一 般取 所需扬程的 1.05~1.1 倍,因为裕度过大会使工作点偏离高效区,裕度过小又满 足不了要求。 (3)根据输送工质的特殊要求选泵,如工质易燃、易爆、有毒等。 (4)要尽可能选用高效泵,并且要使泵的运行工作点长期处于高效工作区。 (5)泵的必须汽蚀余量必须小于泵的汽蚀余量。 (6)所选择的泵应该具有结构简单,易于操作和维修,体积小重量轻等特点。
2.3.2 泵的选型
由于输送的液体为苯、甲苯混合液,可确定使用化工泵;根据 Aspen Plus 数据计算可得流量、压头等数据,并将其导入智能选泵软件中。
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最终确定型号为:IH50-32-125。
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2.3.3 泵选型一览表
位号 型号 扬程 汽蚀余量 m 转速 r/min P0101 IH50-32-125 4.5 2.0 1450 1.04 1.1 1 单泵 流量 电机功率 kw 台数 方式
第三章
公用工程
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苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件(原始数据) 1、设计方案的选定 原料:苯、甲苯 年处理量:108000t 原料组成(甲苯的质量分率):0.5 塔顶产品组成:%99>D x 塔底产品组成:%2

设计容 摘要:精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下,确定设计方案,设计容包括精馏塔工艺设计计算,塔辅助设备设计计算,精馏工艺过程流程图,精馏塔设备结构图,设计说明书。关键词:板式塔;苯--甲苯;工艺计算;结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递,气液相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流向上(也有并流向下者)与液相接触进行质热传递,气液相组成沿塔高连续变化,属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要:(1)生产能力大;(2)传热、传质效率高;(3)气流的摩擦阻力小;(4)操作稳定,适应性强,操作弹性大;(5)结构简单,材料耗用量少;(6)制造安装容易,操作维修方便。此外,还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类:(1)有降液管的塔板,如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板;(2)无降液管的塔板,如穿流式筛板(栅板)、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板,如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃,熔点为5.5℃,在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体,易挥发。苯比水密度低,密度为0.88g/ml,但其分子质量比水重。苯难溶于水,1升水中最多溶解1.7g苯;但苯是一种良好的有机溶剂,溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单,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克/厘米3,对光有很强的折射作用(折射率:1,4961)。甲苯

苯-甲苯体系板式精馏塔设计

化工原理课程设计 设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计 化工原理课程设计任务书 ?设计任务 分离含苯35% ,甲苯65%的二元均相混合液,要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。(以上均为质量分率) 物料处理量:20000吨/年。(按300天/年计) 物料温度为常温(可按20℃计)。 ?设计内容 设计一常压下连续操作的板式精镏塔,设计内容应包含: 方案选择和流程设计; 工艺计算(物料、热量衡算,操作方式和条件确定等),主要设备的工艺尺寸计算(塔高、塔径); 主体设备设计,塔板选型和布置,流体力学性能校核,操作负荷性能图,附属设备选型; 绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图; (设计图纸可手工绘制或CAD绘图) ?计算机辅助计算要求 物性计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序;

②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。 气液相平衡计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序; ②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。 精馏塔计算 ①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序; ②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。 采用上述程序对设计题目进行计算 ?报告要求 设计结束,每人需提交设计说明书(报告)一份,说明书格式应符合毕业论文撰写规范,其内容应包括:设计任务书、前言、章节内容,对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明,必要时可附程序清单;说明书中各种表格一律采用三线表,若需图线一律采用坐标纸(或计算机)绘制;引用数据和计算公式须注明出处(加引文号),并附参考文献表。说明书前后应有目录、符号表;说明书可作封面设计,版本一律为十六开(或 A4幅面)。 摘要 化工生产和现在生活密切相关,人类的生活离不开各色各样的化工产品。设计化工单元操作,一方面综合了化学,物理,化工原理等相关理论知识,根据课程任务设计优化流程和工艺,另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。 本次设计旨在分离苯和甲苯混合物,苯和甲苯化学性质相同,可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识,根据物系物理化学特性及热力学参数,对精馏装置进行选型和优化,对于设备的直径,高度,操作条件(温度、压力、流量、组成等)对其生产效果,如产量、质量、消耗、操作费用

