3.5萬(wàn)ta甲苯-乙苯的精餾工藝設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　化學(xué)工程與工藝</b></p><p>　　3.5萬(wàn)t/a甲苯-乙苯的精餾工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)題目為3.5萬(wàn)t/a甲苯-乙苯的精餾工藝

2、的設(shè)計(jì)，最主要的是對(duì)整個(gè)工藝流程中最重要的設(shè)備—精餾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。精餾是分離液體混合物最常用的一種操作單元，在化工、煉油和石油化工等工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。塔設(shè)備是用于一定條件下能達(dá)到氣液共存狀態(tài)的混合物實(shí)現(xiàn)分離的專(zhuān)用設(shè)備，在其中氣液兩相直接接觸進(jìn)行熱量和質(zhì)量的傳遞。塔設(shè)備的投資費(fèi)用占整個(gè)工藝設(shè)備投資費(fèi)用的比例較大，其所耗鋼材也較多[1]。因此，對(duì)精餾塔的工藝設(shè)計(jì)是很有必要和意義的。</p&

3、gt;<p><b>　　主題</b></p><p>　　甲苯，是一種無(wú)色，帶特殊芳香味的易揮發(fā)液體。沸點(diǎn)為110.6℃。 乙苯是一個(gè)芳香族的有機(jī)化合物。沸點(diǎn)為136.2℃。本設(shè)計(jì)采用連續(xù)精餾分離甲苯--乙苯二元混合物的方法。利用兩者的沸點(diǎn)相差不大這一條件，通過(guò)精餾操作，分離得到高純度的甲苯和乙苯。</p><p>　　精餾是一種利用回流使液體混合物得

4、到高純度分離的蒸餾方法，是工業(yè)上應(yīng)用最廣的液體混合物分離操作，廣泛用于石油、化工、輕工、食品、冶金等部門(mén)。在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)精餾不可能為一些新興分離過(guò)程所代替，各國(guó)均有精餾的專(zhuān)門(mén)研究機(jī)構(gòu)或基地。精餾操作按不同方法進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)操作方式，可分為連續(xù)精餾和間歇精餾；根據(jù)混合物的組分?jǐn)?shù)，可分為二元精餾和多元精餾；根據(jù)是否在混合物中加入影響汽液平衡的添加劑，可分為普通精餾和特殊精餾（包括萃取精餾、恒沸精餾和加鹽精餾）。若精餾過(guò)程同時(shí)伴有化學(xué)反應(yīng)，

5、則稱(chēng)為反應(yīng)精餾[2]。</p><p>　　精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離，關(guān)鍵在于回流的應(yīng)用?；亓靼ㄋ敻邼舛纫讚]發(fā)組分液體和塔底高濃度難揮發(fā)組分蒸氣兩者返回塔中。汽液回流形成了逆流接觸的汽液兩相，從而在塔的兩端分別得到相當(dāng)純凈的單組分產(chǎn)品。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產(chǎn)品量之比，稱(chēng)為回流比，它是精餾操作的一個(gè)重要控制參數(shù)，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。</p><p>

6、;　　在開(kāi)發(fā)新的分離技術(shù)過(guò)程中，各種方法之間的結(jié)合日益受到重視，對(duì)加鹽萃取精餾亦如此。雷志剛[3]等將加鹽萃取精餾和反應(yīng)萃取精餾結(jié)合起來(lái)，提出了加鹽反應(yīng)萃取精餾分離醇—水溶液的新方法，從反應(yīng)與分離“流”和“場(chǎng)”的觀點(diǎn)出發(fā)，利用多個(gè)“場(chǎng)”的疊加和耦合來(lái)強(qiáng)化醇—水溶液的分離過(guò)程。研究表明：加鹽反應(yīng)萃取精餾比單純的加鹽萃取精餾更加優(yōu)越，有很強(qiáng)的實(shí)用性，將加鹽萃取精餾和其他分離方法集合起來(lái)是今后發(fā)展的一種趨勢(shì)。</p><p

