苯甲苯精馏
苯甲苯精馏工艺流程

苯甲苯精馏工艺流程
《苯甲苯精馏工艺流程》
苯甲苯(又称甲苯)是一种重要的有机化合物,常用作溶剂或起始原料,通常通过精馏工艺来生产高纯度的苯甲苯。
下面将介绍苯甲苯精馏工艺的流程。
首先,将含有苯甲苯的原料混合物加热至其沸点,然后通过蒸馏的方式将其分离。
在这个过程中,通过不同温度下的蒸馏,可以分离出不同纯度的苯甲苯。
一般来说,苯甲苯的沸点为136℃,可以通过控制加热温度来控制分馏的纯度。
然后,通过凝结冷却,将蒸汽转变为液态的苯甲苯,这样就得到了较高纯度的苯甲苯产品。
接着,可以对残渣进行再生产或处理,提高整体产出率。
最后,苯甲苯产品经过检测、包装后即可出厂销售或用作下游生产原料。
在整个工艺流程中,需要严格控制温度、压力和流量等工艺参数,以确保产品的质量和安全。
通过上述精馏工艺流程,可以生产出高品质的苯甲苯产品,满足市场需求,并为其他工业生产提供原料保障。
苯-甲苯精馏

XXX大学XXX学院成绩化工原理课程设计说明书设计名称:苯-甲苯溶液连续筛板精馏塔设计年级专业:XXX专业姓名:XXXXXX指导老师:XXX2013年1月15日目录概述 (1)一、设计目的 (1)二、设计任务 (1)三、生产流程简介及精馏意义简述 (1)第一部分全塔物料衡算 (2)一、物料衡算 (2)1.原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率热量衡算 (2)2.原料液及其塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 (2)二、热量衡算 (2)1、预热器的蒸汽用量的计算 (2)2、塔釜蒸汽用量的计算 (3)3、冷凝器需水量的计算 (3)4、冷却器需水量的计算 (4)三、回流比的确定 (4)四、理论塔板数及灵敏板的确定 (5)1、理论板层数N T的求取 (5)⑴精馏塔的气、液相负荷 (5)⑵精馏段、提馏段操作线方程 (5)⑶图解法求理论塔板层数 (5)2、理论板层数N T的求取 (6)第二部分塔板及其塔的主要尺寸的设计 (6)一、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算 (6)1、操作压力的计算 (6)2、操作温度的计算 (6)3、平均摩尔质量的计算 (7)4、平均密度的计算 (7)5、平均表面张力的计算 (8)6、液相平均粘度的计算 (9)二、塔板间距的确定 (9)三、塔径的确定 (10)四、塔板的设计 (10)第三部分流体力学的计算及其有关水力性质的校核,作负荷性能 (12)一、校核计算 (12)1、板压降的校核 (12)2、液沫夹带量的校核 (13)3、溢流液泛条件的校核 (13)4.液体在降液管内停留时间的校核 (14)5.漏液点的校核 (14)二、负荷性能图 (15)1、漏液线 (15)2、液沫夹带线 (15)3、液相负荷下限线 (16)4、液相负荷上限线 (16)5、液泛线 (16)第四部分设计数据汇总 (18)一、精馏塔内的物料衡算 (18)二、摩尔流率 (19)三、热量衡算 (19)四、塔板的详细设计 (19)五、管路管径的选择 (20)六.筛板塔设计计算结果 (21)第五部分流程评价 (22)第六部分认识及体会 (22)参考文献 (24)附录1 ...................................................................................................................... 25-29附表 ......................................................................................................................... 30-33符号说明:英文字母A a---- 塔板的开孔区面积m2 H2----裙座高度mA f---- 降液管的截面积m2 K----稳定系数Ao---- 筛孔区面积m2l w----堰长mA T----塔的截面积m2L h----液体体积流量m3/hC----负荷因子无因次L s----液体体积流量m3/sC20----表面张力为20mN/m的负荷因子n----筛孔数目d o----筛孔直径P----操作压力KPaD----塔径m △P----压力降KPae v----液沫夹带量kg液/kg气△P p----气体通过每层筛的压降KPaE T----总板效率T----理论板层数R----回流比u----空塔气速m/sR