分离年处理量3.5万吨的苯—甲苯混合液的填料精馏塔计算.doc
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1、辽宁石油化工大学职业技术学院毕业设计(论文)毕业设计(论文)手册学 院: 职业技术学院 专业班级: 炼油 0932 姓 名: 蒋明金 指导教师: 刘冬梅 2012 年 6 月 填 写 说 明1.本手册是学院对毕业设计(论文)工作进行质量监控的重要依据,必须认真如实填写,妥善保管。2.凡由指导教师组或外聘(反聘)教师指导学生,各系(部)要派负责教师协助做好毕业设计(论文)手册的填写工作。毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目: 分离年处理量3.5万吨的苯甲苯混合液的填料精馏塔 设计(论文)时间: 2012 年3 月30 日 至 2012 年 6月20 日 设计(论文)进行地点: 辽宁石油化工大学
2、 1、设计(论文)内容: 1介绍苯、甲苯的相关知识 2介绍精馏塔种类、设备等知识 3记录精馏塔工艺计算过程 2、设计(论文)的主要技术指标:中文名称:苯(30,质量分数)分子式: C6H6分子量:78CAS:108-88-3中文名称:甲苯(70%,质量分数)分 子 式:C7H8分 子 量:86分离要求:塔顶镏出液的组成为0.96,塔底釜液组成为0.01操作压力:101.325kPa 回流比:R=1.2Rmin3、 设计(论文)的基本要求 1毕业设计(论文)应在培养计划规定的时限内完成; 2毕业设计(论文)要具有科学性,要求论述系统完整,不能零碎和片面,应做到首尾一贯而不能前后矛盾,要实事求是而
3、不能主观臆造; 毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书3毕业设计(论文)应做到观点明确、论据充分、有必要的相关资料和图表等; 4毕业设计(论文)必须参阅一定量的资料,并在论文(设计)中反映出来; 4、应收集的资料及主要参考文献1柴诚敬等.化工原理课程设计.天津:天津科学技术出版社,1994 2贾绍义,柴诚敬等.化工传质与分离过程.北京:化学工业出版社,2001 3姚玉英等.化工原理,下册.天津:天津大学出版社,1999 4匡国柱,史启才等.化工单元过程及设备课程设计.北京化学行业出版社,2002 5编辑委员会.化学工程手册气液传质设备.北京:化学工业 出版社,1989 6刘乃鸿等.工业塔
4、新型规整填料应用手册.天津:天津大学出版社,1993 5、进度安排及完成情况序号设计(论文)各阶段任务日 期完成情况1收集资料4月5日4月30日完成2整理文献综述4月30日5月25日完成3完成论文并打印5月25日6月20日完成 学生签名: 蒋明金 指导教师签名: 系主任签名: 2012 年 6月 20 日 毕业设计(论文)评阅书毕业设计(论文)评阅书指导教师评语: 评 分 表(导师建议成绩)项目创新摘要内容排版表现合计权重105601015100分数指导教师签字: 年 月 日 毕业答辩情况表评阅教师评语: 评 分 表(评阅教师建议成绩)项目创新摘要内容排版合计权重1057510100分数评阅教
5、师签字: 年 月 日 评阅教师评语: 评分(建议成绩): 200 年 月 日评 分 表项目论文指导教师建议成绩合计权重4060100分数答辩委员会意见: 答辩委员会主任:200 年 月 日 9 辽宁石油化工大学毕业设计(论文)附 录Cp比热,kJ/kg&S226;K; D塔径,m;D塔顶产品流量,kmol/h或kg/h; M分子量;F原料流量,kmol/h或kg/h; LS塔内液体流量,m3/s n筛孔总数; NT理论板数;N理论板数; P操作压强,kPa;P0饱和蒸汽压,kPa;V上升气量,kg/hX物料含量分离年处理量3.5万吨的苯甲苯混合液的填料精馏塔计算摘 要填料塔是塔设备的一种。塔内
6、填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。结构较简单,检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在炼油、化工、石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂的驱动(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。在化工或炼油厂中,塔设备的性能对于整个生产质量、生产能力和消耗额定及三废处理和环境保护及各方面都有重大影响。据有关资料报道塔设备的资料费用占整个投资的费用的较大比例。因此,塔设备的设计和研究,受到化工和炼油行业
7、的极大重视。根据设计任务书,此塔设计为填料精馏塔。关键词:苯甲苯、填料精馏塔、混合液AbstractThe tower is a tower equipment. The tower is filled properly high filler, with a two increase in fluid contact between the surface. The structure is simple, maintenance is convenient. Widely used in gas absorption, distillation, extraction and other
8、operations.Separation of distillation is the most commonly used liquid mixture of a unit operation, in oil refining, chemical, petrochemical and other widely used in industry. Distillation process in energy agent drive (sometimes combined with quality agent ), the gas-liquid two-phase multiple direc
9、t contact and separation, using liquid mixture of the components of the volatility, the volatile components from liquid to gas transfer, difficult volatile components from gas to liquid transfer, realize raw material mixture component separation. In chemical or oil refinery, tower equipment performa
