正戊烷-正己烷混合液筛精馏塔设计方案
正戊烷－正己烷混合液筛精馏塔设计方案
1 设计方案的确定
1.1 概述
化工生产常需要液体混合物的分离以达到提纯或分离有用组分的目的，精馏是根据液体混合物中各组分挥发度的不同并借助多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻组分分离的目的。在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的应用。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。
工业上对塔设备的主要要生产能力大；传热传质效率高；气流的摩擦阻力小；操作稳定，适应性强，操作弹性大；结构简单，材料耗用量少；制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不堵塞，防腐蚀等。
1.2 设计方案确定原则
总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点：
(1) 满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。由于工业上原料的浓度、温度经常有变化，因此设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。设置必需的仪表并安装在适宜部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。
(2) 满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，如合理利用塔顶和塔底的废热，既可节省蒸汽和冷却介质的消耗，也能节省电的消耗。回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。冷却水的节省也对操作费用和设备费用有影响，减少冷却水用量，操作费用下降，但所需传热设备面积增加，设备费用增加。因此，设计时应全面考虑，力求总费用尽可能低一些。
(3) 保证生产安全生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外，为能抵抗大自然的破坏，塔设备应具有一定刚度和强度。
1.3 设计方案容
1.3.1 操作压力
塔操作压力的选择不仅牵涉到分离问题，而且与塔顶和塔底温度的选取有关。根据所处
理的物料性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性来综合考虑，一般有下列原则：
(1) 压力增加可提高塔的处理能力，但会增加塔身的壁厚，导致设备费用增加；压力增加，组分间的相对挥发度降低，回流比或塔高增加，导致操作费用或设备费用增加。因此如果在常压下操作时，塔顶蒸气可以用普通冷却水进行冷却，一般不采用加压操作。操作压力大于1.6MPa 才能使普通冷却水冷却塔顶蒸气时，应对低压、冷冻剂冷却和高压、冷却水冷却的方案进行比较后，确定适宜的操作方式。
(2) 考虑利用较高温度的蒸气冷凝热，或可利用较低品位的冷源使蒸气冷凝，且压力提高后不致引起操作上的其他问题和设备费用的增加，可以使用加压操作。
(3) 真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用增加。
本设计是分离正戊烷和正己烷的混合物，由于两者都是液体，因此操作压力可以确定为常压，即是常压精馏。
1.3.2 加热方式
塔釜一般采用间接蒸汽加热，但对塔底产物基本是水，且在低浓度时的相对挥发度较大的体系，也可采用直接蒸汽加热。直接蒸汽加热的优点是：可利用压力较低的蒸汽加热，塔釜只须安装鼓泡管，一般可节省设备费用和操作费用。但由于直接蒸汽加入，对釜溶液起一定稀释作用，在进料条件和产品纯度、轻组分收率一定的前提下，釜液浓度相应降低，故需在提馏段增加塔板以达到生产要求。间接加热方式的优点是可以提供足够的热量，而且不会稀释釜溶液的浓度。本次设计采用热蒸汽间接加热。
1.3.3 进料状态
进料状态有5 种，可用进料状态参数q 值来表示。进料为过冷液体：q>1；饱和液体(泡点)：q＝1；气、液混合物：0 (1) 进料预热的热源温度低于再沸器的热源温度，可节省高温热源时，对进料预热有利，但会增加提馏段的塔板数； (2) 当塔顶冷凝器采用冷冻剂进行冷却，又有比较低的冷量可利用时，对进料预冷有 利。 1.3.4 板式塔的常用塔型及其选用板式塔是分级接触型气液传质设备，种类繁多。根据目前国外实际使用的情况，主要塔型是浮阀塔、筛板塔及泡罩塔。 表1 各类塔板类型比较 指标 F 形浮阀浮阀塔筛泡罩塔 十字架 形浮阀 条形 浮阀 板 塔 圆形 泡罩 条形 泡罩 S形泡 罩 高液体和气体负荷低4444213 5552333 操作弹性5553434 压力降2333000 雾沫夹带量3343112 分离效率5544434单位设备体积的处理量4444213制造费用3344213 材料消耗4444223 安装与拆修4344113维修3333213污垢物料对操作的影响2321100 注：0―不好；1―尚好；2―合适；3―较满意；4―很好；5―最好 1.3.4 回流比 影响精馏操作费用的主要因素是塔蒸气量V 。对于一定的生产能力，即馏出量D 一定时，V 的大小取决于回流比。实际回流比总是介于最小回流比和全回流两种极限之间。由于回流比的大小不仅影响到所需理论板数，还影响到加热蒸汽和冷却水的消耗量，以及塔板、塔径、蒸馏釜和冷凝器的结构尺寸的选择，因此，适宜回流比的选 择是一个很重要的问题 适宜回流比应通过经济核算决定，即操作费用和设备折旧费之和为最低时的回流比为适宜回流比。但作为课程设计，要进行这种核算是困难的，通常根据下面3 种方法之一来确定回流比。 （1）根据本设计的具体情况，参考生产上较可靠的回流比的经验数据选定； （2）先求出最小回流比Rmin，根据经验取操作回流比为最小回流比的1.1~2 倍，即R ＝（1.1~2 ）Rmin； （3）在一定的围，选5 种以上不同的回流比，计算出对应的理论塔板数，作出回流比与理论塔板数的曲线。当R= Rmin时，塔板数为∞；R>Rmin后，塔板数从无限多减至有限数；R继续增大，塔板数虽然可以减少，但减少速率变得缓慢。因此可在斜线部分区域选择一适宜回流比。上述考虑的是一般原则，实际回流比还应视具体情况选定。 1.3.5 热能利用 精馏过程的热效率很低，进入再沸器的能量的95%以上被塔顶冷凝器中冷却介质带走，仅约5%的能量被有效地利用。采用热泵技术可使塔顶蒸气温度提高，提高了温度的蒸气再用于加热釜液，使釜液蒸发的同时，塔顶蒸气冷凝。该方法不仅可节省大量的加热蒸汽，而且还节省了大量的冷却介质。当然，塔顶蒸气可用作低温系统的热源，或通入废热锅炉产生低压蒸汽，供别处使用。在考虑充分利用热能的同时，还应考虑到所需增加设备的投资和由此给精馏操作带来的影响。 2 精馏塔的工艺设计计算 2.1 设计任务和条件 2.1.1 设计任务 生产能力（进料量）80000 吨/ 年 操作周期7200 小时/ 年 进料组成40% （正戊烷质量分率） 塔顶产品组成≥98.5%（正戊烷质量分率） 塔底产品组成≥98%（正己烷质量分率） 2.1.2 操作条件 料液初温20℃ 操作压力塔顶4 kpa （表压） 单板压降≦0.7kPa 冷却水温度20℃ 饱和水蒸汽压力0.25Mpa（表压）设备型式筛板（浮阀）塔厂址（压力：1atm ） 2.2 工艺计算 2.2.1 精馏塔的物料衡算 1）原料液及塔底塔顶产品的摩尔分数正戊烷的摩尔质量???.72 kg/kmol 正己烷的摩尔质量 ???86 kg/kmol 原料组成：0.4/72 X F= = 0.4433 F 0.4/72 + 0.6/86 塔顶组成：X D =0.985/72= 0.9874 D 0.985/72 + 0.15/86 塔底组成： 0.02/72 X W == 0.0238 0.02/72 + 0.98/86 2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 原料液平均摩尔质量M F=720.4433+860.5567=79.7938kg/kmol 塔顶液平均摩尔质量M D=720.9874+860.0126=72.176 kg/kmol 塔底液平均摩尔质量M W=720.0238+860.9762=85.6668 kg/kmol 3）物料衡算 进料量：F 3 80000 ×103 = 138.9966 kmol/h 7200×79.7938 物料衡算式：F D W F×X F = D×X D+W×X W 代入数值解方程组解得D = 60.5117 kmol / h W = 78.4849 kmol / h 2.3 塔板数的确定 2.3.1 理论层数N T的确定 正戊烷-正己烷属于理想体系，可采用图解法求理论板层数（1）由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y 图，如下: 表2 各组分的饱和蒸汽压与温度的关系（温度T/ ℃） 温度正戊烷正己烷总压x y 