课程设计：甲苯乙苯的精馏(浮阀塔).doc

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1、《化工原理课程设计》说明书设计题目：甲苯乙苯的精馏（浮阀塔）目录第一章前言精馏原理及其在化工生产上的应用4精馏塔对塔设备的要求4常用板式塔类型及本设计的选型4本设计所选塔的特性5化工原理课程设计任务书5第二章精馏塔的工艺计算物料衡算6原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率6物料衡算6回流比的确定7平均相对挥发度的计算7板数的确定8精馏塔的气液相负荷8精馏段与提馏段操作线方程9全塔效率9精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算10操作温度的计算10操作压强11塔内各段气液两相的平均分子量12精馏塔各组分的密度13液体表面张力的计算14液体平均粘度的计算15气液负荷计算15精馏塔的塔体工艺尺寸计算16

2、塔径的计算16精馏塔有效高度的计算17溢流装置计算17塔板布置17浮阀板的流体力学验算18塔板压降18液沫夹带18塔板负荷性能图19过量液沫夹带线关系式20液相下限线关系式20严重漏夜线关系式21液相上限线关系式21降液管液泛线关系式22浮阀塔计算结果汇总22第三章塔结构塔的设备结构图23结束语24第一章前言1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果

3、，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。1.2精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正液体的流动，而且不会使效率发生较大的变化。五

4、：结构简单，造价低，安装检修方便。六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。1.3常用板式塔类型及本设计的选型常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。浮阀塔具有很多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，浮阀塔多用不锈钢板或合金。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。所以在此我们使用浮阀

5、塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便；塔板开孔率大，生产能力大等。乙醇与水的分离是正常物系的分离，精馏的意义重大，在化工生产中应用非常广泛，对于提纯物质有非常重要的意义。所以有必要做好本次设计1.4．本设计所选塔的特性浮阀塔的优点是：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

6、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设计条件：1、处理量：（吨/年）。2、进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的质量分数为40%。3、进料状态：泡点进

7、料4、料液初温：泡点温度5、冷却水的温度：25℃6、饱和蒸汽压强：5Kgf/cm2(1Kgf/cm2=98.066)KPa7、精馏塔塔顶压强:1atm8、单板压降不大于0.7kPa9、分离要求：塔顶的甲苯含量不小于94%(质量分数),塔底的甲苯含量不大于2%(质量分数)。10、年开工时间：300（天）第二章精馏塔的工艺计算一、精馏塔的物料衡算(一)、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率甲苯的摩尔质量MA=92.13kg/kmol乙苯的摩