化工原理课程的设计苯甲苯的体系精馏浮阀塔.doc

化学化工学院 课程设计任务书 课程名称 化工原理课程设计 设计题目 苯-甲苯体系精馏浮阀塔 学生姓名 沈丽 专业 化学工程与工艺 班级学号 050906 设计日期 2008 年 6 月 16 日至 2008 年 6 月 27 日 设计条件及任务： 在常压连续浮阀精馏塔中精馏苯——甲苯溶液，要求料液进料量F=180kmol/h浓度xf=25%，产品浓度xD=99%，易挥发组分回收率(=99%。 操作条件：①间接蒸汽加热 ②塔顶压强：1.03atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料 指导老师：冯晖 黄莉 2008 年 6 月 17 日 目录 一、概述…………………………………………………………2 1.浮阀塔的特点……………………………………………… 2 2.浮阀阀型介绍……………………………………………… 2 二、工艺计算………………………………………………… 3 1.流程的设计及说明………………………………………… 3 2.物性数据…………………………………………………… 4 3.全塔物料衡算……………………………………………… 5 4.理论塔板数计算…………………………………………… 7 5.实际塔板数计算…………………………………………… 9 6.浮阀塔的工艺尺寸的确定………………………………… 9 7.塔板的流体力学验算……………………………………… 16 8.塔板负荷性能图及操作弹性的确定……………………… 19 9.辅助设备及零件设备……………………………………… 22 10.设计结果汇总……………………………………………… 27 三、结论和评解……………………………………………… 28 四、致谢……………………………………………………… 29 五、参考书目………………………………………………… 29 化工原理课程设计（工艺设计）说明说编写内容 姓名：沈丽 学号：P1001050906 专业：化学工程与工艺 一、概述 1、浮阀塔的特点 浮阀塔是廿世纪五十年代初开发的一种新塔型。其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔处安置一个可上下移动的阀片。当筛孔气速高时，阀片被顶起、上升，孔速低时，阀片因自重而下降。阀片升降位置随气流量大小作自动调节，从而使进入液层的气速基本稳定。又因气体在阀片下测水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。 生 1． 分离效率高------ 2． 生------单位塔截面积处理量大。 3． 操作flexibility）大------15%的最大L/V为某一定值时，气相与液相的操作弹性。操作弹性大的塔必然适应性强，易于稳定操作。 4． ------气体阻力小可使气体输送的功率消耗小。对真空精馏来说，降低塔器对气流的阻力可减小塔顶，底间的压差，降低塔的操作压强，从而可降低塔底溶液泡点，降低对塔釜加热剂的要求，还可防止塔底物料的分解。 5． ------便于加工制造。，可防止操作时气速过大将浮阀吹脱。此外，浮阀边沿冲压出三块向下微弯的“脚”。当筛孔气速降低浮阀降至塔板时，靠这三只“脚”使阀片与塔板间保持 2.5mm左右的间隙；在浮阀再次升起时，浮阀不会被粘住，可平稳上升。 浮阀塔的生产能力比泡罩塔约大20%～40%7～915%，制造费用为泡罩塔的60%～80%120%～130% 图2 浮a）V-4型，（b）T型 F1型及图2所示的V-4型与T型。V-4型的特点是阀孔被冲压成向下弯的喷咀形，气体通过阀孔时因流道形状渐变可减小阻力。T型阀则借助固定于塔板的支架限制阀片移动范围。三类浮阀中，F1型浮阀最简单，该类型浮阀已被广泛使用。我国已有部颁标准（JB1118—68）。F1型阀又分重阀与轻阀两种，重阀用厚度2mm的钢板冲成，阀质量约33克，轻阀用厚度1.5mm的钢板冲成，质量约25克。阀重则阀的惯性大，操作稳定性好，但气体阻力大。一般采用重罚。只有要求压降很小的场合，如真空精馏时才使用轻阀。 二、工艺计算 1、流程的设计及说明 工艺流程：如图下图所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后