min----最小回流比u0,min----漏夜点气速m/su'----液体通过降液管底隙的速度m/s M----平均摩尔质量kg/kmolt m----平均温度℃V h----气体体积流量m3/hg----重力加速度9.81m/s2V s----气体体积流量m3/sF a----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2) W c----边缘无效区宽度mh d----和干板压降相当的液柱高度m W d----弓形降液管宽度mh p----气体通过每层塔板的液注高度m W s ----泡沫区宽度mh f----泡沫层高度mh L----板上清液层高度m希腊字母h l----和板上液层阻力相当的液注高度m液管的底隙高度m δ----筛板的厚度mh ow----堰上液层高度mυ----粘度mPa.sh W----溢流堰高度m ρ----密度kg/m3h c----和液体流过降液管的压降相当的液柱高度mσ----表面张力N/mh----和克服液体表面张力所产生的阻力相当φ----开孔率无因次σ的液注高度m α----质量分率无因次H----板式塔高度m ----液体在降液管内停留时间sH B----塔底空间高度mH d----降液管内清液层高度m 下标H D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距m max----最大的H P----人孔处塔板间距m min----最小的H T----塔板间距m L----液相的Z----板式塔的有效高度 m V---- 气相的H1----封头高度 m苯---甲苯溶液连续筛板精馏塔设计概述一、设计目的:1.培养学生运用化工原理课程及有关知识进行化工工艺设计的能力;2.在培养学生设计能力的同时,建立正确的设计思路和设计方法。
苯-甲苯精馏塔一些计算计

苯-甲苯精馏塔计算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,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入苯的储罐,而其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。
液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。
塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原料的加入。
最终,完成苯与甲苯的分离。
3.2.2 方案的说明和论证本方案主要是采用浮阀塔。
精馏设备所用的设备及其相互联系,总称为精馏装置,其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类,通称塔设备,和其他传质过程一样,精馏塔对塔设备的要求大致如下:3一:生产能力大:即单位塔截面大的气液相流率,不会产生液泛等不正常流动。
二:效率高:气液两相在塔内保持充分的密切接触,具有较高的塔板效率或传质效率。
三:流体阻力小:流体通过塔设备时阻力降小,可以节省动力费用,在减压操作是时,易于达到所要求的真空度。
四:有一定的操作弹性:当气液相流率有一定波动时,两相均能维持正常的流动,而且不会使效率发生较大的变化。
五:结构简单,造价低,安装检修方便。
六:能满足某些工艺的特性:腐蚀性,热敏性,起泡性等。
而浮阀塔的优点正是:3.3 设计的计算与说明3.3.1 全塔物料衡算根据工艺的操作条件可知:料液流量F=(10-0.5*19)t/h=2.25Kg/s =94.285Kmol/h料液中易挥发组分的质量分数xf =(30+0.5*19)%=39.5%;塔顶产品质量分数xd = 98%,摩尔分数为97.6%;塔底产品质量分数xw= 2%,摩尔分数为1.7%;由公式:F=D+WF*xf=D*xd+W*xw代入数值解方程组得:塔顶产品(馏出液)流量D=41.067 Kmol/h=0.89Kg/s;塔底产品(釜液)流量W=53.218Kmol/h=1.360 Kg/s。
苯与甲苯的精馏塔设计

苯与甲苯的精馏塔设计苯与甲苯是常见的有机化工原料,其精馏塔设计是化工工程中的重要环节之一首先,我们需要确定设计的目标和要求。
在苯与甲苯的精馏过程中,一般的设计目标是实现高纯度的苯和甲苯产品,并且在经济效益上达到最佳。
第二步,需要进行物性参数测定和实验数据收集。
