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

1浮閥精餾塔工藝設(shè)計(jì)任務(wù)書班級(jí)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?jǐn)?shù)）（2）XD=94%XW=3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（3）年生產(chǎn)能力：7萬噸（進(jìn)料）2設(shè)計(jì)條件（1）連續(xù)常壓操作、中間加料、泡點(diǎn)回流（2）泡點(diǎn)進(jìn)料（3）年生產(chǎn)時(shí)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(jìn)口溫度為253設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）精餾流程設(shè)計(jì)及論證（2）工藝計(jì)算（3）塔盤設(shè)計(jì)（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(jì)成果（1）設(shè)計(jì)說明書（含評(píng)價(jià)與體會(huì)）（2）設(shè)計(jì)圖紙（畫在設(shè)計(jì)說明書中：流程圖、t-x-y圖、作圖法求理論塔板數(shù)、負(fù)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(jìn)行質(zhì)熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐級(jí)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(jìn)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(duì)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）氣流的摩擦阻力小；（4）操作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)是在塔板的開孔上裝有可浮動(dòng)的浮閥，氣流從浮閥周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相接觸。浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。浮閥有盤式、條式等多種，國(guó)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(jiǎn)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(diǎn)是生產(chǎn)能力大，操作彈性較大，塔板效率高，氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小，塔的造價(jià)低，塔板結(jié)構(gòu)較泡罩塔簡(jiǎn)單。化工生產(chǎn)常需進(jìn)行二元液相混合物的分離以達(dá)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(dá)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(duì)選擇、設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)針對(duì)二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程，該設(shè)計(jì)方法被工程技術(shù)人員廣泛的采用。3本設(shè)計(jì)書對(duì)苯和甲苯的分離設(shè)備浮閥精餾塔做了較詳細(xì)的敘述，主要包括：工藝計(jì)算，輔助設(shè)備計(jì)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(jì)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(shí)際板數(shù)為10，提餾段實(shí)際板數(shù)為12。實(shí)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(yàn)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(shí)間倉(cāng)促，再加上水平有限，書中難免有不妥之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。2011/4/204設(shè)計(jì)方案的選擇和論證1設(shè)計(jì)流程本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離苯_甲苯混合物。對(duì)于二元混合物的分離，采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)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(diǎn)下