年产11万吨乙苯精馏塔工艺设计方案

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1、年产11万吨乙苯精馏塔工艺设计方案第1章绪论1.1设计背景为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度。如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。填料种类出拉西、环鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。同时我国还进口一些新型塔设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研、设计工作，加速了我国塔技术的开发。国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决与塔盘的结构，而是主要取决与物系的性质，如：挥发度、黏度、混合物的组分等。国外已

2、经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面则在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。经过我国这些年的努力，在塔研究方面与国外先进技术的差距正在不断的减2.全塔物料衡算2.1全塔物料衡算苯的摩尔质量：M=78kg/kmol甲苯的摩尔质量:M=92kg/kmolX=2.2平均摩尔质量58M=78=85.00kg/kmol2.3物料衡算F==41666.67kg/hF==490.20kmol/hD=F=490.20=224.87kmol/hW=F－D=490.20-224.87=265.33kmo

3、l/h3.塔板数的确定3.1确定理论塔板数3.1.1由苯-甲苯气液平衡数据绘制x-y，t-x-y图苯(A)-甲苯(B)饱和蒸汽压数据：由公式：y=,y=计算得苯-甲苯的t-x-y数据如下：58由上表数据绘制得x-y，t-x-y图（见附图2）用作图法求R并选取R本设计的进料状态选取的是泡点进料，即q=1,q线方程为：作图得R===1.29R=1.6R=2.1由此可得精、提馏短的操作线方程分别为：y=0.68x+0.31y=1.3x–0.0083.1.3用图解法求理论板数N求解过程见附图2，总理论板数N=13（包括塔釜）。其中精馏段为5，提馏段为8（包括塔釜），第6块板为进料板。3

4、.2全塔板效率E由塔顶、塔釜液相组成X=0.96,X=0.02在t-x-y图上查得t=81℃t=109.4℃故t==95.2℃在液体黏度共线图中查得此温度下苯、甲苯的黏度分别为：=0.25m.pas=0.29m.pas=0.48×0.25+0.52×0.29=0.27E=0.17－lg=0.523.3实际塔板数N由E=N/N得：精馏段实际塔板数N=5/0.52=9.6取10提馏段实际塔板数N=8/0.52=15.4取16（包括塔釜）故总的实际塔板数N=N+N=26（包括塔釜）584.精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算4.1操作压力塔顶操作压力=101.33kPa每层塔板压降

5、△=0.7kPa进料板压力△×N=101.33+0.710=108.33kPa精馏段平均压力==104.83kPa4.2精馏段平均温度根据苯-甲苯的t-x-y数据，采用内差法求取塔顶、进料层温度=92.8℃=80.9℃精馏段平均温度==86.85℃4.3平均摩尔质量MVm、MLm对于塔顶，由,查平衡线（附图2）得=0.91kg/kmolkg/kmol对于进料板，由,查平衡线（附图2）得kg/kmolkg/kmol则有：kg/kmolkg/kmol584.4平均密度、4.4.1气相平均密度kg/m4.4.2液相平均密度塔顶：查得进料：查得平均值：kg/m4.5液体平均表面张力塔顶

6、：查得21.1mN/m21.5mN/mmN/m进料：查得20mN/m20.2mN/mmN/m平均值：===20.7mN/m4.6液体平均粘度塔顶：=0.3mPa.s=0.32mPa.s58mPa.s进料：查得=0.26mPa.s=0.29mPa.smPa.s平均值：mPa.s5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算5.1塔径计算精馏段汽相摩尔流量kmol/h精馏段液相摩尔流量kmol/h精馏段汽相体积=精馏段液相体积=根据课本表6-5，初选板间距查课本图6-58得修正最大允许空塔气速塔径圆整为1.4m实际气速585.2有效塔高计算精馏段有效高度提馏段有效高度精馏塔有效高度6.塔板工艺尺寸的

7、计算6.1溢流装置根据本设计中的塔径及负荷大小选用弓形降液管，平流堰，单溢流形式。对于弓形降液管：堰长由Francis经验公式∵0.05～0.1∴本设计取由查附图3得弓形管宽同理弓形管截面积验算停留时间s＞5s合适。降液管底隙高度m对于受液盘：>0.8m为了便于侧线采出、低流量液封及改变流向缓冲本设计选取凹形受液盘，这里不设进口堰。6.2塔板布置由于>0.9m这里将塔板分为3块，为了尽量减小液体夹带入降液管的气泡量，取m；根据的大小，取。58则布置结果如下：溢流区安定区边缘区开孔区/m/m/