《化工原理课程设计》报告
40000 吨/年苯和甲苯
精馏装置设计
班级：
专业：化工工艺及工程
设计者姓名：
指导老师：
学号：
完成日期： 2012年 6月 20 日
化工原理课程设计任务书
一、设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
本课程设计是依据实际生产情况加以一定程度的简化而提出的。
二、设计任务及操作条件
1、进精馏塔的料液含苯55%(质量)，其余为甲苯
2、产品的苯含量≥97%(质量)，取97%
3、釜液中苯含量≥2%(质量)，取2%
4、年处理原料量：40000吨
5、每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）
6、操作条件
⑴精馏塔塔顶压强 0.04MPa(表压)
⑵进料热状况泡点液体（q=1）
⑶回流比 R=1.6Rmin
⑷加热水蒸气压强 3.0kg/cm² (表压)
⑸单板压降 <8mmHg
⑹设备型式筛板
⑺厂址徐州地区
三、设计项目(设计说明书内容)
⒈流程的确定及说明
⒉塔板数的计算
⒊塔径计算
⒋塔板结构设计
⑴塔板结构尺寸的确定
⑵流体力学验算
⑶计算、绘制塔板负荷性能图
⒌其它
⑴塔釜加热蒸汽消耗量的计算
⑵塔顶冷凝器或分凝器(设计者确定)的换热面积和选型，冷却水消耗量的计算
⑶灵敏板位置的确定(并图示)
⒍应绘制的各幅图
⑴实际设计的工艺流程图
⑵塔板布置图
⑶塔局部侧剖图
苯-甲苯饱和蒸汽压的安托尼公式：
logp︒=A-B/(C+t) p︒的单位:kPa t的单位:℃
组分 A B C
苯 6.023 1206.35 220.24
甲苯 6.078 1343.94 219.58
四、苯的生产工艺流程
在炼焦过程产生的焦炉煤气，其中含有30～45%(g/标m 3
)的粗苯。粗苯的主要成分是：苯(约70%)、甲苯(约14%)、二甲苯(约3%)和三甲苯。 生产中一般采用煤焦油中230～300℃的洗油馏分将粗苯从煤气中吸收下来。洗油在低温(20～80℃)下具有选择吸收煤气中粗苯的性质，而在升高温度(140～180℃)时又能从富油中将粗苯释放出来。粗苯经过精馏分离成轻苯(150℃前馏分)和重苯(150～200℃时的馏分)。
轻苯是一种组分很复杂的混合物，其中含有不饱和物、硫化物、酸性和碱性化合物以及饱和烃。为了得到苯属烃，要把杂质除去。
先将轻苯中80℃以前的初馏分切去，除去部分不饱和物和硫化物。然后用浓硫酸进行两次洗涤，用碱中和洗涤一次后，除去其中>80℃的不饱和物、硫化物、酸性和碱性化合物。洗涤过程中，有部分沸点较高的酸洗聚合物溶解在轻苯里，用水蒸汽蒸馏的方法把苯属烃蒸出，酸洗聚合物作为残液除去。
最后用连续精馏的方法提纯苯。如图所示，已经去除了杂质的轻苯用进料泵送入纯苯精馏塔的进料板上，由附设在塔底外部的列管式换热器用水蒸汽间接加热釜液至130℃左右，釜液蒸汽从塔底向上与自塔上端流下的液体逆向流动，密切接触传质传热。苯蒸汽则以80℃的温度从塔顶逸出，在冷凝冷却器中降温至20～60℃，经油水分离器除去分离水，满流入回流槽，再用回流泵将一部分苯液打入塔顶，另一部分则由回流槽上部满流入计量槽作为产品。釜液(128℃) 经冷却(50℃)后再去提取甲苯二甲苯等苯属烃产品。
1.轻苯储槽
2.进料泵
3.纯苯精馏塔
4.加热器
5.冷凝冷却器
6.油水分离器
7.回流槽
8.计量槽
9.回流泵 10.喷淋式冷却器 11.釜液储槽
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目录
引言. (6)
1 绪论 (6)
1.1设计背景 (6)
1.2设计方案 (6)
2 精馏塔的工艺设计 (7)
2.1全塔工艺设计计算 (7)
2.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 (7)
2.1.2平均相对挥发度的计算 (7)
2.1.3最小回流比和适宜回流比的选定 (8)
2.1.4物料衡算........................................... 错误！未定义书签。
2.1.5图解法确定理论板数 (9)
2.1.6全塔效率 (9)
2.1.7实际塔板数及实际加料位置 (9)
3.塔的工艺条件及物性数据计算 (10)
3.1.1操作压强 P (10)
3.1.2操作温度 T (10)
3.1.3塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (10)
3.1.4精馏段和提馏段各组分的密度 (11)
3.1.5液体表面张力的计算 (12)
3.1.6液体粘度 (12)
3.1.7气液负荷计算 (13)
3.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (13)
3.2.1塔径 D (13)
3.2.2液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确定 (15)
3.2.4筛孔数 n 及开孔率φ (19)
3.2.5塔有效高度Z (20)
3.3筛板塔的流体力学校核算 (20)
3.3.1板压降的校核 (20)
3.3.2液沫夹带量e V的校核 (21)
3.3.3溢流液泛条件的校核 (21)
