化工原理課程設(shè)計苯-甲苯的分離設(shè)備─浮閥精餾塔設(shè)計.doc

1浮閥精餾塔工藝設(shè)計任務(wù)書班級化工0916班姓名1工藝要求與數(shù)據(jù)（1）料液為苯甲苯混合液，含苯40%（質(zhì)量分數(shù)）（2）XD=94%XW=3%（質(zhì)量分數(shù)）（3）年生產(chǎn)能力：7萬噸（進料）2設(shè)計條件（1）連續(xù)常壓操作、中間加料、泡點回流（2）泡點進料（3）年生產(chǎn)時間330天（4）塔釜用間接蒸汽加熱，加熱蒸汽壓力300kPa（5）設(shè)塔頂冷凝用水進口溫度為253設(shè)計內(nèi)容（1）精餾流程設(shè)計及論證（2）工藝計算（3）塔盤設(shè)計（精餾段、提餾段各選一塊）（4）精餾段、提餾段流體力學(xué)條件校核（5）主要輔助設(shè)備的選型（再沸器、冷凝器）（6）控制系統(tǒng)、節(jié)能措施、工藝調(diào)整、故障處理、廢液處理的方案4設(shè)計成果（1）設(shè)計說明書（含評價與體會）（2）設(shè)計圖紙（畫在設(shè)計說明書中：流程圖、t-x-y圖、作圖法求理論塔板數(shù)、負荷性能圖2張）、（畫在圖紙上：塔盤布置圖1張、浮閥塔工藝條件圖1張）2緒論塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)目的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上液層進行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流向上（也有并流向下者）與液相接觸進行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成沿塔高連續(xù)變化，屬微分接觸操作過程。工業(yè)上對塔設(shè)備的主要要求是：（1）生產(chǎn)能力大；（2）傳熱、傳質(zhì)效率高；（3）氣流的摩擦阻力??；（4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強，操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡單，材料耗用量少；（6）制造安裝容易，操作維修方便。此外，還要求不易堵塞、耐腐蝕等。板式塔大致可分為兩類：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮閥、篩板、導(dǎo)向篩板、新型垂直篩板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）無降液管的塔板，如穿流式篩板（柵板）、穿流式波紋板等。工業(yè)應(yīng)用較多的是有降液管的塔板，如浮閥、篩板、泡罩塔板等。浮閥塔廣泛用于精餾、吸收和解吸等過程。其主要特點是在塔板的開孔上裝有可浮動的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進入塔板上液層進行兩相接觸。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動，自行調(diào)節(jié)。浮閥有盤式、條式等多種，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為F1型（V1型）、V4型、十字架型、和A型，其中F1型浮閥結(jié)構(gòu)較簡單、節(jié)省材料，制造方便，性能良好，故在化工及煉油生產(chǎn)中普遍應(yīng)用，已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（JB111881）。其閥孔直徑為39mm，重閥質(zhì)量為33g，輕閥為25g。一般多采用重閥，因其操作穩(wěn)定性好。浮閥塔的主要優(yōu)點是生產(chǎn)能力大，操作彈性較大，塔板效率高，氣體壓強降及液面落差較小，塔的造價低，塔板結(jié)構(gòu)較泡罩塔簡單?；どa(chǎn)常需進行二元液相混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝達到輕重組分分離目的的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備類型之一。本次設(shè)計的浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計過程，該設(shè)計方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。3本設(shè)計書對苯和甲苯的分離設(shè)備浮閥精餾塔做了較詳細的敘述，主要包括：工藝計算，輔助設(shè)備計算,塔設(shè)備等的附圖。采用浮閥精餾塔，塔高15.54米，塔徑1.4米，按逐板計算理論板數(shù)為12。算得全塔效率為0.511。塔頂使用全凝器，部分回流。精餾段實際板數(shù)為10，提餾段實際板數(shù)為12。實際加料位置在第11塊板(從上往下數(shù))，操作彈性為4.5。通過板壓降、漏液、液泛、霧沫夾帶的流體力學(xué)驗算，均在安全操作范圍內(nèi)。塔的附屬設(shè)備中，所有管線均采用無縫鋼管。再沸器采用臥式浮頭式換熱器。用加熱蒸汽壓力300kPa加熱，用15循水作冷凝劑。飽和蒸汽走管程，釜液走殼程。由于時間倉促，再加上水平有限，書中難免有不妥之處，懇請老師批評指正。2011/4/204設(shè)計方案的選擇和論證1設(shè)計流程本設(shè)計任務(wù)為分離苯_甲苯混合物。對于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下