包括苯和甲苯的蒸气压、沸点、密度等物性参数,以及其在不同温度下的相平衡数据等。
接下来,可以运用精馏塔设计的经典方法,如麦凯布-塔克方法或史密斯方法,进行精馏塔的初步设计。
在初步设计中,首先确定塔顶和塔底的操作压力,即以什么方式进行冷凝和加热。
其中,冷凝方式可以通过冷凝器来进行,而加热可以通过加热器来实现。
然后,可以根据塔底的更容易凝结的成分,例如甲苯,选择合适的塔底冷凝器类型。
常见的塔底冷凝器类型包括冷却盘、冷凝卷管和冷凝器。
接下来,进行塔板的设计。
塔板的设计包括确定板间距、塔板孔径、塔板的有效蒸汽速度等参数。
这些参数对于实现塔板上液相和气相的充分搅拌、易于负荷和操作都非常重要。
在塔板设计完成后,可以进行塔塞的设计。
塔塞的设计包括塔塞的形状、大小以及布置在塔板上的位置。
塔塞的作用是增加交换效果,提高分离效果。
在塔板和塔塞设计完成后,可以进行填料的设计。
填料的设计包括填料的材料选择、填料的形状和尺寸。
填料的作用是增加表面积,提高蒸馏效率。
最后,进行精馏塔的热力学计算和模拟。
可以通过现有的化工流程模拟软件,如Aspen Plus,对精馏塔进行热力学计算和性能预测。
这可以帮助我们更好地了解在不同操作条件下,塔的性能如何,以及它能否满足设计要求。
总结起来,苯与甲苯的精馏塔设计是一项复杂且精细的工程,需要综合考虑物性参数、操作要求和经济效益等因素。
通过前期的物性参数测定和实验数据收集,结合经典的精馏塔设计方法和现代化工流程模拟软件的应用,可以设计出高效、可靠的精馏塔。
苯和甲苯精馏塔课程设计

苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言在化工工艺中,精馏是一种常用的方法,用于将混合物中的不同组分分离。
在本课程设计中,我们将研究苯(C6H6)和甲苯(C7H8)的精馏过程。
苯和甲苯都是重要的化工原料,在许多工业领域有广泛的应用。
本文将从以下几个方面对苯和甲苯精馏塔进行课程设计:1.塔板设计2.塔顶和塔底的操作条件3.塔的热力设计4.塔的操作优化二、塔板设计苯和甲苯的分离需要高效的塔板设计。
塔板是精馏塔中的一个关键部件,用于增加气液接触面积,实现组分的分离。
在塔板设计中,需要考虑以下几个因素:1.塔板间距:塔板间距的选择应考虑到塔内液相流动的良好性,通常为0.5-1.0米。
2.塔板孔径:塔板孔径的选择需要满足固液分离要求,并尽可能减小液体在孔中的停留时间。
通常为2-5毫米。
3.塔板孔位:塔板孔位的布置应使液体能均匀地流过塔板,并实现气液混合。
常见的孔位布置有正交孔位和方孔位。
4.塔板活性高度:塔板活性高度的选择应满足组分分离的要求,并考虑到不同塔板间液位的变化。
三、塔顶和塔底的操作条件在塔顶和塔底的操作条件设计中,我们需要确定适当的温度和压力,以便实现苯和甲苯的分离。
1.塔顶:在塔顶,通过降低温度和增加压力,可以将甲苯从苯中分离出来。
一般情况下,塔顶的温度应低于塔底的温度,以保证甲苯的净蒸发。
同时,通过适当的塔顶压力调节,可以控制甲苯的回流比例。
2.塔底:在塔底,苯和甲苯的混合物会进行分馏。
通过增加温度和降低压力,可以将苯从甲苯中分离出来。
塔底的温度应高于塔顶的温度,以保证苯的净蒸发。
同时,通过适当的塔底压力调节,可以控制苯的回流比例。
四、塔的热力设计塔的热力设计是保证苯和甲苯精馏效果的关键。
在热力设计中,需要考虑以下几个方面:1.热稳定性:苯和甲苯在精馏塔中的热稳定性要求较高,避免产生不稳定的产物,影响产品质量。
2.能量平衡:通过热交换器对塔内液体和气体进行能量平衡,提高塔的热效率。
3.冷却方式:选择合适的冷却方式,如水冷却或气冷却,以控制塔顶和塔底的温度。
苯和甲苯精馏塔课程设计

苯和甲苯精馏塔课程设计简介本文旨在介绍苯和甲苯精馏塔的设计方案。
苯和甲苯是工业上重要的有机化学物质,它们的精馏分离是工业上的常见操作。
本文将介绍苯和甲苯的物性参数、塔设计流程以及模拟计算过程。
物性参数苯的密度为 1.045g/cm³,沸点为80.1℃,甲苯的密度为0.867g/cm³,沸点为139.1℃。
对于本设计,需要知道苯和甲苯的汽液平衡常数和相对挥发度。
汽液平衡常数是指在一定温度下,液相和气相中物质浓度的比例关系,它是塔设计的关键参数。
相对挥发度则是指两种组分在液相中的蒸气压比值,是计算汽液平衡常数的必要参数。
塔设计流程苯和甲苯的精馏分离可以采用塔式设备,它是一种常见的分离设备。
塔设计的流程分为以下几个步骤:1. 确定进料组成和塔顶组成。
这是塔设计的基础,进料组成和塔顶组成决定了塔的操作条件和输出产品的质量。
2. 估算塔的理论板数。
