3.5萬ta甲苯-乙苯的精餾工藝設計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設計文獻綜述</b></p><p><b>　　化學工程與工藝</b></p><p>　　3.5萬t/a甲苯-乙苯的精餾工藝設計</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本次設計題目為3.5萬t/a甲苯-乙苯的精餾工藝

2、的設計，最主要的是對整個工藝流程中最重要的設備—精餾塔進行設計和計算。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)得到廣泛應用。塔設備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設備之一。塔設備是用于一定條件下能達到氣液共存狀態(tài)的混合物實現(xiàn)分離的專用設備，在其中氣液兩相直接接觸進行熱量和質(zhì)量的傳遞。塔設備的投資費用占整個工藝設備投資費用的比例較大，其所耗鋼材也較多[1]。因此，對精餾塔的工藝設計是很有必要和意義的。</p&

3、gt;<p><b>　　主題</b></p><p>　　甲苯，是一種無色，帶特殊芳香味的易揮發(fā)液體。沸點為110.6℃。 乙苯是一個芳香族的有機化合物。沸點為136.2℃。本設計采用連續(xù)精餾分離甲苯--乙苯二元混合物的方法。利用兩者的沸點相差不大這一條件，通過精餾操作，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。在很長一段時期內(nèi)精餾不可能為一些新興分離過程所代替，各國均有精餾的專門研究機構(gòu)或基地。精餾操作按不同方法進行分類。根據(jù)操作方式，可分為連續(xù)精餾和間歇精餾；根據(jù)混合物的組分數(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）。若精餾過程同時伴有化學反應，

5、則稱為反應精餾[2]。</p><p>　　精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離，關鍵在于回流的應用?；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，稱為回流比，它是精餾操作的一個重要控制參數(shù)，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。</p><p>

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

7、>　　另外在精餾塔工藝方面近年來還趨于膜精餾的改進，其實質(zhì)是將膜和精餾過程結(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)的形式透過膜進入另一側(cè)冷凝液。該工藝不需要復雜的蒸餾系統(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、對設備要求低并且反應過程中溶液濃度變化小的特點，同時其能在常壓和較低溫度下進行，并且其可以利用工業(yè)余熱、地熱一級太陽能等作為熱源[4]。</p&g

8、t;<p>　　塔設備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應用的氣液傳質(zhì)設備。工業(yè)上對塔設備的主要要求是：①生產(chǎn)能力大；②傳熱、傳質(zhì)效率高；③氣流的摩擦阻力小；④操作穩(wěn)定，適應性強，操作彈性大；⑤結(jié)構(gòu)簡單，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>　　長期以來，各國都在加大對于塔設備的研究力度。國外最新研究表明塔盤的效率并不取決與塔盤的結(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，我國加強了對篩板塔的研究，提出了斜空塔和浮動噴射塔等新塔型[8]，同時還進口新型塔設備，這些設備的引進也帶動了我國自主塔設備的科研、設計工作，加速了我國塔技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展。經(jīng)過我國這些年的努力，在塔研究方面與國外先進技術(shù)的差距正在不斷的減小。</p><p>　　該設計內(nèi)容主要包括精

10、餾塔的設計、再沸器的設計和冷凝器的設計。對精餾塔的選型，根據(jù)要求和計算結(jié)果，選用篩板式精餾塔。篩板的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產(chǎn)能力達；氣體分散均勻，傳質(zhì)效率高。但是也有一些缺點，如篩孔容易堵塞。近年來，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，彌補了上述不足，故應用日趨廣泛。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p

11、>　　本設計主要包括精餾塔、冷凝器和再沸器的設計和計算。對精餾塔的設計主要從三個方面①塔的工藝計算②結(jié)構(gòu)設計③強度校核，設計了甲苯-乙苯常壓精餾塔。在工藝計算方面我主要是根據(jù)原料的基本參數(shù)對物料衡算、熱量計算、塔板數(shù)計算、塔板結(jié)構(gòu)設計、流體力學計算等方面進行計算和設計。其中對重點的塔板數(shù)、塔板結(jié)構(gòu)進行了詳細的分析。塔的工藝計算直接關系到整個設計的成敗。另外，對冷凝器和再沸器進行設計和計算。通過此次設計，鞏固了所學的專業(yè)知識，增強了

12、專業(yè)設計能力，對工程設計有了進一步的了解和認識，但也存在一些不足，還需在以后的學習中不斷改善。</p><p><b>　　[參考文獻]</b></p><p>　　[1]余國琮.仍需重視精餾研究. 國際學術(shù)動態(tài)，2001,（2）：47～48</p><p>　　[2] 王志魁編.化工原理（第三版）. 北京：化學工業(yè)出版社，2009.3:266

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

14、 </p><p>　　[6]申迎華主編.化工原理課程設計.北京：化學工業(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，王進善.新興催化精餾塔.化學工