正戊烷－正己烷混合液板式精馏塔设计_课程设计

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1、正戊烷－正己烷混合液板式精馏塔设计[摘要]化工设计在化学工程项目建设的整个过程中，是一个极其重要的环节，是工程建设的灵魂。化工设计是一门综合性很强的专业知识，同时又是一项政策性很强的工作，需要设计工作者拥有坚实的化学知识及化工常识。在石油、化工等行业中，精馏操作是分离液体混合物的最常用手段。其操作原理是利用液体混合物中各组分挥发度的不同，在气、液两相互相接触时，易挥发组分向液相传递，使得混合物达到一定程度的分离。本文设计了一个常压浮阀精馏塔，分离含正戊烷45％（以下皆为质量分数）的正戊烷—正己烷混合液，其

2、中混合液进料量为5050kg/h，进料温度为48℃，要求获得98％的塔顶产品和小于2％的塔釜产品.通过翻阅大量的资料进行物性数据处理、塔板计算、结构计算、流体力学计算、画负荷性能图以及计算接管壁厚对浮阀塔展开了全方面的设计。[关键词]化工设计，常压浮阀塔，物性，塔板45目录第一章概论31.1塔设备在化工生产中的作用和地位31.2板式塔的分类及一般构造31.3对塔设备的要求41.4塔设备的发展及现状41.5塔设备的用材41.6板式塔的常用塔型及其选用41.7塔型选择一般原则61.7.1与物性有关的因素71.

3、7.2与操作条件有关的因素71.7.3其他因素71.8板式塔的强化7第二章塔板计算82.1设计任务和条件82.2设计计算9第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算153.1操作压力153.2操作温度153.3平均摩尔质量163.4平均密度163.5液相平均表面张力183.6液相平均黏度213.7物性数据汇总23第四章精馏塔的塔体工艺尺寸244.1塔径的计算244.2精馏塔高度计算264.3溢流装置计算27454.4塔板布置及浮阀数目与排列30第五章塔板流体力学验算335.1气相通过浮阀塔板的压降335.

4、2淹塔345.3雾沫夹带35第六章塔板负荷性能图376.1雾沫夹带线376.2液泛线386.3液相负荷上限线396.4漏液线406.5液相负荷下限线416.6塔板负荷性能图416.7计算结果汇总表436.8参考文献4545第一章概论1.1塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传质过程创造适宜的外界条件，除了维持一

5、定的压强、温度、规定的气、液流量等工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果1.2板式塔的分类及一般构造随着时代的发展，出现了各种各样型式的塔，而且不断有新的塔型出现。虽然塔型众多，但根据塔内部结构，通常将塔分为板式塔和填料塔两大类。一、板式塔板式塔是在塔内装有多层塔板（盘），传热传质过程基本上在每层塔板上进行，塔板形状、塔板结构或塔板上气液两相得表现，就成了命名这些塔的依据，诸如筛板塔、栅板塔、舌形板塔、斜孔板塔、泡罩塔、浮阀塔等。下

6、面简单介绍一下几种常用的板式塔性能。（1）浮阀塔生产能力大，操作弹性大，分离效率高，雾沫夹带少，液面梯度较小，结构简单，是新发展的一种塔。（2）泡罩塔泡罩塔是工业上使用最早的一种板式塔，气-液接触由充分的保证，操作弹性大，但其分离效率不高，金属消耗量大且加工较复杂，应用逐渐减少。（3）筛板塔筛板塔是一种有降液管、板形结构最简单的板式塔，孔径一般为445~8mm，制造方便，处理量较大，清洗、更换、修理均较容易，但操作范围较小，适用于清洁的物料，以免堵塞。1.3对塔设备的要求在设计中选择塔型，必须综合考虑各种

7、因素，并遵循以下基本原则。①要满足工艺要求，分离效率高；②生产能力大，有足够的操作弹性；③运转可靠性高，操作、维修方便，少出故障；④结构简单，加工方便，造价较低；⑤塔压降小。1.4塔设备的发展及现状在化工、炼油和石油化学工业生产中,塔设备作为分离过程工艺设备,在蒸馏、精馏、萃取、吸收和解吸等传质单元操作中有着重要的地位。据统计L’],在整个化工工艺设备总投资中塔设备所占的比重,在化肥厂中约为21%,石油炼厂中约为20一25%,石油化工厂中约占10。若就单元装置而论,塔设备所占比重往往更大,例如在成套苯蒸馏

8、装置中,塔设备所占比重竟高达75.7%。此外,蒸馏用塔的能量耗费巨大,也是众所周知的。故塔设备对产品产量、质量、成本乃至能源消耗都有着至关重要的影响。因而强化塔设备来强化生产操作是生产、设计人员十分关心的课题。1.5塔设备的用材（1）塔体：钢材，有色金属或非金属耐腐蚀材料，钢壳衬砌衬、涂非金属材料。（2）塔板：钢为主，陶瓷、铸铁为辅。（3）填料：瓷、钢、铝、石墨、尼龙、聚丙烯塑料。（4）裙座：一般为炭钢。1.6板式塔的常用塔型