浮阀式精馏塔课程设计

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1、武汉工业学院课程设计说明书摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘

2、图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：工艺计算，辅助设备计算,塔设备等的附图。关键词：浮阀式精馏塔苯_甲苯精馏塔设备结构第37页共37页武汉工业学院课程设计说明书目录摘要1一设计任务书4二设计计算与说明51.课程设计题目描述与要求52.课程设计报告内容52.1流程示意图52.2流程和方案的说明及论证53.精馏塔的工艺计算73.1全塔物料衡算73.2理论塔板数的确定83.3全塔效率的确定113.4实际塔板数的确定1

3、24.精馏塔操作工艺条件及相关物系的计算124.1操作压力124.2操作温度124.3平均摩尔质量134.4平均密度144.5液体表面张力154.6液体平均黏度165.精馏塔的塔体工艺尺寸计算175.1塔径的计算175.2有效塔高的计算186.塔板主要工艺尺寸的计算196.1溢流装置的计算196.2降液管206.3塔盘布置216.4浮阀布置227.流体力学验算237.1气体通过塔板的压力降237.2液泛的校核237.3雾沫夹带的核算247.4泄露的核算257.5操作负荷性能图268.主要附属设备设计计算与选

4、型.298.1塔顶全凝器29第37页共37页武汉工业学院课程设计说明书8.2料液泵31三设计结果总汇与主要符号说明33参考文献35结语36第37页共37页武汉工业学院课程设计说明书一设计任务书一设计题目浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计二工艺条件生产能力：82000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：55%苯，45%甲苯（质量分率，下同）产品组成：馏出液98%苯，釜液2%苯操作压强：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：间接蒸汽加热回流比：自选三设计内容(1)确定精馏装置流程，绘出流程

5、示意图。(2)工艺参数的确定基础数据的查找及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。(3)主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。(4)流体力学计算流体力学验算，操作符合性能图及操作弹性等。(5)主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。料液泵设计计算;流程计算及选型。四设计结果总汇五主要符号说明六参考文献第37页共37页武汉工业学院课程设计说明书二设计计算与说明1.课程设计题目描述与要求本设计采用连续操作方

6、式。设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下：生产能力:90000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：55%苯，45%甲苯（质量分率，下同）产品组成：馏出液98%苯，釜液2%苯操作压强：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：间接蒸汽加热回流比：R=22.课程设计报告内容2.1流程示意图冷凝塔→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↓↑回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↓塔釜2.2流程和方案的说明及论证2.2.1流程的说明第37页共37页武汉工业学院课程设计说明书首先，苯和甲苯的原料混合进入

7、原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到了泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，部分进入到塔顶产品冷凝器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯

8、和甲苯的分离。2.2.2方案的说明和论证浮阀塔之所以广泛应用,是由于它具有下列特点:⑴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。⑵操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此位置正常的操作而允许符合波动范围比筛板塔、泡罩塔都大。⑶塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故汽液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。⑷气体压降及