年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计

BeiJing JiaoTong University HaiBin College 化工原理课程设计 说明书 题目:年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续 精馏塔的设计 院(系、部):化学工程系 姓名: 班级: 学号: 指导教师签名: 2015 年4 月12 日

摘要 目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔,对于二元混合物的分离,应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀,气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触,浮阀可根据气体流量的大小上下浮动,自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算,塔板的布置,塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。 关键词:气液传质分离;精馏;浮阀塔

ABSTRACT Currently,the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map. Key words:gas-liquid mass transfer;rectification;valve tower

1苯-甲苯工艺设计

引言 1.1 塔设备的分类 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备,广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中,其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板,气体以鼓泡或喷射的方式穿过板上的液层,进行传质于传热。在正常操作下,气相为分散相,液相为连续相,气相组成呈阶梯变化,属于逐级接触逆流操作过程。 填料塔内装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流向上(有时也采用并流向下)流动,气体两相密切接触进行传热与传质。在正常操作过程中,气相为连续相,液相为分散相,气相组成呈连续变化,属于微分接触逆流操作过程。 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位 精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下,各组分的饱和蒸汽压不同这一性质,使液相中的轻组分转移到汽相中,汽相中的重组分转移到液相中,从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。在化工生产中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各个方面,都有非常重大的影响。 1.3 设计条件 进料量每小时160千摩尔,原料中含苯55%(摩尔分率),以沸点状态送入塔内。要求塔顶馏出物含苯96%(摩尔分率),塔釜残液中含苯不大于4%,操作回流比取最小回流比的2.5倍。 1.4 问题研究 本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。根据设计条件以及给出的数据描述出塔温度的分布,求得最小回流比以及塔顶的相对挥发度、塔釜的相对挥发度、全塔平均相对挥发度,又根据物料平衡公式分别计算出精馏段和提馏段的汽、液两相的流量。之后,计算塔板数、塔径等。根据这些计算结果进行了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算和一系列的校核。 2.板式塔的设计 2.1 工业生产对塔板的要求: ①通过能力要大,即单位塔截面能处理的气液流量大。 ②塔板效率要高。

最新分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理课程设计

分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理 课程设计

设计题目:分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔 学院:化学化工学院 专业班级:工艺104 设计者:冀东瑛(1004500446) 指导老师:葛元元 设计时间:2013年7月12日-16日 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢54

前言 不知不觉大三最后一个学期即将结束。经过三年的学习,我们已经系统掌握了关于化工专业各方面的基础知识及专业知识;其中包括有机、无机、分析、物理化学四大化学、CAD机械工程绘图、化工仪表、化工设备基础、化工热力学、化工原理等课程。可以说知识越学越系统,越来越接近实际工程应用。 如今,在老师的指导下,我们进行了关于化工原理的课程设计。本次设计的目的是为了把我们大学里所学过的理论知识连串起来,并将它们运用到实际应用中,加深对知识的理解及应用能力。 本次设计的任务是设计用于分离苯-甲苯混合液的筛板式精馏塔。设计过程中,我们认真分析研究,考虑到实际生产中的经济效益问题及绿色环保问题,经过大量的工艺计算及理论确定,最终选用了筛板式精馏塔,并于常压下用直接蒸汽加热法进行分离操作;设计出了一套比较接近实际的精馏塔装置。 在设计过程中,由于我们所掌握的知识比较有限,且时间比较紧迫,所以设计方案及方法难免有些缺陷,在此我们恳请老师给予理解及指导,以使我们更早更快掌握解决实际工程问题的捷径! 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢54

目录 第一章设计任务 (4) 1.1.2 设计条件 (4) 1.1.3 设计任务 (5) 1.2 设计方案的确定 (6) 1.2.1 选择塔型 (6) 1.2.2 精馏方式 (6) 1.2.3 操作压力 (6) 1.2.4 加热方式 (6) 1.2.5 工艺流程 (7) 第二章筛板式精馏塔的工艺设计 (8) 2.1 精馏塔的工艺计算 (8) 2.1.1 苯和甲苯的汽液平衡组成 (8) 2.1.2.精馏塔的物料衡算 (9) 2.2回流比及理论塔板的确定 (9) 2.3板效率及实际塔板数的确定 (12) 2.4操作方程的确定 (12) 2.5 精馏段物性数据计算 (13) 2.5.1.定性组成 (15) 2.5.2.平均分子量 (16) 2.5.3.平均密度 (16) 2.5.4. 精馏段液体表面张力 (17) 2.5.5. 液体平均粘度 (17) 2.5.6. 气液体积流率的计算 (18) 2.6 提留段物性数据计算 (18) 2.6.1.定性组成 (18) 2.6.2.平均分子量 (18) 2.6.3.平均密度 (19) 2.6.4.提馏段液体表面张力 (20) 2.6.5.液体平均粘度 (20) 2.6.6. 气液体积流率的计算 (21) 第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (21) 3.1 塔板横截面的布置计算 (21) 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢54