3537550.018625.0101330 1.041 1.012 40115100.037250.01013300.8230.935 42123960.040606.01013300.7290.891 44131048.043290.81013300.6610.855 46136718.445438.61013300.6120.826 48141254.747156.91013300.5760.803 50159400.054030.01013300.4490.706 52170340.058494.01013300.3830.644 54179092.062065.21013300.3360.593 56186093.664922.21013300.3000.552 58191694.967207.71013300.2740.519 60214100.076350.01013300.1810.383 2.3.2 最小回流比的计算 (1) 液化比的计算 操作条件下正己烷汽化热为335.1kj/kg, 正戊烷的汽化热为357.4kj/kg, R m=0.4433 357.4 ×72+0.5567 335.1 86=27450.kj/kg 由表可查的组成为X F=0.4433 的正戊烷正己烷混合液泡点为50 摄氏度，可得平均温度T=( 20+50)/2=35 查表得平均温度下正戊烷正己烷混合液比热容为2.31kj/(kg c) 可得液化比q=(C p t+R m)/R m=1.201 可得操作线斜率q/(q-1)=5.975 图1 q 线与气液平衡关系图 由图可得X q=0.49 Y q=0.73 故最小回流比为R min/(R min+1)=(X d-Y q)/ (X d-X q) 得R min=1.08 取操作回流比为最小回流比的 1.5 倍。可得操作回流比R=1.62 (2) 求精馏塔的气、液相负荷 L=R×D=1.62× 60.5117=98(kmol/h) V=(R+1)D=(1.62+1) ×60.5117=158.5 ( kmol/h ) L'=L + F=138.9966+98=236.9966(kmol/h) V'= V=158.5 (kmol/h ) 2.4 操作线方程 精馏段操作线方程为y n+1= R X n+ X D = 0.62Xn +0.38 R +1 R +1 提馏段操作线方程为y m+1 = L +L q+F qF W x m L+q W F W x W =1.42 x m -0.01 2.4.1 图解法求理论板层数 采用图解法求理论板层数，如图2 所示。 图2 图解法求理论塔板数 精馏段理论板层数=5层提馏段理论层数=8 层 2.5 实际板数的计算 由表根据插法可得 进料板温度T F=50.17 塔顶温度T D=36.40 塔底温度T W=63.39 可得塔顶与塔底平均温度T =49.90 3 =（t- ）=0.56629 =（t- ）=0.68248 故=+（1-） =0.2023 得=0.6275mpa.s 塔效率==0.49 相对挥发度根据气液平衡方程y= ,过点（）可得=2.814 ，代入=0.4263 可得。精馏段塔板数N==11.7 层馏段塔 板数N==18.76 层3 工艺条件及 有关物性的计算 3.1操作压力 塔顶操作压力P D=p 当地+p 表=101.33+4=105.33 kPa 每层塔板压降Δp=0.7kPa 进料板压降P ×12=113.73 kPa F=105.33+0.7 塔底压降P W=105.33+0.7 ×31=127.03 kPa 精馏段平均压降p M=（105.33+113.73）/2=109.53 kPa 提馏段平均压降p M=（113.73+127.03）/2=120.38 kPa 3.2操作温度 根据插关系可得 塔顶温度：T D=36.4 塔釜温度：T W=63.39 加料板温度：T F=50.17 精馏段平均温度：T=43.285 精馏段平均温度：T=56.78 3.3平均摩尔质量 3.3.1 塔顶汽液混合物平均摩尔质 由x D=y1=0.9874 和相平衡方程 x=y/（ -（ -1）y ）得=0.9642 =0.9874×72+0.0126×86=72.18（kg/kmol ） =0.9642×72+0.0358×86=72.50（kg/kmol ） 3.3.2 进料板汽、液混合物平均摩尔质量 x F=0.4433 和相平衡方程x=y/（ -（ -1）y ）得y F=0.6912 =0.6912×72+0.3088×86=76.32（kg/kmol） =0.4433×72+0.5567×86=79.79（kg/kmol） 3.3.3 塔底汽液混合物平均摩尔质量=0.065×72+0.935×86=85.09（kg/kmol） =0.0238×72+0.9762×86=79.79（kg/kmol） 3.3.4 精馏段汽、液混合物平均摩尔质量 = ( 72.18+76.32 ) /2=76.145 ( kg/kmol ) = ( 72.5+79.79 )/2=76.145 ( kg/kmol ) 3.3.5 提馏段汽、液混合物平均摩尔质量 = ( 76.32+85.09 ) /2=80.705 ( kg/kmol ) = (79.79+85.66 ) /2=82.7284 (kg/kmol ) 3.4 平均密度 表 4 各组分的液相密度与温度的关系 温度 () 正戊烷 (kg/) 正己烷 (kg/) 0 645.9 675.1 10 636.2 666.2 20 626.2 657.2 30 616 648.1 40 605.5 638.9 50 594.8 629.5 60 583.5 620.0 70 572.2 610.2 80 560.3 600.2 90 547.9 589.9 100 535 579.3 3.4.1 气相平均密度 由理想气体状态方程计算，即 精馏段： ρV 1 = P R M T V1 = 109.53×76.145 3 8.314×(43.285 + 273.15) = 3.05(kg / m ) 提馏段： ρ V 2 = RT = 120.38 ×80.705 = 3.54(kg/m 3) 8.314 ×(56.78 + 273.15) 3.4.2 液相平均密度 1 a A a B 液相平均密度按下式计算，即 ρ = ρA + ρB (a 为质量分数) ρLM ρLA ρLB 塔顶液相平均密度的计算由t D36.4℃根据插关系可得= =643.3 kg/m3 = =672.02 kg/m3 = =643.66 kg/m3 进料板液相平均密度的计算由t F = 50.17℃ 根据插关系可得=594.81 kg / m3629.05 kg/ m3 进料板液相的质量分率 0.4433×72 a A = = 0.4 A 0.4433×72+ (1 0.4433)×86 3 ==617.3 kg/m3 ③塔釜液相平均密度: 由t W 109.39℃ 根据插关系可得 588.23 kg/m3 精馏段液相平均密度:=588.2 kg/m3 提馏段液相平均密度:=628.9 kg/m3 3.5 液相平均表面力n 液体平均表面力依下式计算σL = ∑x iσi i =1 ①塔顶液相平均表面力的计算：由t D = 38.4℃ ，根据插关系=15.56() =17.606 () ×15.56+0.015 ×17.606=15.59 () ②进料板液相平均表面力的计算由t F 50.17℃，根据插关系=12.6232 () =12.4417 () ③塔釜液相平均表面力的计算：由t w63.39 ℃，根据插关系 =8.2683 () =110.6778( ) ×8.2683+0.98 ×10.6778=10.63 () 同理可得精馏段液相平均表面力为11.11() 提馏段液相平均表面力为16.967() 表 5 各组分的表面力与温度的关系 温度() 正戊烷) 正己烷) 018.2020.10 1017.1019.60 2016.0018.02 3014.9217.00 4013.8515.99 5012.8014.99 6011.7614.00 7010.7313.02 809.71912.00 908.72611.11 1007.75210.18 3.6 平均黏度 液相平均黏度按下式计算，即lgμL =∑x i lgμi 塔顶液相平均黏度的计算由t D = 36.4℃ ，根据插关系 =( t- )=0.163 (mPa? s) =(t- )=0.275 (mPa? s) 故=+(1-)=-0.78 得=0.165 μmPa? s 同理可得 进料板液相平均黏度=0.21 mPa? s 塔釜液相平均黏度=0.22 mpa? s 精馏段液相平均黏度 =0.1875 mpa? s 提馏段液相平均黏度 =0.215 mpa? s 表6 各组分的粘度与温度的关系 温度） 正戊烷（ mPa? s ） 正己烷（ mPa? s ） 40 0.199 0.255 50 0.184 0.235 60 0.172 0.217 70 0.016 0.202 80 0.151 0.189 90 0.127 0.177 100 0.117 0.166 