-化工原理课程设计--苯-甲苯体系常压浮阀精馏塔-其他专业.doc

设计条件及任务： 进料流量：F＝230kmol/h 进料组成：Zf= 0.15（摩尔分率） 进料热状态：Tf=15.7℃（常温） 要求塔顶产品浓度XD =0.99 XW=0.1% 前 言 化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一，化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取、增湿、减湿等单元操作中，精馏操作是最基本的单元操作之一，它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。 浮阀塔的特点： 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。 4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。 5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。 但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。 近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。 本次设计就是针对苯-甲苯体系，而进行的常压浮阀精馏塔的设计及其辅助设备的选型。 由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便修正。 2011年12月 目 录 第一章 概述……………………………………………………… 5 第二章 总体设计方案 2.1操作压强的选择………………………………………………6 2.2 物料的进料状态……………………………………………7 2.3 塔釜的加热方式……………………………………7 2.4回流方式…………………………10 第三章 精馏过程工艺流程图 第四章 理论板数的确定 4.1全塔物料衡算D W 4.2 列出苯-甲苯相平衡数据 4.3确定回流比R 4.4理论板数的确定 4.5实际板数的确定 第五章 塔体主要工艺尺寸的确定 2.5浮阀精馏塔塔体工艺尺寸计算……………………… 13 2.6 塔板主要工艺尺寸的计算……………………………15 2.7塔板流体力学验算…………………………………… 20 2.8塔板负荷性能图及操作弹性……………………….....24 2.9浮阀塔主要设计参数工艺参数汇总…………………28 2.10 辅助设备的选择…………………………………… 29 第三章 结论 ◆3.1体会……………………………………………………….38 ◆3.2致谢………………………………………………………39 ◆3.3 参考文献……………………………………………… 40 第一章 概述 塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。 浮阀塔的优点： 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。 3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。 4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。 5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。 但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定