理论板数是指在理想状态下,需要多少个塔板才能完成分离。
估算理论板数是塔设计的关键步骤,它涉及物性参数和操作条件。
3. 选择填料类型和填料高度。
填料是塔内部的一种结构,它能够增加液相和气相之间的接触面积,从而增加精馏效率。
填料的选择和高度决定了塔的性能。
4. 确定塔的尺寸。
塔的尺寸包括直径、高度和塔板间距等参数。
这些参数是根据填料类型、操作条件和理论板数等因素来确定的。
5. 进行塔的模拟计算。
模拟计算是为了验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
模拟计算苯和甲苯的精馏塔设计需要进行模拟计算,以验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
在计算机程序中,可以采用化工流程模拟软件来进行塔设计。
这些软件可以模拟塔的运行过程,包括传热、传质和反应等过程。
通过这些软件,可以得到塔的操作条件和输出结果。
在实验中,可以采用塔的模型进行实验。
塔的模型是一种缩小的实验装置,它可以模拟塔的运行过程。
苯-甲苯连续精馏塔简介

苯—甲苯连续精馏塔的简介精馏是分离液体混合物(含液化的气体混合物)的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。
精馏过程是气、液两相多次接触和分离,利用液相混合物各组分挥发度不通,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。
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储存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表;由这些设备实现精馏过程的生产系统,即设计所需要的连续精馏塔装置。
工业上对塔设备的主要要求是: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。
板式塔大致分为两类:1、有降液管的塔板,如泡罩塔、浮阀塔、筛板塔等;2、无降液管的塔板,如穿流式筛板塔、穿流式波纹管塔等。
工业上应用较多的是有降液管的塔板。
苯,沸点80.1℃,熔点5.5℃,在常温下是无色、有芳香气味的透明液体,易挥发,密度0.88×103kg/m3,难溶于水,易溶于有机溶剂。
甲苯,沸点110.6℃,熔点-95℃,在常压下是无色、带有一种特殊芳香味的透明液体,密度0.866×103kg/m3,,对光有很强的折射作用,难溶于水,可与二硫化碳,酒精,乙醚以任意比例互溶。
分离苯和甲苯,可以利用二者沸点的不同,采用塔设备使其分离并分别进行回收和储存。
筛板是在塔板上钻出均匀分布的筛孔,呈正三角形排列。
上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层,形成气液密切接触的泡沫层。
筛板塔是1932年提出的,当时主要用于酿造。
其优点是结构简单,制造维修方便,造价低,气体压降小,板上液面落差较小,相同条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔。
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料液。
苯-甲苯精馏分离

实验2 苯-甲苯精馏分离化工系2010011811 毕啸天1. 实验内容使用灵敏度分析功能,分别研究苯-甲苯精馏例题中进料位置NF、塔顶采出量D对塔底热负荷、塔顶产品浓度的影响规律。
2.流程图(1)首先按照上图所给出的模型,在Aspen主界面上作出严格精馏模块RadFrac,作出Stream 标注各路名称。
(2)点击眼镜,在setup-title中键入项目名称。
(3)在components中输入苯、甲苯的英文名,确认物质正确。
(4)苯与甲苯结构相似,它们的互溶液可看作理想溶液。
因此在propertities中选择热力学方法为ideal。
(5)按原题要求,在Stream-F中设置总流量100kmol/h,苯的摩尔分数0.44,压强1bar,纯液体无气相。
(6)模块参数取NT=30,NF=16,R=3,D=44,按此参数设置。
在Block-B1-setup-configuration中设置Number of Stages为30,下面两项分别设置为44,3。
进料点设置在中间第16块。
3.运行结果由此结果可见,分离十分完全,分离杂质均在几百PPM级。