10、nce to the quality of production, production capacity and consumption rated and waste treatment and environmental protection and other aspects have great influence. According to concerning data report tower equipment information costs accounted for the larger proportion of investment costs. Therefor
11、e, the tower equipment design and research, by the chemical industry and oil refining industry seriously. According to the design task book, the tower is designed to be packed distillation column.Key words: benzene, toluene, packed column, liquid mixture目 录前 言1第一章 概述21.1 苯21.1.1 苯的来源21.1.2 苯的性质31.2
12、甲苯41.2.1 甲苯的来源41.2.2 甲苯的性质41.3 精馏塔51.4 精馏原理5第二章 流程确定和说明82.1 加料方式82.2 进料状态82.3 冷凝方式82.4 回流方式82.5 加热方式92.6 加热器9第三章 精馏塔的设计计算103.1 操作条件与基本数据103.1.1 操作压力103.1.2气液平衡关系及平衡数据103.1.3 回流比113.2 精馏塔的工艺计算113.2.1 流程图113.2.2 物料衡算123.2.3 热量衡算133.2.4 理论塔板数计算153.2.5 精馏塔主要尺寸的设计计算163.2.6 塔径设计计算173.2.7 附属设备及主要附件的选型计算203
13、.2.8 精馏塔的高度24第四章 总结26谢 辞27参考文献28附 录2910前 言在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门,塔设备属于使用量大、应用面广的重要单元设备。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中。所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题。塔设备按其结构形式基本上可分为两类:板式塔和填料塔。以前,在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔。近年来由于填料塔结构的改进,新型的,高负荷填料塔的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小,性能稳定等特点。填料塔是一种应用很广泛的气液传质设备,它具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀
14、材料制造等优点。因此,填料塔已被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔。如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见。随着对填料塔德研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中。而精馏是分离液体混合物最常用的一种操作,它通过气液两相的直接接触,利用组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相传递,是气液两相之间的传质过程。板式塔为逐级接触式气、液传质设备,它具有结构简单,安装方便,操作弹性大,持液量小等优点。同是也有操作资费较高,填料易堵塞等缺点。本设计的目的是分离苯甲苯混合液,处理量不大,故选用填料塔。设计填料塔要遵循技术先进、生产可行、经济合理的原则,实现优质、
15、高产、低耗、安全的生产目的。第一章 文献综述1.1 苯1.1.1 苯的来源工业上大量的苯主要由重整汽油及裂解汽油生产,甲苯歧化、烷基苯脱烷基等过程也是苯重要的工业来源,由煤焦化副产提供的苯占的比例已经很小。不同国家和地区的苯供应情况各不相同:美国主要从重整汽油中获得;西欧主要来自裂解汽油;中国则主要由重整汽油及炼焦副产品生产。 由重整汽油及裂解汽油分离苯 在石脑油经催化重整所得的重整汽油中,约含苯6(质量),用液-液萃取法将重整汽油中芳烃分出,再精馏得到苯、甲苯、二甲苯。由烃类裂解得到的裂解汽油中,苯含量最高可达40(质量),工业上也用液-液萃取的方法从中抽提芳烃,然后精馏得苯等芳烃组分,但萃
16、取前需先用催化加氢方法除去裂解汽油中的烯烃及含硫化合物等杂质。脱烷基制苯 所用烷基苯可以是甲苯、二甲苯或多烷基苯,由芳烃的供需平衡决定。烷基苯脱烷基工艺可分为催化脱烷基法和热脱烷基法。催化脱烷基法反应温度500650,压力3.07.0MPa,用负载于氧化铝上的铬、钴或钼系催化剂,特点是能耗低,但因催化剂易结焦,需有较大的氢烷基苯比,俗称氢油比。此外,还要求原料中非芳烃含量不能太高。热脱烷基法允许原料中非芳烃含量较高,反应温度比催化脱烷基法高约100200,压力为3.010.0MPa,特点是操作比较简单,但能耗大、反应器材料要求高。两种脱烷基法流程十分相似(图2),其主要差异只是在反应器构造上。
17、原料与氢混合加热后进入反应器。反应后,混合物经冷却进入气液分离器,分出氢气等气相物料。液相混合物经稳定塔、白土处理器,最后再经精馏塔得产品苯。脱烷基反应的关键是维持正常温度,温度过高引起苯收率下降和严重结焦,故应及时移出反应热(可用低温氢为冷却剂)。两种脱烷基的甲苯单程转化率都在7085,苯收率9598。 1.1.2 苯的性质最简单的芳烃。分子式C6H6。为有机化学工业的基本原料之一。无色、易燃、有特殊气味的液体 。熔点5.5,沸 点80.1,相对密度0.8765(204) 。在水中的溶解度很小,能与乙醇、乙醚、二硫化碳等有机溶剂混溶。能与水生成恒沸混合物,沸点为69.25,含苯 91.2。因
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