化工原理课程设计--苯-甲苯体系精馏浮阀塔

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1、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N=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31目录一、概述…………………………………………………………21.浮阀塔的特点………………………………………………22.浮阀阀

2、型介绍………………………………………………2二、工艺计算…………………………………………………31.流程的设计及说明…………………………………………32.物性数据……………………………………………………43.全塔物料衡算………………………………………………54.理论塔板数计算……………………………………………75.实际塔板数计算……………………………………………96.浮阀塔的工艺尺寸的确定…………………………………97.塔板的流体力学验算………………………………………168.塔板负荷性能图及操作弹性的确定………………………199.辅助设备及零件设备………………………………………221

3、0.设计结果汇总………………………………………………27三、结论和评解………………………………………………28四、致谢………………………………………………………29五、参考书目…………………………………………………2931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

4、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。生产上对塔器在工艺上及结构上提出的要求有下列几方面：1．分离效率高------达到一定分离程度所需塔的高度低。2．生产能力大------单位塔截面积处理量大。3．操作弹性（flexibility）大------对一定的塔器，操作时气液流量（亦称气液负荷）的变化会影响分离效率。若分离效率最高时的气液负荷作为最佳负荷点，可把分离效率比最高效率下降15%的最大负荷与最小负荷之比称为操作弹性。工程上常用的，是液，气负荷比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

5、体阻力小------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．结构简单，设备取材面广------便于加工制造与维修，价格低廉，使用面广。2、浮阀阀型介绍浮阀的形状如右图所示。浮阀有三条带钩的腿。将浮阀放进筛孔后，将其腿上的钩扳转，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31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

6、塔的生产能力比泡罩塔约大20%～40%，操作弹性可达7～9，板效率比泡罩塔约高15%，制造费用为泡罩塔的60%～80%，为筛板塔的120%～130%。图2浮阀（a）V-4型，（b）T型浮阀一般都用不锈钢制成。国内常用的浮阀有三种，即图1所示的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1.5m

7、m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