4 精馏塔工艺尺寸计算 4.1 塔径的计算 精馏段的气 液相体积流率为 提馏段的气、液相体积流率为 V M v 1 3600ρv 1 155.7 ×80.705 3600 ×3.05 3 = 1014( m 3 /s) = L 1 M L 2 3600ρL 2 155.7×82.7284 3600×628.9 = 0.0057(m 3 /s) = V M v 1 3600ρv 1 158.5×74.25 3600×3.05 =1.07(m 3 /s) L 1M L S 1 3600ρL 1 158.5 ×76.145 3600 ×588.2 = 0.0056( m 3 /s) C 由式子 C=（得出 由图三查得 =0.082 C=0.07 H T H L = 0.45 0.05 = 0.4m 精馏段 u max =c ρL ρV =0.07 588.2 3.05 = 0.97(m / s) ρ V 3.05 取安全系数为 0.7 , 则 u 1 = 0.7 u max = 0.7 ×0.97 = 0.679 ( m/s) ρ L ρ V 628.9 3.05 提馏段 u max =c ρ V =0.05 3.05 = 0.72(m/ s) 取安全系数为 0.7 , 则u2 = 0.7u max = 0.7×0.72 = 0.504 ( m / s ) 塔径的计算 图 3 史密斯关系图 精馏段 1 L h 2(ρL 2 )2 V h 2 ( ρV 2 ) 0.0056×3600 588.2 12 0.0056×3600 ) (538.805 .2 )2 =0.05 =( 1.07 ×3600 L h 2 ρL 2 1 提馏段 h2（ L2 ） 2 V h 2 ρ V 2 由图三查得 =0.08 取板间距为 H T ' 0.45m 板上液层高度为 H L ' =0.05m 则 0.0057×3600 = ( 1.14 ×3600 ) 628.9 2 (632.085 .9)2 = 0.07 C =0.05 精馏段 D 1 = 4V S1 = 4×1 。 07 = 1.415m 圆整 D 1 =1.6m 1 πu 1 3.14 ×0.697 1 横截面积： A T =0.785D 2 = 0.785×1.6 = 2m 2 ' V s 1 空塔气速： u 1' = s1 = 0.535(m / s) A T 提馏段 D 2= 4V S1 = 4 × 1.14 = 1.58m 圆整 D 2 1.6m 2 πu 1 3.14 ×0.504 横截面积： A 'T = 0.785D 2 = 0.785×1.62 = 2m 2 ' V s 空塔气速： u '2 = A s1 = 0.53(m /s) A T 4.2 精馏塔有效高度的计算 Z=(-1)=13.27 故该塔有效高度为 13.27m 4.3 溢流装置计算 塔径为 1.6m 可选取单溢流弓形降液管，采用凹型受液槽。 4.3.1 堰长 单溢流一般取堰长为 0.6 —0.8 倍的塔经，故 精馏段 提留段 4.3.2 溢流堰高度 选用平直堰，堰上液层高度由式 =E(计算可得 精馏段 =E(==E(=0.0195m 取板上液层高度 故 =- 提留段 =E(=E(=0.020 m 取板上液层高度 故 =- 4.3.3 弓形降液管的宽度 W d 和横截面 A f 的计算 则A f = 0.094×2 = 0.188m 2 , W d = 0.152×1.6= 0.2432 m A f H T 0.188 ×0.45 验算液体在降液管停留时间：精馏段： θ= f T = = 15.1s L S 1 0.0056 提馏段：由 L W = 0.7 ,查图得 A f =0.094 W d =0.152 D A T D 则A f =0.094×2=0.188m 2, W d = 0.152×1.6= 0.2432 m θ=A f H T = 0.188 ×0.45 =14.8s L S 1 0.0057 停留时间 θ> 5s ，故降液管可使用 4.3.4 降液管底隙高度 取降液管底隙的流速： u '0 = 0.35m / s 精馏段 由 L D W = 11.1.6 2=0.7,查图得 A f = 0.094 A T W d = 0.152 D 验算液体在降液管停留时间：精馏段： 计算公式 L h 3600L W u 0 图 4 W d /D 和 A f A T W d 的值与 W d 的关系 L h L S 1 0.0057 精馏段： h 0 = h ' = ' = = 0.0145m 3600L W u '0 L W u '0 1.12×0.35 =0.031-0.0145=0.0165m0.0139m 提馏段 =0.031-0.006=0.0.0204m0.0139m 故降液管底隙设计合理 选用凹形受液盘，深度 h W ' 50 m m 4.3.5 塔板布置及筛孔数目的计算 4.3.6 边缘区宽度确定 因为塔经大于 1500mm 故取 ==0.09m 无效区域 0.06m 4.3.7 开孔面积的计算 对单溢流型塔板开孔面积 A a 2 X R 2 X 2 其中 R=D/2- =1.6/2-0.06=0.74m x=D/2-(Wd+Ws)=1.6/2-(0.2432+0.09)=0.0.4668m 0.742 arcsin 0.4668 180 0.74 4.3.8 筛孔计算及其排列 因为所处理的物系无腐蚀性 , 可选用 =3mm 的碳钢板 , 取筛孔直 径 =5mm 筛, 孔按正 三角形排列,孔中心距一般为（ 2.5-3 ） 则孔中心距为 : t=2.5=0.0125m 筛孔数目 n= = =3622（ 个） 开孔率为 =0.907（=0.145 R 2 arcsin X 180 故A a =2X R 2 X 2 + 180 π 2 X R arcsin R A a 2 0.4668 0.74 2 0.4668 2 2 0.53m 2 气体通过阀孔的气速为===13.5m/s 5 筛板的流体力学验算 5.1 塔板压降 气相通过浮阀塔板的压降，根据h p h c h1 h 计算5.1.1 精馏段 图 5 / 与关系图 干板阻力： 精馏段由/=5/3=1.67 由图五可查的=0.77 故=0.077m 提馏段由/ =5/3=1.67 由图五可查的=0.77 故=0.074m 5.2 气体通过液层的阻力计算 图 6 与关系图 ==() 精馏段===0.591m ==0.63=1.03(s) 查图得=0.63 故==()=0.63 (0.031+0.0195 )=0.0318m 提馏段 ===0.63m = =0.63=1.18(s) 查图得=0.625 故==()=0.625 ×(0.04+0.02 ) =0.037m 5.3 液体表面力的阻力计算 精馏段液体表面力的阻力==m 提馏段液体表面力的阻力==m 精馏段气体通过每层塔板的液柱高度为：h p = h c + h1 + h σ =0.077+0.0318+0.0015=0.1103m 精馏段气体通过每层塔板的压降为 g=0.1103608.02700 提馏段气体通过每层塔板的液柱高度=0.074+0.037+0.0021=0.1131m 提馏段气体通过每层塔板的压降为 g=0.1131628.9700 5.4 液面落差 对于筛板塔，液面落差很小，且塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响 5.5 液沫夹带 =( 精馏段=2.5=2.5=0.125m 故=( ==( =0.0035 提馏段=2.5=2.5=0.125m 故=( =(=0.0007 故该设计合理 5.6 漏液 =4.4=1.64m/s 实际气速 =13.9 m/s 故在本设计中无明显漏液 提馏段 对于筛板塔漏液点气速可由下式计算 =4.4 =4.40.771.59m/s 实际气速 =13.9 m/s 稳定系数为 K = u = 13.9 = 8.74(>1.5) u Omin 1.59 故在本设计中无明显漏液。 5.7 液泛验算 为防止塔发生液泛降液管液层高度应服从 H d ≤ (H T +h w ) ，正戊烷正己烷属于 般物系取 =0.5 ，则 (H T + h w ) =0.5 ( 0.45+0.0107 ) =0.23m H d = h P + h L + h d = 0.1103 + 0.0318 + 0.01= 0.1521m 故本设计中精馏段不会发生液泛。 (H T +h w ) =0.5 ( 0.45+0.04 )=0.245m H d = h P + h L + h d = 0.1131+ 0.037 +0.01= 0.1601m (H T +h w ) 故本设计中提馏段不会发生液泛。 6 塔板负荷性能图 6.1 漏液线 漏液线，又称气相负荷下限线。