苯-甲苯板式精馏塔的课程设计

目录 板式精馏塔设计任务书 (3) 设计题目: (3) 二、设计任务及操作条件 (3) 三、设计内容: (3) 一.概述 (5) 1.1 精馏塔简介 (5) 1.2 苯-甲苯混合物简介 (5) 1.3 设计依据 (5) 1.4 技术来源 (6) 1.5 设计任务和要求 (6) 二.设计方案选择 (6) 2.1 塔形的选择 (6) 2.2 操作条件的选择 (6) 2.2.1 操作压力 (6) 2.2.2 进料状态 (6) 2.2.3 加热方式的选择 (7) 三.计算过程 (7) 3.1 相关工艺的计算 (7) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7) 3.1.2 物料衡算 (8) 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9) 3.1.5逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.6 全塔效率的估算 (11) 3.1.7 实际板数的求取 (13) 3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13) 3.2.1 精馏塔的物性计算 (13) 3.2.2 塔径的计算 (15) 3.2.3 精馏塔高度的计算 (17) 3.3 塔板结构尺寸的计算 (18) 3.3.1 溢流装置计算 (18) 3.3.2塔板布置 (19) 3.4 筛板的流体力学验算 (21) 3.4.1 塔板压降 (21)

3.4.2液面落差 (22) 3.4.3液沫夹带 (22) 3.4.4漏液 (22) 3.4.5 液泛 (23) 3.5 塔板负荷性能图 (23) 3.5.1漏夜线 (23) 3.5.2 液泛夹带线 (24) 3.5.3 液相负荷下限线 (25) 3.5.4 液相负荷上限线 (25) 3.5.5 液泛线 (26) 3.6 各接管尺寸的确定 (29) 3.6.1 进料管 (29) 3.6.2 釜残液出料管 (29) 3.6.3 回流液管 (30) 3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30) 四.符号说明 (30) 五.总结和设计评述 (31)

苯甲苯

应化2006-2 太井超课程设计- 1 - - 1 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计化工原理课程设计苯―甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计学院、系:化学工程学院 专业班级:应用化学06级2班 学生姓名:太井超(120063301005) 指导教师:张泉泓赵振宁 成绩: 2009年6月2日应化2006-2 太井超课程设计- 2 - - 2 -化学工程学院应化2006-2 太 井超化工原理课程设计

目录 序言 (3) 第一部分工艺设计 物料衡算 (4) 塔顶温度、塔底温度及R min (4) 确定最佳操作回流比及塔板层数 (7) 第二部分结构设计 塔顶实际气液相体积流量 (18) 塔板间距H T 的选择 (19) 确定液泛的动能参数 (19) 计算液泛速度U F (U max ) (19) 空塔气速U G (19) 确定溢流方式 (19) 根据V G 求D (20) 计算圆整后实际气速 (20) 确定溢流堰高度h w 及堰上液层高度h ow (20) 板面筛孔位置设计 (21) 水力学性能参数的计算、校核 (21) 负荷性能图及操作性能评定 (25) 筛板塔工艺设计计算结果总表 (27) 第三部分结束语 结束语………………………………………………………………… 28 应化2006-2 太 井超课程设计- 3 -