4.灵敏性分析(1)Data-Model Analysis Tools-sensitivity,设置新的因变量。
其中之一为塔顶产品浓度,名为NONGDU,type Mole-Frac, Stream D, Substream Mixed, Component Benzene。
另一个为塔底热负荷,名为HD,type Block-Var, Block B1, Variable QN。
(2)自变量进料点NF设置,type Block-Var, Block B1, Variable Feed-Stage, Sentence FEEDS, ID1:F.右方设置步长。
自变量塔顶采出量D,type Block-Var, Block B1, Variable MOLE-D, Sentence COL-SPECS再以塔顶采出量为自变量,研究它对两个因变量的关系。
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苯-甲苯精馏————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:成绩XXX大学XXX学院化工原理课程设计说明书设计名称:苯-甲苯溶液连续筛板精馏塔设计年级专业: XXX专业姓名:XXXXXX指导老师: XXX2013年1月15日目录概述 (1)一、设计目的ﻩ1二、设计任务ﻩ1三、生产流程简介及精馏意义简述 (1)第一部分全塔物料衡算ﻩ22一、物料衡算ﻩ1.原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率热量衡算ﻩ222.原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量ﻩ二、热量衡算ﻩ21、预热器的蒸汽用量的计算ﻩ22、塔釜蒸汽用量的计算 (3)3、冷凝器需水量的计算ﻩ34、冷却器需水量的计算ﻩ4三、回流比的确定ﻩ4四、理论塔板数及灵敏板的确定ﻩ51、理论板层数NT的求取 (5)⑴精馏塔的气、液相负荷ﻩ5⑵精馏段、提馏段操作线方程ﻩ5⑶图解法求理论塔板层数ﻩ52、理论板层数N T的求取6ﻩ第二部分塔板及其塔的主要尺寸的设计ﻩ6一、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算 (6)1、操作压力的计算 (6)2、操作温度的计算ﻩ63、平均摩尔质量的计算 .................................................................................................. 74、平均密度的计算 (7)5、平均表面张力的计算ﻩ86、液相平均粘度的计算 .................................................................................................... 9ﻩ二、塔板间距的确定ﻩ910三、塔径的确定ﻩ四、塔板的设计ﻩ10第三部分流体力学的计算及其有关水力性质的校核,作负荷性能 (12)一、校核计算 (12)1、板压降的校核 (12)132、液沫夹带量的校核ﻩ3、溢流液泛条件的校核ﻩ13144.液体在降液管内停留时间的校核ﻩ5.漏液点的校核ﻩ1415二、负荷性能图ﻩ151、漏液线ﻩ2、液沫夹带线ﻩ1513、液相负荷下限线ﻩ64、液相负荷上限线 ...................................................................................................... 165、液泛线ﻩ16第四部分设计数据汇总 (18)18一、精馏塔内的物料衡算ﻩ二、摩尔流率 .................................................................................................................... 19三、热量衡算 (19)四、塔板的详细设计ﻩ1920五、管路管径的选择ﻩ六.筛板塔设计计算结果ﻩ2122第五部分流程评价ﻩ第六部分认识及体会 (22)24参考文献ﻩ附录1 ................................................................................................................. 