气相负荷低于此线将发生严重的漏液现象，气、 液不能 充分接触，使塔板效率下降 稳定系数为 u 0 u Om in 13.9 1.64 = 8.47(> 1.5) 精馏段 h d = 0.153( L S 2 0.0056 2 l w ?h 0 ) = 0.153(1.12×0.0195) = 0.01m 提馏段 h d = 0.153( l L ? S h )2 = 0.153( 0.0057 ) 2 l w ?h 0 1.12 ×0.0203 = 0.01m 正戊烷精馏塔工艺计算 1全塔物料平衡计算 1.1 原始数据获取： 表3-1 原料各组分数据汇总 .1.2物料衡算 物料的年处理量= 77100001000/8000 1299/580.3720.35860.251000.1 kmol h ??=?+?+?+? 根据设计要求选择05n C -为轻关键组分，06n C -正己烷为重关键组分，0 4n C -为轻组分，07n C -为重组分，轻组分和清关键组分从塔顶流出，重组分和重关键组 分从塔釜流出。假定为清晰分割， 4,w x ≈0，7,D x ≈0,则根据物料衡算关系列出下表： 表3-2 各组分物料衡算关系 联立物料衡算式方程： 1383D W += 389.7454.650.050.05W D D +-+= 0.05324.750.05129.9W D W +-+= 表3-3 清晰分割物料衡算计算结果汇总 1.3用泡点方程计算塔底温度： 对于压力低于200kpa 和分子结构相似的组分所构成的系统可按理想物系处理，汽液平衡常数仅与系统的温度和压力有关，与溶液的组成无关。当已知压力和温度时，由P-T-K 图可以直接查得平衡常数。 初设w t =70℃，由K-P-T 图按P=101.3kpa 查得各组分的i k 值， 求得各组分相平衡常数值，计算结果如下表3-3： 表3-4 泡点方程计算塔底温度结果 在所设的72℃条件下，1 |1|0.0030.01c i iW i k X =-=<∑，符合要求。 1.4露点方程计算塔顶温度 ∴塔底温度为72℃。 因为本塔采用全凝气，所以塔顶温度就是塔顶产品的露点温度。 初设d t =30℃,由K-P-T 图按P=101.3kpa,查得t=30℃时各组分相平衡常数值，计算结果如下表3-4： 表3-5 露点方程计算塔顶温度结果 i 1 |(/)1|0.0050.01c D i i X k =-=<∑，符合要求。 ∴塔顶温度为28℃。 目录 甲基苯 (1) 2-丙醇 (2) 2-丁酮 (3) 乙酸乙酯 (4) 乙酸正丁酯 (5) 环氧树酯 (6) 醇酸树酯 (7) 二甲苯异体混合物 (8) 环己酮 (9) 不干性醇酸树脂 (10) 聚氨酯树脂 (11) 硝化纤维素 (12) 2-丁氧基乙醇 (13) 丙烯酸清漆 (14) 丙烯酸漆稀释剂 (15) 环氧漆固化剂 (16) 环氧漆稀释剂 (17) 硝基底漆 (18) 硝基清漆 (19) 硝基磁漆 (20) 硝基漆防潮剂 (21) 硝基漆稀释剂 (22) 聚酯树脂清漆 (23) 聚酯漆稀释剂 (24) 醇酸漆稀释剂 (25) 环氧磁漆 (26) 汽油 (27) 柴油 (28) 1,2,4,5-四甲苯 (29) 1,2,3-三甲苯 (30) 1,2,4-三甲基苯 (31) 1,3,5-三甲苯 (32) 1-丙醇 (33) 2-氨基乙醇 (34) 2-甲基-1-丙醇 (35) 4-甲基-2-戊酮 (36) 7110甲聚氨酯固化剂 (37) 氨溶液 (38) 苯酚 (39) 苯乙烯 (40) 环己烷 (41) 丙酮 (42) 石脑油 (43) 1,1-二氯乙烷 (44) 1,2-二氯乙烷 (45) 甲醇 (46) 乙醇［无水］ (47) 4-羟基-4-甲基-2-戊酮 (48) 乙酸正丙酯 (49) 乙酸异丙酯 (50) 乙酸异丁酯 (51) 乙酸仲丁酯 (52) 乙酸乙烯酯[抑制了的] (53) 碳酸（二）甲酯 (54) 1,2-二甲苯 (55) 1,3-二甲苯 (56) 1,4-二甲苯 (57) 1,3,5-三甲基苯 (58) 正丁醇 (59) 乙二醇甲醚 (60) 乙二醇乙醚 (61) 丙烯酸正丁酯[抑制了的] (62) N,N-二甲基甲酰胺 (63) 3-氯-1,2-环氧丙烷 (64) 三氯甲烷 (65) 三氯乙烯 (66) 乙酸[含量>80％] (67) 丙烯酸[抑制了的] (68) 氢氧化钠溶液 (69) 2 精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 （一）生产能力： 10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。 （二）进料组成： 乙苯212.6868Kmol/h ；苯3.5448 Kmol/h ；甲苯10.6343Kmol/h 。 （三）分离要求： 馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算（清晰分割） 以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。 01.0=D HK x ，005.0=W LK x ， 表2.1 进料和各组分条件 由《分离工程》P65式3-23得： ,1 ,,1LK i LK W i HK D LK W z x D F x x =-=--∑ （式2. 1） 2434.13005 .001.01005 .0046875.0015625.08659.226=---+? =D Kmol/h W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 0681.1005.06225.21322=?==W X W ，ωKmol/h 编号 组分 i f /kmol/h i f /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100 5662.90681.16343.10222=-=-=ωf d Kmol/h 132434.001.02434.1333=?==D X D d ，Kmol/h 5544.212132434.06868.212333=-=-=d f ωKmol/h 表2-2 物料衡算表 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 一、塔顶温度 纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学 P199）： C C S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=- 表2-3 物性参数 注：压力单位0.1Mpa ，温度单位K 编号 组分 i f /kmol/h 馏出液i d 釜液i ω 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯 10.6343 9.5662 1.0681 3 乙苯 212.6868 0.1324 212.5544 总计 226.8659 13.2434 213.6225 组份 相对分子质量 临界温度C T 临界压力C P 苯 78 562.2 48.9 甲苯 92 591.8 41.0 乙苯 106 617.2 36.0 名称 A B C D 枣庄市海龙化工有限公司Zaozhuang Hailong Chemical Co.,Ltd 2，6-二叔丁基对甲酚 （抗氧剂BHT） 化学品安全技术说明书MSDS Address:Fenghu Village, Nigou Town, Taierzhuang District, Zaozhuang City, Shandong Province, China Tel:86-0632-6676678 Tax:86-0632-6568369 Web Site: https://www.360docs.net/doc/6c15647985.html, 第一部分：化学品名称、生产工艺、适用范围及企业标识 化学品中文名称： 2，6-二叔丁基对甲酚 化学品英文名称： 2，6-Di-tert-butyl-p-cresol 中文俗名或商品名：二丁基羟基甲苯，BHT Synonyms： CAS No.： 128-37-0 分子式： C15H24O 分子量： 220.36 生产工艺：本产品以对甲酚与异丁烯为原料，以对甲苯磺酸作为催化剂，以食用酒精作溶剂，制得2，6-二叔丁基对甲酚。 适用范围：适用于医药、食品、化妆品和饲料抗氧化剂，本品还可以作为石油产品的抗氧和防胶添加剂，塑料和橡胶的防老剂。 企业名称：枣庄市海龙化工有限公司 地址：枣庄市台儿庄区泥沟镇冯湖村东 邮编：277413 网址：https://www.360docs.net/doc/6c15647985.html, 电子邮件地址：hailong@https://www.360docs.net/doc/6c15647985.html, 企业应急电话：86-632-6568355 传真：86-632-6568369 技术说明书编码：Q/HL.H10-2009 生效日期：2009年8月1日 第二部分：成分/组成信息 纯化学品□√混合物□ 化学品名称：2，6-二叔丁基对甲酚 有害物成分含量 CAS No. 课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计 安徽理工大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院过控教研室 目录 前言 (5) 1.