分离苯-甲苯混合物的浮阀塔设计

化工原理课程设计,计算完整

化工原理课程设计说明书

设计项目：分离苯－甲苯混合物的浮

阀塔设计

学院名称： 环境科学与工程学院 专业班级： 环境工程2007级 学 号：

2010年9月10日

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化工原理课程设计任务书

一、设计题目

分离苯和甲苯混合物的浮阀塔设计 二、设计任务及操作条件

现受一化工厂所托，设计一分离苯与甲苯的浮阀塔，其设计操作条件如下： 1、混合物流量F 5kg/s，其中易挥发组分含量为35%（质量比）； 2、要求塔顶馏出液中含苯98%，塔釜残液中含苯不大于1.7%； 3、塔内为常压操作；

4、进料热状况为泡点，饱和液体进料；

5、塔顶为全凝器，泡点回流，冷却水进出冷凝器的温度分别为20℃和30℃； 6、再沸器用绝压为200KPa的饱和蒸汽加热，在泡点下排出； 7、总板效率为50%； 8、采用F1型浮阀塔 三、设计内容

1、设计方案的选择及流程的确定； 2、塔的物料衡算、热量衡算； 3、塔的主要工艺尺寸的确定；

（1） 塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定 （2） 塔板的流体力学验算 （3） 塔板的负荷性能图 4、辅助设备的选型与计算 5、绘制工艺流程图（2号图） 6、绘制浮阀塔的设备图（1号图纸） 7、编写设计说明书

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目录

设计任务书 3 设计指导书 4 一、前言 6 二、苯－甲苯精馏塔工艺设计 8 （一） 精馏方案的确定 8 （二） 产品流量计算 9 （三） 操作回流比确定 10 （四） 理论塔板数计算 10 （五） 实际塔板数计算 11 （六） 塔内气、液相流量计算 12 （七） 设计截面的选择 12 （八） 流体物性参数计算 12 （九） 设计截面结构参数计算 13 （十） 负荷性能图校核与结构参数推广 15 （十一） 塔设备附件设计及选用 18 （十二） 浮阀塔结构参数一览表 18 三、列管式料液预热器的选型设计 19 （一）初选换热器 20 （二）换热器性能校核 21 四、附设计图 24

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五、参考文献 25 六、结束语 26 课程设计成绩评定表 28

摘要

精馏是气，液两相间的传质过程，所以作为气——液传质的塔设备，就必须使气，液两相得到最密切而又最充分的接触。浮阀塔广泛用于精馏，吸收和解吸等过程。浮阀塔的特点是生产能力大，操作弹性较大，塔板效率高，气体压强降及液面落差较小，塔的造价低，塔板结构较简单。在设计过程中，为节约能耗，达到最优的经济收益，要确定适宜的回流比，还要算出理论塔板数，塔板的各个尺寸。最后做出负荷性能图，确定适宜操作范围。 关键词：精馏 浮阀塔 回流比 塔板

第1章 前言

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1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。

精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。

1.2 设计背景

为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度。如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。填料种类出拉西、环鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。同时我国还进口一些新型塔设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研、设计工作，加速了我国塔技术的开发。

国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决与塔盘的结构，而是主要取决与物系的性质，如：挥发度、黏度、混合物的组分等。国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面则在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。

1.3 问题研究

本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。根据设计条件以及给出的数据描述出塔温度的分布，求得最小回流比以及塔顶的相对挥发度、塔釜的相对挥发度、全塔平均相对挥发度，又根据物料平衡公式分别计算出精馏段和提馏段的汽、液两相的流量，之后，计算塔板数、塔径等。根据这些计算结果进行了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算 …… 此处隐藏：7459字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……