化工原理课程设计：甲醇-水体系浮阀精馏塔的设计

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1、南京工业大学《化工原理》专业课程设计设计题目甲醇-水体系浮阀精馏塔的设计学生姓名高辰珏班级、学号化工081004指导教师姓名冯晖课程设计时间2010年12月14日-2010年12月30日课程设计成绩设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%独立工作能力、综合能力及设计过程表现，30%设计最终成绩（五级分制）指导教师签字63化学化工学院课程名称：化工原理课程设计设计题目：甲醇-水体系浮法精馏塔的设计学生姓名：高辰珏专业：化学工程与工艺班级学号：化工081004设计日期：2010-12-14至2010-12-30设计任务：乙醇-水体系设计条件及任务：进料流量：F

2、＝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≥0.9963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

3、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。63但是，

4、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63目录概述………………………………………………………7第一章总体操

5、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

6、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…………………….224.2.1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63◆4.3提馏段塔径塔板的实际计算……………………….354.3.1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

7、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…………………………………………6163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

8、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