25-29附表ﻩ30-33符号说明:英文字母A a---- 塔板的开孔区面积m2H2----裙座高度mAf---- 降液管的截面积m2 K----稳定系数Ao----筛孔区面积m2lw----堰长mAT----塔的截面积m2ﻩL h----液体体积流量m3/hC----负荷因子无因次ﻩLs----液体体积流量m3/sC20----表面张力为20mN/m的负荷因子n----筛孔数目do----筛孔直径ﻩP----操作压力KPaD----塔径mﻩ△P----压力降KPae v----液沫夹带量kg液/kg气ﻩ△P p----气体通过每层筛的压降KPaE T----总板效率ﻩT----理论板层数R----回流比u----空塔气速m/sRmin----最小回流比u0,min----漏夜点气速m/su'----液体通过降液管底隙的速度m/s M----平均摩尔质量kg/kmolt m----平均温度℃Vh----气体体积流量m3/hg----重力加速度9.81m/s2V s----气体体积流量m3/sF a----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2) W c----边缘无效区宽度mhd----与干板压降相当的液柱高度mﻩWd----弓形降液管宽度mh p----气体通过每层塔板的液注高度mﻩW s ----泡沫区宽度mhf----泡沫层高度mﻩh L----板上清液层高度m希腊字母h l----与板上液层阻力相当的液注高度m液管的底隙高度mﻩδ----筛板的厚度mhow----堰上液层高度mυ----粘度mPa.shW----溢流堰高度mρ----密度kg/m3h c----与液体流过降液管的压降相当的液柱高度mﻩσ----表面张力N/mh----与克服液体表面张力所产生的阻力相当φ----开孔率无因次σ的液注高度m α----质量分率无因次H----板式塔高度m τ----液体在降液管内停留时间s H B----塔底空间高度mHd----降液管内清液层高度m下标HD----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距m max----最大的H P----人孔处塔板间距m min----最小的HT----塔板间距m L----液相的Z----板式塔的有效高度 m V---- 气相的H1----封头高度m苯---甲苯溶液连续筛板精馏塔设计概述一、设计目的:1.培养学生运用化工原理课程及有关知识进行化工工艺设计的能力;2.在培养学生设计能力的同时,建立正确的设计思路和设计方法。
二、设计任务:1.处理量:6万吨/年2.料液组成(质量分数):40%;3.塔顶产品组成(质量分数):96.0%4.塔底釜液组成:1.0%;5.年工作生产时间:330天;6.全塔总效率:52%;7. 操作压力:4kPa(塔顶表压)8.泡点进料,回流比自选。
三、生产流程简介及精馏意义简述:1.生产流程简介:本装置为泡点进料,原料在预热器中预热至泡点,从精馏塔进料位置加入,在进料位置与塔上部回流汇合后流入塔底的再沸器,回流液体在填料表面与上升气体相接触,进行热质传递过程。
操作连续的从再沸器中取出部分液体汽化产生上升蒸汽依次通过填料层,其余的为塔底产品。
塔顶蒸汽进入冷凝器冷凝后,部分泡点回流,其余被冷却器冷却到常温作为产品流出。
板式精馏塔流程图2.精馏意义:苯、甲苯作为常用溶剂广泛的应用于化工、药品行业,为了降低原料消耗和产品成本,通常设置苯回流装置,将使用过的的苯予以提纯回收,根据工业生产特点和工厂试验经验,设计苯-甲苯连续精馏装置。
第一部分、工艺计算一、物料衡算1、 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量为:78.11kg /km ol甲苯的摩尔质量为:92.13kg/kmolF x =(0.40/78.11)/(0.40/78.11+0.60/92.13)=0.440D x =(0.96/78.11)/(0.96/78.11+0.04/92.13)=0.966 x W =(0.01/78.11)/(0.01/78.11+0.99/92.13)=0.012 2、原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量M f=0.440×78.11+92.13×(1-0.440)=85.96k g/mol Md =0.966×78.11+92.13×(1-0.966)=78.59kg/m ol M w =0.012×78.11+92.13×(1-0.012)=91.96kg/mol 则可知:原料的处理量:F=6/(330×24×85.96)=88.13kmol/h 总物料衡算:F= D+W苯物料衡算:F ×x f = D ×xd +W ×x w带入数据,容易得出: W=48.592kmo l/hD=39.538km ol/h二、热量衡算1.