概论 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2.流程简介................... 错误!未定义书签。 3.工艺计算 (7) 3.1物料衡算 (8) 3.2理论塔板数的计算 (9) 3.2.1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图， (9) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3平衡线 (10) 3.2.4求最小回流比及操作回流比 (11) 3.2.5求精馏塔的气、液相负荷 (11) 3.2.6操作线方程 (12) 3.2.7逐板法求理论板 (11) 3.2.8实际板层数的求取 (13) 4.塔的结构计算 (13) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (13) 4.1.1平均温度t (13) m 4.1.2平均摩尔质量 (14) (15) 4.1.3平均压强p m 4.1.4平均密度 (15) 4.1.5液体的平均粘度 (17) 4.1.6液相平均表面张力 (18) 4.2塔高的计算 (18) 4.2.1最大空塔气速和空塔气速 (18) 4.2.2塔径 (19) 4.2.3 塔径的圆整 (21) (21) 4.2.4塔截面积A T 4.2.5实际空塔气速u (21) 4.3精馏塔有效高度的计算 (22) 5.塔板主要工艺尺寸的计算 (22) 5.1溢流装置计算 (22) 5.1.1堰长l w (22) 5.1.2溢流堰高度h w 溢流堰高度计算公式 (22) 5.1.3弓形降液管宽度W d 及截面积A f (23) 5.1.4降液管底隙高度h (24) 5.2塔板布置筛板数目与排列 (24) 5.2.1塔板的分块 (24) 5.2.2边缘区宽度确定 (25) 5.2.3开孔面积的计算 (25) 5.2.筛孔计算及其排列............................. 错误!未定义书签。 6.筛板的流体力学验算 (24) 6.1气相通过筛板塔板的压降...................... 错误!未定义书签。4 6.1.1干板电阻 hc .. (26) 6.1.2板上充气液层阻力h 1 (26) 6.2、液泛验算 (26) 6.2.1与气体通过塔板的压降相当的液柱高度h p (27) 6.2.2液体通过降液管的压头损失h D ， (27) 6.2.3板上液层高度，取h L =0.05m ................... 错误!未定义书签。 6.3液沫夹带 (27) 6.4漏液的验算 (27) 7.塔板负荷性能图 (27) 7.1漏液线 (27) 7.2液沫夹带线 (28) 7.3液相负荷下限线 (28) 7.4液相负荷上限 (28) 7.5液泛线 (29) 8.精馏塔的工艺设计结果总表 (32) 9.塔附件设计 (33) 9.1 接管—进料管 (331) 9.2 法兰 (34) 9.3筒体与封头 (34) 2精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 （一）生产能力: 10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。 （二）进料组成: 乙苯 212.6868Kmol/h ;苯 3.5448 Kmol/h ;甲苯 10.6343Kmol/h 。 （三）分离要求: 馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算（清晰分割） 以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。 由《分离工程》P65式3-23得: LK W Z — X LK ,W D = F ------------- 1 — X HK ,^ — X LK ,W 1-0.01-0.005 W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 表2.1 进料和各组分条件 编号 组分 f i /kmol/h f i /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100 HK ，D LK ，W X iK ， W/ = 0.0 0 5 X HK . D =0.01 （式 2. 1） D =226.865护 空遊8305 =13.2434Kmol/h =2 1 36 2 2 50.0 0 5=1.06 8 Kmol/h 2, W cb = f2 -?2 =10.6 34 31.0 6 8 19.5 6 6 Kmol/h d3 =D X3. D =13.2434X0.01 =0.132434 Kmol/h X3, D 03 = f s -d s =212.6868-0.132434 =212.5 54 Kmol/h 表2-2 物料衡算表 编号组分f i/kmol/h 馏出液d i 釜液⑷i 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯10.634 3 9.5662 1.0681 3 乙苯212.6868 0.132 4 212.5544 总计226.8659 13.2434 213.6225 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 、塔顶温度纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学P199）: ln(P S/P C) =(1 -x)」(Ax + Bx1.5 +Cx3 +D X6) X =1 -T/Tc 表2-3 物性参数 丙酮产品技术说明书 丙酮（acetone，CH3COCH3），又名二甲基酮，为最简单的饱和酮。是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，化学性质较活泼。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。丙酮在工业上主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中，也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸、甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。 目录 1分子结构 2物理性质 3化学性质 4生产方法 ?传统制法 ?工业制法 5工业用途 6安全风险 ?危险性概述 ?急救措施 ?消防措施 ?泄漏应急处理 ?操作注意事项 ?法律法规 7毒理资料 ?急性毒性 ?接触限值 8运输信息 9贮存方法 1分子结构 1、摩尔折射率：15.97 2、摩尔体积（cm3/mol）：75.1 3、等张比容（90.2K）：156.5 4、表面张力（dyne/cm）：18.8 5、极化率（10-24cm3）：6.33 2物理性质 丙酮结构式[3] 相对密度（水=1）：0.788 相对蒸气密度（空气=1）：2.00 饱和蒸气压(kPa)：53.32(39.5℃) 燃烧热(kJ/mol)：1788.7 临界温度(℃)：235.5 临界压力(MPa)：4.72 辛醇/水分配系数的对数值：-0.24 爆炸上限%(V/V)：13.0 引燃温度(℃)：465 爆炸下限%(V/V)：2.5 溶解性：与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿、油类、烃类等多数有机溶剂。 3化学性质 丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物，具有酮类的典型反应。例如：与亚硫酸氢钠形成无色结晶的加成物。与氰化氢反应生成丙酮氰醇。在还原剂的作用下生成异丙酮与频哪醇。丙酮对氧化剂比较稳定。在室温下不会被硝酸氧化。用酸性高锰酸钾强氧化剂做氧化剂时，生成乙酸、二氧化碳和水。在碱存在下发生双分子缩合，生成双丙酮醇。[6]2mol丙酮在各种酸性催化剂（盐酸，氯化锌或硫酸）存在下生成亚异丙基丙酮，再与1mol丙酮加成，生成佛尔酮（二亚异丙基丙酮）。3mol丙酮在浓硫酸作用下，脱3mol水生成1，3，5-三甲苯。在石灰。醇钠或氨基钠存在下，缩合生成异佛尔酮（3，5，5-三甲基-2-环己烯-1-酮）。 在酸或碱存在下，与醛或酮发生缩合反应，生成酮醇、不饱和酮及树脂状物质。与苯酚在酸性条件下，缩合成双酚-A。丙酮的α-氢原子容易被卤素取代，生成α-卤代丙酮。与次卤酸钠或卤素的碱溶液作用生成卤仿。丙酮与Grignard试剂发生加成作用，加成产物水解得到叔醇。丙酮与氨及其衍生物如羟氨、肼、苯肼等也能发生缩合反应。此外，丙酮在500~1000℃时发生裂解，生成乙烯酮。在170~260℃通过硅-铝催化剂，生成异丁烯和乙醛；300~350℃时生成异丁烯和乙酸等。