序言 - 3 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 4 -

苯—甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计 第一部分工艺设计 一、物料衡算 原料苯(78/Mkgkmol=)甲苯(92/Mkgkmol=) 馏出液中低沸点组分的含量不低于0.97(质量分率) 进料组成0.6780.63890.60.47892F x==+ 流出液组成0.97780.97440.970.037892D x==+ 14000/Fkgh= 将F换成/kmolh 平均摩尔质量0.6389780.36119283.055/Mkgkmol=×+×= 14000/168.563/83.055/kghFkmolhkgkmol== 回收率0.98DAF DxFxη== 0.97440.98168.5630.6389D×=× 流出液的流量0.98168.5630.6389108.314/0.9744Dk××== 釜底流量168.563108.31460.249/WFDkmolh=?=?= 易挥发组分(苯)物料衡算 FD FxDxWx=+ 釜底组成 168.5630.6389108.3140.974460.2490.03575FDw FxDxxW?×?×=== 二、塔顶温度、塔底温度及min R 1、确定操作压力 760PmmHg=顶 - 4 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 5 -

分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计[优秀]

食品工程原理课程设计说明书 筛板式精馏塔设计

目录 第一部分概述 一、设计题目 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计条件 (3) 四、工艺流程图 (3) 第二部分工艺设计计算 一、设计方案的确定 (4) 二、精馏塔的物料衡算 (4) 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4) 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4) 3.物料衡算原料处理量 (4) 三、塔板数的确定 (4) N的求取 (4) 1.理论板层数 T 2.实际板层数的求取 (6) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6) 1.操作压力计算 (6) 2.操作温度计算 (6) 3.平均摩尔质量计算 (6) ⑴塔顶摩尔质量计算 (6) ⑵进料板平均摩尔质量计算 (6) ⑶提馏段平均摩尔质量 (7) 4.平均密度计算 (7) ⑴气相平均密度计算 (7) ⑵液相平均密度计算 (7) 5.液相平均表面张力计算 (7) ⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7) ⑵进料板液相平均表面张力计算 (7) 6.液相平均粘度计算 (8) ⑴塔顶液相平均粘度计算 (8) ⑵进料板液相平均粘度计算 (8) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8) 1.塔径的计算 (8) 2.精馏塔有效高度计算 (9) 六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9) 1.溢流装置计算 (9) l (9) ⑴堰长 W h (9) ⑵溢流堰高度 W

⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A ..........................9 2.塔板布置....................................................................................................9 ⑴塔板的分块.............................................9 ⑵边缘区宽度确定.........................................9 ⑶ 开孔区面积计算........................................9 ⑷筛孔计算及其排列 (10) 七、筛板的流体力学验算 (11) 1.塔板压降....................................................................................................11 ⑴干板阻力c h 计算........................................11 ⑵气体通过液层的阻力L h 计算..............................11 ⑶液体表面张力的阻力 h 计算..............................11 2.液面落差...................................................................................................12 3.液沫夹带...................................................................................................12 4.漏液...........................................................................................................12 5.液泛.. (12) 八、塔板负荷性能图 (13) 1.漏液线.......................................................................................................13 2.液沫夹带线...............................................................................................13 3.液相负荷下限线.......................................................................................14 4.液相负荷上限线.......................................................................................14 5.液泛线.......................................................................................................14 九、设计一览表.. (16) 十、参考文献 (17)

苯、甲苯安全生产要点正式样本

文件编号:TP-AR-L1435 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. (示范文本) 编制:_______________ 审核:_______________ 单位:_______________ 苯、甲苯安全生产要点 正式样本

苯、甲苯安全生产要点正式样本 使用注意:该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范,条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。 1工艺简述 苯、甲苯是重要的基本有机原料。采用环丁砜抽提法制苯、甲苯(联产品)的生产工艺是以重整液为原料,环丁砜作溶剂,用抽提和提馏相结合的方法除去其中的非芳烃后,将苯、甲苯抽提出来,以达到分离芳烃的目的。其工艺过程主要由抽提、提馏、白土处理和分离工序组成。 抽提工艺是将含碳六、碳七芳烃组分的重整液,从抽提塔下部入塔,与自上而下的环丁砜溶剂在塔内逆流接触,非芳烃在塔顶导出,塔底富溶剂送至提馏塔上部,含有非芳烃和苯的塔顶蒸汽冷凝和冷却后送

至水汽提塔,除去溶剂中的水分去抽提塔。塔底富溶剂则送至溶剂回收塔蒸出碳六、碳七,再通过白土塔除去其中的微量烯烃,然后经苯塔分离出高纯度的苯和甲苯。 本装置生产中所接触的物料苯、甲苯和非芳烃碳五等均为易燃、易爆、有毒物质。 2重点部位 2.1抽提塔系用环丁砜作萃取溶剂萃取苯、甲苯的设备,是本装置生产的关键部位。该塔操作比较复杂,工艺参数控制要求严格。操作失误及维护保养不当造会成事故,环丁砜冰点较高(27.4— 27.8℃),非常容易冻结管线,特别是仪表管线的堵塞,可造成生产控制紊乱。 2.2苯塔是本装置的成品塔。苯和甲苯都极易燃、易爆,且毒性大,苯的冰点又高(5.4℃),容

程设计(苯—甲苯分离板式精馏塔).

