乙烯-乙烷浮阀式精馏塔及辅助设备设计（处理量：100回流比系数：1.3）

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1、化工原理课程设计设计日期：2007-8-30班级：制药0413班姓名：彭卫波指导老师：匡国柱-28-目录第1章概述………………………………………………………………………31.1精馏塔………………………………………………………………31.2再沸器…………………………………………………………………41.3冷凝器………………………………………………………………4第2章方案流程简介……………………………………………………………42.1精馏装置流程………………………………………………………42.2工艺流程…………………………………………………………52.3

2、设备选用…………………………………………………………52.4处理能力及产品质量要求…………………………………………5第3章精馏塔工艺设计…………………………………………………………63.1设计条件……………………………………………………………63.2物料衡算及热量衡…………………………………………………63.3塔板数的计算………………………………………………………73.4精馏塔工艺设计………………………………………………………93.5溢流装置的设计………………………………………………………103.6塔板布置和其余结构尺寸的选取…………………………

3、…………113.7塔板流动性能的校核…………………………………………………123.8负荷性能图…………………………………………………………14第4章再沸器的设计……………………………………………………………154.1设计任务及设计条件………………………………………………154.2估算设备尺寸………………………………………………………164.3传热系数的校核……………………………………………………174.4循环流量的校核……………………………………………………20第5章辅助设备的设计……………………………………………………………235.1辅助容器的

4、设计……………………………………………………235.2泵的设计……………………………………………………………24第6章管路设计……………………………………………………………………27第7章控制方案…………………………………………………………………27附录一主要符号说明……………………………………………………………28附录二参考资料…………………………………………………………………29附录三Excel表格及CAD图见附件-28-第1章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。1.1精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内

5、装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。较常用的精馏塔包括筛板式、泡罩式以及浮阀式等。本设计为浮阀式精馏塔。浮阀塔综合了前两者的优点，取消了结构复杂的上升管和泡罩。为避免堵塞和漏夜过多，塔板上开孔比较大（标准直径为39mm），每个孔还装

6、有可以上下浮动的浮阀。浮阀的开度可根据气体通过阀孔的气速自动调节。当气体负荷较低时，浮阀的开度较小，漏夜量不多；气体负荷较高时，浮阀开度较大，阻力又不至于增加过多大，所以这种塔板操作弹性大，阻力比泡罩塔板大为减小，其生产能力大于泡罩塔板。另外，这种塔板的效率也较高。其主要缺点是浮阀使用过久后，由于频繁活动而易脱落或被卡住，操作失常。常用的浮阀有F1型和V4型两种，后者常用于减压塔。此外，浮阀还有条形型式的浮阀，如条形浮阀、方形浮阀和导向浮阀等，其性能较常规浮阀有所改进，在工业上得到了应用和推广。本设计选用F1型浮阀。-28-1.2再沸器作用：用以

7、将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。立式热虹吸再沸器的特点：●循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。●结构紧凑、占地面积小、传热系数高。●壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。●塔釜提供气液分离空间和缓冲区。1.3冷凝器（设计从略）用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。第2章

8、方案流程简介2.1精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程