不能被银氨溶液，新制氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但可催化加氢生成醇。 4生产方法 第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可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，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； N T –––––塔内所需要的理论板层数； E T –––––总板效率； H T –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； V S –––––气体体积流量，m 3/s u –––––空塔气速，m/s u =（0.6~0.8）u max （3-3） V V L C u ρρρ-=max （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，kg/m 3 V ρ–––––气相密度，kg/m 3 C –––––负荷因子，m/s 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子，m/s L σ–––––操作物系的液体表面张力，mN/m 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取E=1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，m/s 。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ??+-=-r x r x r x A a 1222sin 1802π （3-11） 香蕉水的安全技术说明书 化学品安全技术说明书 香蕉水化学品安全技术说明书 说明书目录 1 2 3 4 5 6 7 8 化学品及企业标识成分/组成危险性概述急救措施消防措施泄漏应急处理操作处置与储存接触控制/个体防护 9 10 11 12 13 14 15 16 理化特性稳定性和反应活性毒理学资料生态学资料废弃处置运输信息法规信息其他信息 1 化学品及企业标识 化学品中文名：香蕉水化学品英文名：banana oil 生产企业名称：地址：邮编：传真号码：企业应急电话：技术说明编码：生效日期：国家应急电话： 2 成分/组成 主要成分：二甲苯 分子式：C7H14O2 相对分子量： 产品的外观与性状：无色、有香蕉气味、易挥发的液体。 主要用途：是制造喷漆溶剂、稀释剂的主要成分之一。CAS号：628-63-7 3 危险性概述 危害性类别：无资料 1 化学品安全技术说明书 侵入途径：吸入、食入、皮肤接触、眼睛接触。 健康危害：对眼和粘膜有刺激作用，高浓度吸入可引起中枢神经系统损害，甚至肝肾损害。急性中毒可出现急性结膜炎、咽喉炎、支气管肺炎、肺水肿。长期接触，有流泪、咳嗽、喉干、疲劳等症状，重者伴有头痛、恶心、呕吐、胸闷、心悸、食欲不振等。可致皮肤干裂、皮炎或湿疹；可致贫血，嗜酸粒细胞增多。 环境危害：无资料 燃爆危险：本品易燃、有毒，具有刺激性。 4 急救措施 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 5 消防措施 危险特性：其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂可发生反应。流速过快，容 目录 目录 (1) 精馏塔再沸器工艺课程设计 (2) 1.设计任务及设计条件 (2) 2.方案论证 (2) 3.估算设备尺寸 (3) 4.传热系数校核 (3) 5.循环流量校核 (7) 6.设计结果汇总 (12) 7.工艺流程图 (13) 8.带控制点的工艺流程图 (13) 精馏塔再沸器工艺设计 1.设计任务及设计条件 (1) 设计任务：精馏塔塔釜，设计一台再沸器 (2) 再沸器壳层和管层的设计条件： 潜热γ 0=812.24kJ/kg 热导率λ =0.023W/(m?K) 粘度=0.361mPa?s 密度ρ0=717.4kg/m3 管层流体83℃下的物性数据： 潜热γi=31227.56kJ/kg 液相热导率λi=0.112 W/(m?K) 液相粘度=0.41 mPa?s 液相密度=721 kg/m3 液相定压比热容=2.094kJ/(kg?K) 表面张力=1.841×10-2N/m 汽相粘度=0.0067 mPa?s 汽相密度=0.032 kg/m3 蒸汽压曲线斜率(Δt/Δp)s=2.35×10-3m2?K/kg 2.方案论证 立式热虹吸再沸器是利用塔底釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，使得釜液在精馏塔底与再沸器间流动循环。 立式热虹吸再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。由于结垢原因，壳层不能采用机械方法清洗，因此壳层不适宜用高黏度或较脏的加热介质，本设计中壳层介质为乙醇蒸汽，较易清洗。 3.估算设备尺寸 计算热流量Φ为 )(1038.33600/100024.81215005W q b m b ?=??==Φγ 计算传热温差m t ?为 (11583)(8583) 10.82()(11583)(8583) m t K Ln ---?= =-- 假设传热系数K=XX ，估算传热面积A p 为 拟用传热管规格230?φ，管长L=3000m ，计算总传热管数N T N T = 10063 03.014.334 .2840=??= L d A p π 若将传热管按正三角形排列，则可用N T =3a(a+1)+1，b=2a+1，D=t(b-1)+（2~3）d 0计算壳径D 为 D=32×(37-1)+3×30≈1400mm 取管程进口管径Di=250mm ，出口管直径D 0=600mm 。 4.传热系数校核 （1）显热段传热系数K CL 设传热管出口处汽化率xe ＝0.048，则可计算循环流量q mt ： )/(72.34048 .06000 s kg x q q e mb mt === ① 显热段管内表面传热系数 则计算传热管内质量流速G 为 )(534.01006026.04 14 .34 )]/([03.65534 .072.342222m N di Si s m kg S q G T i mt =??= = ?===π 雷诺数Re 为 一、草酸铵化学品安全技术说明书 第一部分化学品名称 化学品中文名称：草酸铵 化学品英文名称：Ammonium oxalate 第三部分危险性概述 危险性类别： 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：皮肤接触和误食有害。 环境危害：无资料。 燃爆危险：不燃。 第四部分急救措施 皮肤接触：脱去被污染的衣着，用清水彻底冲洗。如果需要，就医。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水冲洗至少10 分钟。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。 食入：让受害者饮足量水，催吐，就医。 第五部分消防措施 危险特性：不燃。 有害燃烧产物：周围着火可形成危险蒸气。可形成：氧化氮 灭火方法及灭火剂：选用适合周围火源的灭火器。 灭火注意事项：没有配备化学防护衣和供氧设备请不要待在危险区。喷水以降低蒸气危害，防止灭火水进入地表水和地下水。 第六部分泄漏应急处理 戴安全防护用具进入现场。确保密封屋内新鲜空气供应。 环境保护措施：化学品未经处理不允许向环境排放。 清洁/吸收措施：采用安全的方法将泄漏物收集回收或运至废物处理场所处理，采用液体吸收物吸收残留物，根据化学品性质进一步处置。清理污染区，洗液排入废水处理池。第七部分操作处置与储存 操作注意事项：无特殊要求。 储存注意事项：干燥，密封。按常温储存。 监测方法： 工程控制：密闭操作，局部排风。提供安全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护：当空气中粉尘浓度过高时，建议佩戴过滤式防尘呼吸器。必要时，佩戴空气呼吸器。 眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。 身体防护：穿防化学品工作服。 手防护：戴防化学品手套。 其他防护：立即更换污染衣物。工作毕，洗手脸。抹护肤隔离霜。 第十部分稳定性和反应活性 稳定性：稳定 避免接触条件：强热 禁忌物：无资料 危险分解产物： 聚合危害：不能发生 第十一部分毒理学资料 对甲酚化学品安全说明书(MSDS) 【燃爆危险】 本品可燃，高毒，具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。 【环境危害】 对环境有危害，对水体可造成污染。 【皮肤接触】 立即脱去污染的衣着，用甘油、聚乙烯乙二醇或聚乙烯乙二醇和酒精混合液 (7:3)抹洗，然后用水彻底清洗。