课程设计任务书 2009~2010学年第二学期 学生姓名:_石华端专业班级:_07级应用化学_ 指导老师:_______ 工作部门:_______ 一.课程设计题目 设计一台苯—甲苯分离板式精馏塔 二.设计要求 1、设计一座苯-甲苯连续精馏塔,具体工艺参数如下: 原料苯含量(m/m):(25+0.5)% 原料处理量:2万t/a 产品要求(m/m):x D = 0.98,x W=0.02 2、操作条件 塔顶压力:常压 进料热状况:泡点进料 回流比:自选 单板压降:≤0.7kPa 加热方式:间接蒸气加热 冷凝方式:全凝器,泡点回流 年操作时数:8000h 3、塔板类型 浮阀塔板(F1重阀) 三.课程设计内容 1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定 2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计 3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算 4、塔板的流体力学验算 5、塔板的负荷性能图的绘制 6、精馏塔接管尺寸计算 7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3 图纸) 8、绘制主体设备图(A2图纸) 四.进度安排 1.课程设计准备阶段:收集查阅资料,并借阅相关工程设计书; 2.设计分析讨论阶段:确定设计思路,正确选用设计参数,树立工程观点, 小组分工协作,较好完成设计任务; 3.计算设计阶段:物料衡算,热量衡算,主要设备工艺尺寸计算,塔盘工艺 尺寸计算及流体力学计算;

4.课程设计说明书编写阶段:整理文字资料计算数据,用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。

1. 课程设计的目的 化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节,也是培养学生独立工作的有益实践,更是理论联系实际的有效手段。通过课程设计达到如下目的: 1.巩固化工原理课程学习的有关内容,并使它扩大化和系统化; 2.培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力; 3.熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法; 4.学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图; 5.训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力; 6.通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价,初步建立正确的设计思想,培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力; 7.学会编写设计说明书。 ⒉课程设计题目描述和要求 本设计的题目是苯-甲苯浮阀式连续精馏塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔,板空上安装浮阀,具体工艺参数如下: 生产能力:2万吨/年(料液) 原料组成: 25%苯,60%甲苯(摩尔分数,下同) 产品组成:馏出液98%苯,釜液2%苯 操作压力:塔顶压强为常压 进料温度:泡点 进料状况:泡点 加热方式:间接蒸汽加热 回流比:R=(1.2~2)Rmin 3.课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先,苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,

苯甲苯精馏塔课程设计说明书

西北师大学 化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计

前言 课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容,是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后,进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼,更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。 此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备,它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中,料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔,塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分(称回流液)回入塔顶,其余作为塔顶产品(称馏出液)连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升,来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降,气液两相在塔实现多次接触,进行传质传热过程,使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关,还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程,必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统,即本次所设计的精馏装置。 课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节,是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识,还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力,特别是作为一名工科学生,还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会,我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务,为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。 虽然为此付出了很多,但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算,而对参数之间的相互关联缺乏认识,所以难免有不妥之处,望垂阅者提出意见,在此表示深切的意。 作者 2013年12月

苯与甲苯精馏塔课程设计

《化工原理课程设计》报告 年处理5.4万吨苯-甲苯精馏装置设计 学院:化学化工学院 班级:应用化学101班 姓名:董煌杰 学号:10114308(14) 指导教师:陈建辉 完成日期:2013年1月17日

序言 化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必 修的三大环节之一,起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。 综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计,要求更加熟悉工程设计的基本内容,掌握化工单元操作设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力,问题分析能力,思考问题能力,计算能力等。 精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔将其分离。

