化工原理课程设计--苯和甲苯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》课程设计设计题目苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计学生姓名张志琪班级、学号浦化工0909指导教师姓名冯晖李卫星课程设计时间2011年12月19日-2011年12月31日课程设计成绩百分制权重设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%独立工作能力、综合能力、设计过程表现、设计答辩及回答问题情况，30%设计最终成绩（五级分制）指导教师签字化学化工学院课程名称化工原理课程设计设计题目苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计学生姓名张志琪专业化学工程与工艺班级学号P1001090919设计日期2011年12月19日至2011年12月31日设计条件及任务：进料流量：F=230kmol/h进料组成：Z

2、F=0.3（摩尔分率）进料热状态：冷液进料（tF=15.7℃）设计体系：苯和甲苯二元体系设计条件:塔顶组成XD≥99%塔底组成XW≦0.1%指导教师冯晖李卫星2011年12月31日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

3、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

4、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。本次设计就是针对苯-甲苯体系，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。2011年12月目录第一章概述u1.1塔设备概述……………………………………………………(6)u1.2化工生产对塔设备的要求……………………………………(6)u1

5、.3塔设备的选用…………………………………………………(7)u1.4浮阀塔的优点…………………………………………………(7)第二章总体设计方案u2.1操作压强的选择………………………………………………(8)u2.2物料的进料状态………………………………………………(8)u2.3塔釜的加热方式………………………………………………(8)u2.4回流方式………………………………………………………(8)第三章精馏工艺流程图…………………………………………………………(9)第四章理论板数的确定………………………………………………………(10)u4.1物料衡算……………………………………………………(10

6、)u4.2物系相平衡数据……………………………………………(10)u4.3q值的计算…………………………………………………(10)u4.4回流比的确定………………………………………………(11)4.4.1α值的确定……………………………………………(11)4.4.2e点的确定……………………………………………(11)4.4.3最小回流比Rmin的确定…………………………………(11)4.4.4操作回流比Ropt的确定…………………………………(12)u4.5理论板数的确定……………………………………………(12)4.5.1精馏段与提留段的汽液相流率………………………(12)4.5.2精馏段与提

7、留段方程的确定…………………………(12)4.5.3逐板计算法计算理论板数……………………………(12)u4.6实际板数的确定……………………………………………(14)4.6.1全塔效率ET的计算……………………………………(14)4.6.2实际板数的确定………………………………………(14)第五章塔体主要工艺尺寸的设计计算………………………………………(14)u5.1塔体设计所需的有关物性数据计