或用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。 【眼睛接触】 立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 【吸入】 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。 就医。 【食入】 立即给饮植物油15～30mL。催吐。就医。 【灭火方法】 消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 【应急处理】 隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏：收集回收或运至废物处理场所处置。 对甲酚储运特性 【操作注意事项】 密闭操作，提供充分的局部排风。尽可能采取隔离操作。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器，穿胶布防毒衣，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、碱类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 【储存注意事项】 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、碱类、食用化学品分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。 【包装方法】 理工大学 课程设计说明书 设计题目：化工原理课程设计 学院、系：机械工程学院 专业班级：过程装配与控制工程 学生：王旦 指导教师：雪斌 成绩： 2013年12月27日 设计任务书 （一）设计题目: 利用浮阀塔分离正戊烷与正己烷的工艺设计分离要求：试设计一座正戊烷—正己烷连续精馏浮阀塔，要求年产纯度99%的正己烷4.5万吨，塔顶馏出液中含正己烷不得高于1%，原料液中含正己烷55%（以上均为质量分数）。（二）操作条件：塔顶压力：4kPa（表压） 进料状态：泡点进料 回流比：1.4Rmin 塔釜加热蒸汽压力：0.5MPa（表压） 单板的压降： 0.7kPa 全塔效率：52% （3）塔板类型：浮阀塔板（F1型) （4）工作日： 330天/年（一年中有一个月检修） （5）厂址：地区 （六）设计容 ①精馏塔的物料衡算 ②塔板数的确定 ③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ④塔体工艺条件尺寸 ⑤塔板负荷性能图 目录 第1章序言 (3) 第2章精馏塔的物料衡算 (6) 2.1. 物料衡算 (6) 2.2. 常压下正戊烷—正己烷气、液平衡组成与温度的关系 (7) 第3章塔板数的确定 (8) N的确定 (8) 3.1. 理论板数 T 3.2. 实际板数的确定 (9) 第4章精馏塔的工艺条件及有关物性数据 (9) 4.1. 操作压力的计算 (9) 4.2. 密度的计算 (10) 4.3. 表面力的计算 (11) 4.4. 混合物的粘度 (12) 4.5. 相对挥发度 (12) 第5章塔体工艺条件尺寸 (13) 5.1. 气、液相体积流量计算 (13) 5.2. 塔径的初步设计 (14) 5.3. 溢流装置 (16) 5.4. 塔板布置及浮阀数目与排列 (17) 第6章塔板负荷性能图 (20) 6.1. 物沫夹带线 (20) 6.2. 液泛线 (21) 6.3. 液相负荷上限 (22) 6.4. 漏液线 (22) 6.5. 液相负荷下限 (23) 第7章结束语 (24) 化学品安全技术说明书 第1部分化学品及企业标识 化学品中文名： 氟化铵 化学品英文名： ammonium fluoride 企业名称： 此处填写贵公司名称 企业地址： 此处填写贵公司地址 传真： 此处填写贵公司传真 联系电话： 此处填写贵公司电话 企业应急电话： 此处填写贵公司应急电话 产品推荐及限制用途： For industry use only.。 第2部分危险性概述 紧急情况概述： 吞咽会中毒。皮肤接触会中毒。吸入会中毒。 GHS危险性类别： 急性经口毒性类别 3 急性经皮肤毒性类别 3 急性吸入毒性类别 3 标签要素： 象形图： 警示词： 危险 危险性说明： H301 吞咽会中毒。 H311 皮肤接触会中毒。 H331 吸入会中毒。 防范说明： ?预防措施： ?P264 作业后彻底清洗。 ?P270 使用本产品时不要进食、饮水或吸烟。 ?P280 戴防护手套/穿防护服/戴防护眼罩/戴防护面具。 ?P261 避免吸入粉尘/烟/气体/烟雾/蒸气/喷雾。 ?P271 只能在室外或通风良好处使用。 ?事故响应： ?P301+P310 如误吞咽：立即呼叫解毒中心/医生 ?P321 具体治疗 ( 见本标签上的…… )。 ?P330 漱口。 ?P302+P352 如皮肤沾染：用水充分清洗。 ?P312 如感觉不适，呼叫解毒中心/医生 ?P361+P364 立即脱掉所有沾染的衣服，清洗后方可重新使用 ?P304+P340 如误吸入：将人转移到空气新鲜处，保持呼吸舒适体位。 ?P311 呼叫解毒中心/医生 ?安全储存： ?P405 存放处须加锁。 ?P403+P233 存放在通风良好的地方。保持容器密闭。 ?废弃处置： ?P501 按当地法规处置内装物/容器。 物理和化学危险： 无资料 健康危害： 吞咽会中毒。皮肤接触会中毒。吸入会中毒。 环境危害： 无资料 第3部分成分/组成信息 第4部分急救措施 急救： 吸入: 如果吸入，请将患者移到新鲜空气处。 皮肤接触: 脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。如有不适感，就医。 眼晴接触: 分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。立即就医。 食入: 漱口，禁止催吐。立即就医。 对保护施救者的忠告： 将患者转移到安全的场所。咨询医生。出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。 对医生的特别提示： 化学品安全技术说明书 第一部分化学品名称 化学品中文名：4-甲酚 化学品英文名：4-methylphenol 中文名称2：对甲酚 英文名称2：p-cresol 技术说明书编码：667 CAS号：106-44-5 分子式：C7H8O 分子量：108.13 第二部分成分/组成信息 纯品或混合物：纯品 第三部分危险性概述 危险性类别：第6.1类毒害品 侵入途径： 健康危害：本品对皮肤、粘膜有强烈刺激和腐蚀作用。引起多脏器损害。 急性中毒：引起肌肉无力、胃肠道症状、中枢神经抑制、虚脱、体温下降和昏迷，并可引起肺水肿和肝、肾、胰等脏器 损害，最终发生呼吸衰竭。 慢性影响：可引起消化道功能障碍，肝、肾损害和皮疹。 环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。 燃爆危险：本品可燃，高毒，具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。 第四部分急救措施 皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用甘油、聚乙烯乙二醇或聚乙烯乙二醇和酒精混合液 (7:3)抹洗，然后用水彻底清洗。或用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：立即给饮植物油15～30mL。催吐。就医。 第五部分消防措施 危险特性：遇明火、高热可燃。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 第六部分泄漏应急处理 应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏：收集回收或运至废物处理场所处置。 大孔吸附树脂概述 大孔吸附树脂是一种具有多孔立体结构人工合成的聚合物吸附剂，是在离子交换剂和其它吸附剂应用基础上发展起来的一类新型树脂，为用于固体萃取而设计。是依靠它和被吸附的分子（吸附质）之间的范德华引力，通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作的。合成吸附剂有大的比表面积和类似活性炭颗粒的内细孔结构。这些多孔特性使之从水溶液中有效的吸附有机化合物。用合成吸附剂萃取的过程能与其它溶剂萃取技术相比减少溶剂的使用量增加操作的安全性。 大孔吸附树脂特性 大孔吸附树脂具有多孔骨架，其性质与天然吸附剂活性炭相似，但具有下列优点，弥补了天然吸附剂－活性炭之不足。 1）物理、化学稳定性高，机械强度好，经久耐用。 2）再生容易，一般用水、稀酸、碱或有机溶剂，如低碳醇，丙酮即可，而且分离出来的物质灰分低。3）品种多，可根据不同要求，改变树脂孔结构、极性等表面性能适用于吸附多种有机化合物。 4）树脂一般为小球状，直径为0.2-0.8毫米之间，因此流体阻力不像粉状活性使用时不便。 