南京工业大学的甲醇-水体系浮阀精馏塔的课程设计

课程名称： 化工原理课程设计 设计任务： 乙醇-水体系

设计条件及任务：

进料流量：F＝210kmol/h 进料组成：Xf=0.20（摩尔分率） 进料热状态：泡点进料 要求塔顶产品浓度XD=0.99 易挥发组分回收率η≥0.99

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。

本次设计就是针对甲醇——水体系，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，以便订正。

2010年12月

目 录

概述……………………………………………………… 7 第一章 总体操作方案的确定

◆1.1操作压强的选择…………………………………9 ◆1.2物料的进料热状态………………………………9 ◆1.3回流比的确定……………………………………10 ◆1.4塔釜的加热方式…………………………………10 ◆1.5回流的方式方法………………………………… 10 第二章 精馏的工艺流程图的确定……………………11 第三章 理论板数的确定

◆3.1物料衡算…………………………………………12 ◆3.2物系相平衡数据………………………………… 12 ◆3.3确定回流比…………………………………….....13 ◆3.4理论板数NT的计算以及实际板数的确定………13 第四章 塔体主要工艺尺寸的确定

◆4.1各设计参数………………………………………16 ◆4.2精馏段塔径塔板的实际计算…………………….22 4.2.1精馏段汽、液相体积流率 4.2.2塔径塔板的计算 4.2.3塔板流体力学的验算 4.2.4塔板负荷性能图及操作弹性

◆4.3提馏段塔径塔板的实际计算……………………….35 4.3.1精馏段汽、液相体积流率 4.3.2塔径塔板的计算 4.3.3塔板流体力学的验算

4.3.4塔板负荷性能图及操作弹性

第五章浮阀塔板工艺设计计算结果…………………………47 第六章 辅助设备及零件设计

◆5.1塔顶全凝器的计算及选型…………………………49 ◆5.2塔底再沸器面积的计算及选型…………………… 53 ◆5.3其他辅助设备计算及选型………………………….54 第七章 设计感想………………………………………….60 第八章 致谢………………………………………………61 第九章 参考文献…………………………………………61

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 …… 此处隐藏：5047字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……