《分离工程》课程设计-年22万吨进料脱丙烷板式精馏塔设计

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1、《分离工程》课程设计——年22万吨进料脱丙烷板式精馏塔设计姓名:专业:化学工程与工艺班级:学号:指导老师:45目录绪论3设计任务书5一、设计方案的选择91.1工艺设计的原则91.2精馏操作对塔设备的要求101.2.1板式塔类型101.2.2筛板塔102.2.3浮阀塔111.3设计方案确定121.3.1操作条件的确定121.3.2进料状态121.3.3加热方式121.4工艺流程图12二、脱烷烃精馏塔工艺计算162.1全塔物料平衡计算162.1.1原始数据获取162.1.2物料衡算162.1.3用泡点方程计算塔底温度172.1.4露点方程计算塔顶温度182.1.5清晰分割验证192.1.6用泡点方

2、程计算进料温度212.2用芬克斯方程计算最少理论塔板数212.3恩德伍德法求最小回流比212.4吉利兰法计算求理论板数232.5计算理论进料位置232.6计算实际板数和实际进料位置24三、浮阀塔的设计计算263.1选取设计塔板263.1.1板型选取26453.1.2板间距的初选：263.2汽、液体体积流量计算263.2.1精馏段、提馏段的摩尔流量计算263.2.2精馏段、提馏段的体积流量计算273.3液体表面张力计算294.4塔径的计算304.4.1求上限空塔气速303.4.2计算空塔气速：313.4.3选取塔径和实际空塔气速：313.5计算塔截面积313.6计算塔的有效高度313.7塔板的设

3、计313.7.1确定塔板溢流形式313.7.2确定降液管的结构形式313.7.3降液管的底隙高度323.7.4求降液管的宽度及截面323.7.5求液体在降液管内的停留时间333.7.6塔板四区尺寸的确定333.7.7初算浮阀个数333.7.8核算阀孔动能因数及孔速343.7.9计算塔板开孔率343.8塔板的水力学计算343.8.1气体通过浮阀塔板的压强降343.8.2液泛353.8.3雾沫夹带353.9塔板负荷性能图363.9.1泄漏线363.9.2液相负荷上限线：373.9.3液相负荷下限线：373.9.4液泛线：373.9.5雾沫夹带上限线：383.9.6技术分析：3945四、精馏塔设备设

4、计414.3精馏塔的塔板类型选择434.4塔板结构及与塔体的连接形式444.5降液管的形式444.6受液盘的设计444.7塔节的设计44五、接管尺寸计算455.1进料管尺寸计算455.2塔顶蒸汽管尺寸计算455.3釜液出口管尺寸计算465.4塔高的计算46六、热量衡算476.1塔顶冷凝器热量衡算476.2塔底再沸器热量衡算48七、课程设计总结49八、参考资料和文献5145绪论在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。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

5、表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。当前各炼厂的气体分离装置大部分仍然采用精馏分离。化工生产中所处理的原料中间产物和粗产品等几乎都是由若干组分组成

6、的混合物，蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。低沸点烃类混合物是利用精馏方法使混合物得到分离的，其基本原理是利用被分离的各组分具有不同的挥发度，即各组分在同一压力下具有不同的沸点将其分离的。其实质是不平衡的汽液两相在塔盘上多次逆向接触，多次进行部分汽化和部分冷凝，传质、传热，使气相中轻组分浓度不断提高，液相中重组分浓度不断提高，从而使混合物得到分离。塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔用途较广，它是逐级接触式的气液传质设备。浮阀塔于50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为

7、国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍，对其性能研究也较充分。浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干大孔，每个孔上装有一个可以上、下浮动的阀片，浮阀的型式很多，目前国内最常用型式的为F145型和V-4型。F1型浮阀的结构简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛用于化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB1118-68）。操作时，由阀孔上升的气流，经过阀片与塔板的间隙与塔板上横流的液