预热器的蒸汽用量的计算:⑴设原料进入预热器的进口温度1t =20.0℃,查附录苯-甲苯物性曲线图得 20℃时,苯的比热容为: )/(716.11K kg kJ c A •=甲苯的比热容为: )/(681.11K kg kJ c B •=所以入口混合液体比热容为:)/(695.1681.1)40.01(716.140.0)1(11111K kg kJ c w c w c B A •=⨯-+⨯=-+= ⑵由于泡点进料,所以原料出预热器的进口温度1.992==F t t ℃, 查附录苯-甲苯物性曲线图得99.1℃时,苯的比热容为: )/(968.12K kg kJ c A •=甲苯的比热容为: )/(989.12K kg kJ c B •=所以出口混合液体比热容为:)/(981.1989.1)40.01(968.140.0)1(21212K kg kJ c w c w c B A •=⨯-+⨯=-+= 所以其平均比热容为:())/(838.12/)981.1695.1(2/21K kg kJ c c c •=+=+=⑶常压蒸馏,操作压力为101.325kPa查饱和蒸汽压表得101.325 KP a时,水的汽化热kg kJ r w /974.1376= 由于饱和蒸汽冷凝放出的热量和原料液吸收热量相等所以 )(121t t c M F r W F w -⋅⋅⋅=⋅带入数据,可得:h kg W /77.799974.1376/)0.201.99(838.195.8513.881=-⨯⨯⨯=2.塔釜蒸汽用量的计算因原料液采用泡点进料,1=q ,V '(提馏段的蒸汽量)=V又 V =(R +1)×D=3.696×39.583=146.299 k mol/h 2.117=W t ℃时,查附录苯-甲苯物性曲线图得苯的汽化热 kg kJ r A /072.365=甲苯的汽化热 kg kJ r B /972.355=则塔釜汽化所吸收的热量:kg kJ w r w r r B B A A /882.356)1.01(972.3551.0072.365=-⨯+⨯=+=塔釜釜液汽化所吸收的热量与加热蒸汽冷凝放出的热量相等,即 Vr M r W W w =2带入数据,可得:h kg W /90.3486974.1376/882.356299.14696.912=⨯⨯=3.冷凝器需水量的计算由塔顶的温度0.82=D t ℃,查附录苯-甲苯物性曲线图得苯的汽化热 kg kJ r A /138.390=甲苯的汽化热 kg kJ r B /659.376=设冷凝水0.201=t ℃ 0.502=t ℃平均温度 352/)0.500.20(2/)(21=+=+=t t t ℃ 此时,水的比热容为:)/(174.4K kg kJ c w •=苯—甲苯蒸气冷凝放出的热量与水吸收的热量相等,即V M w r w r t t c W D B B A A w )()(123+=-带入数据,可得)]0.200.50(174.4/[299.14659.78)04.0659.37696.0138.390(3-⨯⨯⨯⨯+⨯=W h kg /77.35772=4.冷却器需水量的计算假设产品经冷却器的出口温度为20.0℃,且产品进入冷却器的温度82.0℃ 则其平均温度为:512/)0.820.20(=+=t ℃ 苯的比热容为: )/(790.1K kg kJ c A •= 甲苯的比热容为: )/(806.1K kg kJ c B •= 其平均比热容为:)/(791.104.0806.196.0790.1K kg kJ w c w c c B B A A •=⨯+⨯=+=设冷凝水0.201=t ℃ 0.502=t ℃平均温度 352/)0.500.20(2/)(21=+=+=t t t ℃ 此时,水的比热容为:)/(174.4K kg kJ c w •= 冷却水吸收的热量与产品放出的热量相等,即产品)()(12124t t c DM t t c W D w w -=- 带入数据,可得)]0.200.50(174.4/[)0.200.82(791.159.78538.394-⨯-⨯⨯⨯=Wh kg /47.2755=三、回流比的确定因为苯与甲苯属于理想物系,可采用图解法求解(见相平衡图) 采用作图法求最小回流比,因为是泡点进料,所以q =1,x q = xf 。