1、 苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计 1 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 精馏的特点及分类精馏的特点及分类 精馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气液两相物系， 利利用物系中各组分挥发度的不同的特性来实现分离的。 按精馏方式分为简单精馏、平衡精馏、精馏和特殊精馏。 1.1.11.1.1 蒸馏分离具有以下特点蒸馏分离具有以下特点 （1）通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。 （2）适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。 （3）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。 （4）蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。 1.1.21.1.2 平衡蒸馏平衡蒸馏 将混合液在压力 p1下加
2、热，然后通过减压阀使压力降低至 p2后进入分离器。 过热液体混合物在分离器中部分汽化， 将平衡的气、 液两相分别从分离器的顶部、 底部引出，即实现了混合液的初步分离。 1.1.31.1.3 简单蒸馏简单蒸馏 原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸气进入冷凝器中冷 凝，冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。在一批操作中，馏出液可分段收集， 以得到不同组成的馏出液。 1.1.41.1.4 连续精馏操作流程连续精馏操作流程 化工生产以连续精馏为主。操作时，原料液连续地加入精馏塔内，连续地从 再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液） ；部分液体被汽化，产生上升 蒸气，依次通过各层塔板。塔顶
3、蒸气进入冷凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵 （或借重力作用） 送回塔顶作为回流液体， 其余部分作为塔顶产品 （称为馏出液） 采出。 苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计 2 1精馏塔 2全凝器 3储槽 4冷却器 5回流液泵 6再沸器 7原料液预热器 图 1 连续精馏装置示意图 1.21.2 精馏塔的踏板分类精馏塔的踏板分类 1.2.11.2.1 塔板的结构形式塔板的结构形式 1.泡罩塔板 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升 气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩有80mm、100mm 和 150mm 三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有很多齿缝，齿
4、缝一 般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。它的优点是操作弹性 适中塔板不易堵塞。缺点是生产能力及板效率较低结构复杂、造价高。 图 2 泡罩塔板 （a)操作示意图 (b)塔板平面图 (c)圆形泡罩 2.筛孔塔板 苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计 3 筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为 38mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定 厚度的液层。它的优点是结构简单、造价低生产能力大，板上液面落差小，气体 压降低，塔板效率较高。缺点是操作弹性小、筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏 度大的物料。 图 3 筛孔塔板 （a） 操作示意图 （
5、b）筛孔布置图 3.浮阀塔板 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个阀孔， 每个阀孔装有一个可上下 浮动的阀片，阀片本身连有几个阀腿，插入阀孔后将阀腿底脚拨转 90，以限 制阀片升起的最大高度，并防止阀片被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的 定距片，当气速很低时，由于定距片的作用，阀片与塔板呈点接触而坐落在阀孔 上，可防止阀片与板面的黏结。 a）F1 型浮阀 （b） V-4 型浮阀 （c） T 型浮阀 图 4 浮阀塔板。 苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计 4 1.3 1.3 待分离混合物待分离混合物 1.3.11.3.1 甲苯（甲苯（toluenetoluene，又名，又名 methylbenz
6、enemethylbenzene） 图 5 甲苯的球棍模型 甲苯系苯的同系物，亦名“甲基苯”、“苯基甲烷”，具有类似苯的芳香气 味，沸点（常压）110.63，熔点-94.99。甲苯不溶于水，溶于乙醇、乙醚和 丙酮。蒸气和空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 1.27.0%（体积） 。如甲苯溶 解溴后，在光照条件下，甲基上的氢原子被溴原子取代（与甲烷相似）而在铁作 催化剂条件下，苯基上的氢原子被溴原子取代（与苯相似） ；但甲苯分子中存在 着甲基和苯基的相互影响，使得甲苯又具有不同于苯和甲烷的性质，如苯环上的 取代反应（卤化、硝化等） ，甲苯比苯容易进行，甲苯分子中的甲基可以被酸性 高锰酸钾溶液氧化,生成苯甲酸。 1.3.21.3.2 性质性质 表 1 甲苯的理化性质 CAS 号 108-88-3 沸点 110.6 RTECS 号 XS5250000 在水中的溶 解度 0.053
