苯-甲苯浮阀塔的设计

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1、化工原理课程设计题目　苯-甲苯连续精馏塔的设计姓名　　韩树伟学号　200907120211年级　2009级02班专业　　化学工程与工艺系（院）　化学化工学院指导教师张杰2012年5月-27-目录目录1一．前言21.1概述31.2设计任务及要求31.3设计方案4二．塔的工艺计算42.1物料衡算42.2理论板数的确定52.3塔径及塔高的确定82.3.1操作参数及物性参数的确定8(1)压强8(2)平均温度8(3)平均分子量8(4)平均密度9(5)表面张力10(6)液体黏度10(7)气液负荷计算112.3.2塔板工艺尺寸计算11(1)塔径11

2、（2）塔的有效高度12(3)溢流装置计算12(4)塔板布置与浮阀数目及排列152.3.3塔板流体动力学验算17精馏段计算17提馏段计算182.3.4塔板的负荷性能图20(1)雾沫夹带线20(2)液泛线21（3）液体负荷上限线22(4)漏夜线22(5)液相负荷下限线22三．设计结果一览表24四.个人总结及对本设计的评述26五.参考文献26六．附图……………………………………………………………………………………………………27-27-一．前言化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论系实际的桥梁，是使学生体察

3、工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融汇贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到以化工单元操作为主的化工设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握典型单元操作设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。1.1概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填

4、料塔。板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。板式塔大致可分为两类：（1）有

5、降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，

6、性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。其阀孔直径为39mm，重阀质量为33g，轻阀为25g。一般多采用重阀，因其操作稳定性好。浮阀塔的主要优点是生产能力大，操作弹性较大，塔板效率高，气体压强降及液面落差较小，塔的造价低，塔板结构较泡罩塔简单-27-1.2设计任务及要求（一）设计题目苯-甲苯连续精馏塔的设计（二）计任务及操作条件1)进精馏塔的料液含苯36%（质量分数，下同），其余为甲苯；2)产品的苯含量不得低于93%；3)残液中苯含量不得高于0.8%；4)每年实际生产时间：7100小时/年，处理

7、量：28500吨/年；5)操作条件a)塔顶压力：4kPa(表压)b)进料热状态：饱和液体进料(或自选)c)回流比：R=1.85Rmind)加热方式：间接蒸汽e)单板压降：≤0.7kPa（三）板类型浮阀塔（F1型）（四）厂址临沂地区（五）设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)塔板主要工艺尺寸的计算；6)塔板的流体力学验算；7)塔板负荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。2、设计图纸要求绘制生产工艺流

8、程图（选作）；-27-1.3设计方案总的要求是在符合生产工艺条件下，尽可能多的使用新技术，节约能源和成本，少量的污染。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