共沸精馏环己烷和苯混合物分离工艺设计

摘 要
 
苯和环已烷共沸物系的分离是化工分离领域一个非常重要和典型的范例，如何有效分离环己烷和苯一直是工程研究的重要课题。当待分离的两个组分为共沸溶液体系时采用普通精馏方法难以达到分离，此时可采用共沸精馏的方法。本装置以丙酮为共沸剂，通过共沸精馏分离环己烷与苯的混合物以达到产品质量要求。本设计采用Aspen Plus软件对工艺流程进行设计，并进行相应的物料衡算、热量衡算、设备计算及选型。两个精馏塔都选择板式塔，并进行了塔板水力学的校核计算得出了比较理想的工艺流程及设备选用。
 
关键词：共沸精馏；共沸物；环己烷；Aspen Plus
 
ABSTRACT
 
Benzene and cyclohexane azeotrope separation system are very important field of chemical separation and typical examples of how the effective separation of cyclohexane and benzene has been an important subject of engineering. Ordinary distillation methods are difficult to achieve separation when the two groups to be separated into the azeotropic solution system, azeotropic distillation method can be used at this time.This means using acetone as entrainer, a mixture of cyclohexane and benzene separated to meet product quality requirements by azeotropic distillation. This design uses the Aspen Plus software for process design, and the corresponding material balance, heat balance, calculation and selection of equipment. Choose two plate tower distillation column, and the checking calculation tray hydraulics. We come to the ideal process and equipment selection.
 
Keywords: Azeotropic distillation; Entrainer; Cyclohexane ; Aspen plus
 
 
目  录
第一章  设计概述 1
1.1  设计题目 1
1.2  主要产品的性能及用途 1
1.2.1  主要产品的介绍 1
1.2.2  共沸精馏介绍 1
1.2.3  共沸精馏原理 2
第二章  工艺流程设计 3
2.1  分离背景 3
2.2  物料物性 3
2.3  工艺流程的选择 4
第三章  工艺流程的模拟及参数的优化 7
3.1  模拟计算 7
3.1.1  热力学模型的选择 7
3.1.2  选择单元操作计算模型 7
3.1.3  设计变量的确定 8
3.2  模拟计算结果 8
3.3  参数的优化 8
3.3.1  一级精馏塔参数的优化 9
第四章  物料衡算及能量衡算 11
4.1  物料衡算 11
4.1.1  第一精馏和萃取塔工段的物料衡算 11
4.1.2  萃取塔工段的物料衡算 12
4.1.3  全装置物料衡算 13
4.2  能量衡算 14
4.2.1  概述 14
4.2.2  一级精馏塔热量衡算 14
4.2.3  二级精馏塔热量衡算 15
4.2.4  能量衡算结果 15
第五章  工艺设备设计计算 16
5.1  塔的设计 16
5.1.1  设计要求 16
5.1.2  塔的设计计算 16
5.2  换热器设计 20
5.2.1  换热器选型规范及分类 20
5.3  泵的设计 22
5.3.1  一级精馏塔所使用泵的数据计算 22
5.3.2   二级萃取塔所使用泵的数据计算 23
第六章  控制方案 24
6.1  塔进料量的控制 24
6.2  萃取塔进水量的控制 24
6.3  换热器控制方案 24
6.4  塔温度控制温度 24
第七章  流体力学校核 26
7.1  塔的校核 26
第八章  岗位操作法 31
8.1  安全设施、设备管理和检修、维护制度 31
8.2  常见故障 32
8.2.1  塔设备常见故障分析及处理 32
8.2.2  离心泵常见故障分析及处理 33
8.3  相关物质毒性及防范措施 33
8.3.1  苯 33
8.3.2  环己烷 33
第九章  设计总结 35
9.1  产品规格 35
9.1.1  产品纯度 35
9.1.2  水中苯、环己烷的含量 35
9.2  设计陈述 35
9.2  体会和收获 35
9.3  小结 36
参考文献 37
致谢 38