7、>　　另外在精餾塔工藝方面近年來(lái)還趨于膜精餾的改進(jìn)，其實(shí)質(zhì)是將膜和精餾過(guò)程結(jié)合的分離方法，一般是用疏水性微孔膜將兩種不同溫度的溶液分離，實(shí)現(xiàn)較高溫度的液體內(nèi)容易揮發(fā)的物質(zhì)以氣態(tài)的形式透過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)冷凝液。該工藝不需要復(fù)雜的蒸餾系統(tǒng)即可得到純凈的餾出液。其具有單位體積的蒸發(fā)面積大、對(duì)設(shè)備要求低并且反應(yīng)過(guò)程中溶液濃度變化小的特點(diǎn)，同時(shí)其能在常壓和較低溫度下進(jìn)行，并且其可以利用工業(yè)余熱、地?zé)嵋患?jí)太陽(yáng)能等作為熱源[4]。</p&g

8、t;<p>　　塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的主要要求是：①生產(chǎn)能力大；②傳熱、傳質(zhì)效率高；③氣流的摩擦阻力?。虎懿僮鞣€(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料耗用量少；⑥制造安裝容易，操作維修方便。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等[5，6]。</p><p>　　長(zhǎng)期以來(lái)，各國(guó)都在加大對(duì)于塔設(shè)備的研究力度。國(guó)外最新研究表明塔盤(pán)的效率并不取決與塔盤(pán)的結(jié)構(gòu)

9、，而是主要取決與物系的性質(zhì)，如：揮發(fā)度、黏度、混合物的組分等[7]。我國(guó)常用的板式塔主要為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌型塔等。近年來(lái)，我國(guó)加強(qiáng)了對(duì)篩板塔的研究，提出了斜空塔和浮動(dòng)噴射塔等新塔型[8]，同時(shí)還進(jìn)口新型塔設(shè)備，這些設(shè)備的引進(jìn)也帶動(dòng)了我國(guó)自主塔設(shè)備的科研、設(shè)計(jì)工作，加速了我國(guó)塔技術(shù)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展。經(jīng)過(guò)我國(guó)這些年的努力，在塔研究方面與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距正在不斷的減小。</p><p>　　該設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括精

10、餾塔的設(shè)計(jì)、再沸器的設(shè)計(jì)和冷凝器的設(shè)計(jì)。對(duì)精餾塔的選型，根據(jù)要求和計(jì)算結(jié)果，選用篩板式精餾塔。篩板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力達(dá)；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高。但是也有一些缺點(diǎn)，如篩孔容易堵塞。近年來(lái)，由于涉及和控制水平的不斷提高，可是篩板的操作非常精確，彌補(bǔ)了上述不足，故應(yīng)用日趨廣泛。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p

11、>　　本設(shè)計(jì)主要包括精餾塔、冷凝器和再沸器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)主要從三個(gè)方面①塔的工藝計(jì)算②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)③強(qiáng)度校核，設(shè)計(jì)了甲苯-乙苯常壓精餾塔。在工藝計(jì)算方面我主要是根據(jù)原料的基本參數(shù)對(duì)物料衡算、熱量計(jì)算、塔板數(shù)計(jì)算、塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、流體力學(xué)計(jì)算等方面進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。其中對(duì)重點(diǎn)的塔板數(shù)、塔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。塔的工藝計(jì)算直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗。另外，對(duì)冷凝器和再沸器進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，鞏固了所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)了

12、專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)能力，對(duì)工程設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，但也存在一些不足，還需在以后的學(xué)習(xí)中不斷改善。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p><p>　　[1]余國(guó)琮.仍需重視精餾研究. 國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，2001,（2）：47～48</p><p>　　[2] 王志魁編.化工原理（第三版）. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.3:266

13、～268</p><p>　　[3]雷志剛,周榮琪,葉堅(jiān)強(qiáng)等.加鹽反應(yīng)萃取精餾分離醇水溶液.化學(xué)工業(yè)與工程,2001,18 (5) :290～294 </p><p>　　[4]張興會(huì)，顧麗莉.精餾技術(shù)研究進(jìn)展.化工科技，2008,16（6）：57～59 </p><p>　　[5]賈紹義，柴城敬.化工原理課程設(shè)計(jì).天津：天津大學(xué)出版社，2002.8:103～115

14、 </p><p>　　[6]申迎華主編.化工原理課程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：23～25</p><p>　　[7]Eric W Luster．Apparatus for Practionating Cracked Products[P]．US：1915681．1993-06-27</p><p>　　[8]郝興仁，王進(jìn)善.新興催化精餾塔.化學(xué)工