目录 一、化工原理课程设计任书 (1) 二、设计计算 (3) 1)设计方案的选定及基础数据的搜集 (3) 2) 精馏塔的物料衡算 (7) 3) 塔板数的确定 (9) 4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15) 5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21) 6) 塔板主要工艺尺寸的计算 (23) 7) 塔板负荷性能图 (27) 三、个人总结 (36) 四、参考书目 (37)

苯甲苯

化工原理与化工设备机械基础课程设计 课题名称:分离苯-甲苯混合液的浮阀式精馏塔工艺设计 专业:化学工程与工艺 姓名:胡晓雪 学号:040740226 指导老师:谭志斗老师、周红艳老师 设计日期:2010-06-14

摘要 精馏操作对塔设备的基本要求:精馏是气.液两相间的传质过程,所以作为气——液传质的塔设备,就必须使气,液两相得到最密切而又最充分的接触。浮阀塔广泛用于精馏,吸收和解吸等过程。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀,气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触,浮阀可根据气体流量的大小上下浮动,自行调节。 浮阀塔的主要有点是生产能力大,操作弹性较大,塔板效率高,气体压强降及液面落差较小,塔的造价低,塔板结构较简单。 关键词:精馏传质浮阀塔 Abstract: The operation of rectification on the equipment required is :rectification is the two of the quality gas –liquid of mass–transfer course, as gas –liquid the spread of the equipment, it must be made, the two are closest and most fully. The valve tower is widely used to absorbtion and desorption rectification, etc. Its main characteristic is on board the hole with a change of the valve stem from the surrounding a steady rate of the tower on the level of layer 2 in contact with valve in the size of the flow of gases The valves are of the tower is large in capacity, the operation, the greater efficiency and its pressure fall down and the level of smaller, low cost, the structure is simple. Key words:rectification mass–transfer valve tower

苯甲苯分离装置设计解析

中南民族大学化学工程与工艺专业 化工原理课程设计 苯—甲苯分离装置设计 设计者: 田源 学号: 10081220 班级: 10级3班 指导老师: 刘冰 设计时间:2013.11.18—2013.12.22

课程设计任务书 指导教师(签名):教研室主任(签名):

目录 1概述 (5) 1.1 与物性有关的因素 ............................................................................................................ 5 1.2 与操作条件有关的因素 .................................................................................................... 5 2流程的确定及说明 (5) 2.1塔板形式 ........................................................................................................................... 5 2.2精馏方式 ........................................................................................................................... 5 2.3进料状态 ........................................................................................................................... 6 2.4冷凝方式 ........................................................................................................................... 6 2.5加热方式 ........................................................................................................................... 6 2.6加热器 ............................................................................................................................... 6 2.7操作压力 ........................................................................................................................... 7 2.8 回流方式 ........................................................................................................................... 7 3精馏塔的设计计算 ................................................................................................................ 7 3.1基础数据 ........................................................................................................................... 7 3.2物料衡算 . (7) 3.3塔顶气相、液相,进料和塔底的温度分别为: VD t 、LD t 、F t 、 W t (8) 3.4平均相对挥发度α ................................................................................................... 9 3.5回流比的确定 ..................................................................................................................... 9 3.6热量衡算 .. (9) 3.6.1加热介质的选择 ...................................................................................................... 9 3.6.2冷却剂的选择 ........................................................................................................ 10 3.6.3热量衡算 ................................................................................................................ 10 3.7理论塔板数计算 (12) 3.7.1板数计算 ................................................................................................................ 12 3.7.2塔板效率 ................................................................................................................ 13 3.8精馏塔主要尺寸的设计计算 . (14) 3.8.1流量和物性参数的计算 ........................................................................................ 14 3.8.2塔径设计计算 .. (16) 4附属设备及主要附件的选型计算 (19) 4.1.冷凝器 ............................................................................................................................ 19 4.2再沸器 ............................................................................................................................... 20 4.3塔内其他构件 . (20) 4.3.1.塔顶蒸汽管 ............................................................................................................ 20 4.3.2.回流管 .................................................................................................................... 21 4.3.3.进料管 .................................................................................................................... 21 4.3.4.塔釜出料管 ............................................................................................................ 21 4.3.5除沫器 .................................................................................................................... 22 4.3.6液体分布器 ............................................................................................................ 22 4.3.7液体再分布器 ........................................................................................................ 23 4.3.8填料支撑板的选择 (24)

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