大孔吸附树脂是一类不含离子交换基因的交联聚合物。由于它具有交联立体结构，决定了它不溶于任何酸、碱、有机溶剂及加热不熔的特点，又因它的弹性结构，使其具有较高的机械稳定性，及它的较高交联度而使其产生抗化学性，所以在较严酷的条件下，大孔吸附树脂比凝胶树脂具有更高的物理及化学稳定性。其热失重温度266℃。耐热、辐照性能好，聚苯乙烯型树脂耐热、耐辐照一般可用于150℃左右，在惰性气相中，短时间可经受200℃-250℃。对有机物浓缩，分离作用是不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰。其本身由于范德力或氢键的作用，具有吸附性，又具有多孔网状结构和很高的比表面积，而有筛选性能，所以它是一类不同于离子交换树脂的吸附和筛选性能相结合的分离材料。其化学结构不带或带有不同极性的功能基。根据树脂的表面性质，可分为非极性、中极性、极性、强极性四类。非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合制得的不带任何功能基，孔表疏水性较强，最适于由极性溶剂（如水）中吸附非极性物质。中极性吸附树脂含酯基的吸附树脂，其表面兼有疏水和亲水两部分，既可由极性溶剂中吸 香蕉水安全技术说明书Newly compiled on November 23, 2020 C H E M I C A L S A F E T Y D A T A S H E E T 化学品安全技术说明书 产品中文名称：（X-1）香蕉水 英文名称：Nitrocellulose lacqucr Thinner 企业名称：上海迎临化工有限公司 企业地址：上海市青浦区青昆路190号 传真号： 技术说明编号：Q/QWBC 22-2016 生效日期：2016年03月11日 一、成份组成信息： 纯香蕉水是无色透明易挥发的液体，有较浓的香蕉气味，微溶于水，能溶于各种有机溶剂，易燃，主要用作喷漆的溶剂和稀释剂。 二、理化特性 外观与性状：透明液体 密度：闪点:≤23℃ 气味：香蕉味 溶解性:不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、苯、乙酸乙酯、二硫化碳等多数有机溶剂。 性能与用途：用作溶剂，及用于调味、制革、人造丝、胶片和纺织品等加工工业。 三、危险概述 侵入途径：可以通过呼吸道吸入、皮肤吸收、食入。 健康危险： ○对呼吸道系统有刺激性，气雾会使人昏昏欲睡； ○食入会造成肺部损伤、抑制中枢神经； ○经常不断的接触下会使皮肤干燥分裂容易引起皮炎。 物理和化学危害性/火灾和爆炸的危险 ○高度危险。在略有加热至其闪点或高于其闪点温度时，液体放出的蒸汽会形成可燃性混合体。 ○静电放电。产品会积累静电，发生电火的电火花。 四、急救措施 皮肤接触： ○脱去污染衣物，再次穿着前须洗净； ○用大量清水冲洗，用肥皂清洗干净； 眼睛接触： ○用流动清水或生理盐水冲洗，直至刺激感消退；必要时上医院就医； 吸入溶剂： ○请立即脱离现场，至空气流通处，饮用足量开水，并予医疗护理； 误食： ○如发生吞服，请立即漱口，勿催吐。保持休息状态，及时进行医护。 五、防护措施 机械控制措施/通风 ○建议使用局部排气通风设施，以控制使用该产品源头溢漏气体。 个人防护： ○根据产品危害成度，工作场所及产品的使用方法选用个人防护设备； 正戊烷－正己烷混合液板式精馏塔设计 08(2)班 08233214 缪建芸 [摘要]化工设计在化学工程项目建设的整个过程中，是一个极其重要的环节，是工程建设的灵魂。化工设计是一门综合性很强的专业知识，同时又是一项政策性很强的工作，需要设计工作者拥有坚实的化学知识及化工常识。本文设计了一个常压浮阀精馏塔，分离含正戊烷45％（以下皆为质量分数）的正戊烷—正己烷混合液，其中混合液进料量为12626kg/h，进料温度为35℃，要求获得99％的塔顶产品和小于2％的塔釜产品,再沸器用0.25Mpa(表压)的水蒸汽作为加热介质,塔顶全凝器采用20℃冷水为冷凝介质. 通过翻阅大量的资料进行物性数据处理、塔板计算、结构计算、流体力学计算、画负荷性能图以及计算接管壁厚对浮阀塔展开了全方面的设计。 [关键词]化工设计，常压浮阀塔，物性，塔板 目录 摘要 .................................................... 错误！未定义书签。第一章概论 .. (4) 1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位: (4) 1.2 塔设备的分类及一般构造 (4) 1.3 对塔设备的要求 (5) 1.4 塔设备的发展及现状: (5) 1.5 塔设备的用材 (5) 1.6 板式塔的常用塔型及其选用 (5) 1.6.1 泡罩塔 (5) 1.6.2 筛板塔 (6) 1.6.3 浮阀塔 (6) 1.7 塔型选择一般原则 (7) 1.7.1 与物性有关的因素 (7) 1.7.2 与操作条件有关的因素 (8) 1.7.3 其他因素 (8) 1.8 板式塔的强化 (8) 第二章塔板计算 (9) 2.1 设计任务与条件 (9) 2.2 设计计算 (10) 2.2.1 设计方案的确定 (10) 2.2.2 精馏塔的物料衡算 (10) 2.2.3 塔板数的确定 (11) 第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14) 3.1 操作压力 (14) 3.2 操作温度 (14) 3.3 平均摩尔质量.................................... 错误！未定义书签。4 3.4 平均密度......................................... 错误！未定义书签。 3.5 液相平均表面张力................................. 错误！未定义书签。 3.6 液相平均黏度 (19) 3.7物性数据总汇 (21) 第四章精馏塔的塔体、塔板工艺尺寸计算 ................... 错误！未定义书签。 4.1 塔径的计算....................................... 错误！未定义书签。 4.2 精馏塔高度的计算................................. 错误！未定义书签。 4.3 溢流装置计算..................................... 错误！未定义书签。 4.4 塔板布置及浮阀数目与排列 (26) 第五章塔板流体力学验算 (28) 5.1气相通过浮阀塔板的压降 (28) 5.2 淹塔 (28) 5.3 雾沫夹带 (29) 第六章负荷性能图 ....................................... 错误！未定义书签。 6.1雾沫夹带线 ....................................... 错误！未定义书签。 6.2液泛线 ........................................... 错误！未定义书签。 6.3 液相负荷上限线................................... 错误！未定义书签。 松香水安全技术说明书 第一部分：化学品及企业标识 化学品中文名称：松香水 化学品英文名称：thinner 第二部分：成分/组成信息 混合物 成分 本乙烷、二甲苯、三甲苯所调配而成的有机溶剂辛烷、壬烷、 第三部分：危险性概述 危险性类别：第三类易燃液体 侵入途径：吸入、食入 健康危害:会出现疲惫、恶心、错觉、活动失灵、全身无力、嗜眠、头痛、牙龈出血、湿疹等症状 第四部分：急救措施 皮肤接触：用大量清水冲洗，如有可能请使用香皂。除去大部分被沾污的衣物，包括鞋子等。再次穿着前须洗净。 眼睛接触：用大量清水冲洗眼睛直至刺激感消退。若刺激感仍持续，需进行医疗处理。 吸入:使用合适的呼吸防护装置，立即将有关患者转移。若患者呼吸停止，须进行人工呼吸。 保持休息状态，及时进行医护。 食入:若发生吞服，勿催吐。保持休息状态，及时进行医护。 第五部分：消防措施 危险特性：燃爆危险：本品极度易燃 有害燃烧产物：一氧化碳 灭火方法：用水喷洒冷却火焰触及的表面，并保护人员安全。切断”燃料”源。灭火剂：泡沫、干粉化合物或水。 第六部分：泄漏应急处理 应急处理:首先切断一切火源，戴好防毒面具与手套。用砂土吸收，倒至空旷地方任其蒸发。对污染地面用肥皂或洗涤剂刷洗，经稀释的污水放入废水系统。 第七部分：操作处理与储存 操作注意事项:不要接近明火，热源或点火源的地方操作。该产品会积累静电，可能造成电火花 （点火源）。须采取适当的接地措施。不要对容器进行加压、切割、加热 或焊接。空容器可能含有产品残渣，未经专业清洗或重整前不要再使用该 空容器。 储存注意事项：常温常压贮存，贮存在荫凉通风处，并远离不相容的物质。确保容器密闭，小心轻放。 贮存地方不要接近明火，热源或点火源。须采用合适的接地措施。贮存容 器材料，须是碳钢、不锈钢，涂料：聚乙烯、聚丙烯、聚酯、正戊烷精馏塔工艺计算
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