甲醇水体系浮阀精馏塔的设计

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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。南京工业大学化工原理专业课程设计设计题目甲醇 - 水体系浮阀精馏塔的设计学生姓名高辰珏班级、学号化工 081004指导教师姓名冯晖课程设计时间12 月 14 日- 12 月 30 日课程设计成绩设计说明书、计算书及设计图纸质量, 70%独立工作能力、综合能力及设计过程表现,30%设计最终成绩 ( 五级分制 )指导教师签字化学化工学院资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。课程名称 :设计题目 :学生姓名 :班级学号 :设计日期 :设计任务 :化工原理课程设计甲醇 - 水体系浮法精馏塔的设计高辰珏专业 :化学工程

2、与工艺化工 081004-12-14至 -12-30乙醇 - 水体系设计条件及任务 :进料流量 : F 210kmol/h进料组成 : X f =0.20(摩尔分率 )进料热状态 :泡点进料要求塔顶产品浓度XD=0.99易挥发组分回收率0.99前言化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一 , 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、 增湿、 减湿等单元操作中 ,资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。精馏操作是最基本的单元操作之一,它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔

3、,后者的代表则为填料塔。 一般 ,与填料塔相比 ,板式塔具有效率高、处理量大、 重量轻及便于检修等特点 ,但其结构较复杂 ,阻力降较大。在各种塔型中,当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。浮阀塔的特点 :1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。2操作弹性大 ,由于阀片能够自由升降以适应气量的变化,因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔,泡罩塔都大。3塔板效率高 ,由于上升气体从水平方向吹入液层,故气液接触时间较长 ,而雾沫夹带量小 ,塔板效率高。4气体压降及液面落差小,因气液流过浮阀塔板时阻力较小,使气体压降及液

4、面落差比泡罩塔小。5塔的造价较低 ,浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%80%, 可是比筛板塔高 20%30。可是 , 浮阀塔的抗腐蚀性较高 ( 防止浮阀锈死在塔板上 ) , 因此一般采用不锈钢作成 , 致使浮阀造价昂贵 , 推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展 , 各种新型填料 , 高效率塔板的不断被研制出来 , 浮阀塔的推广并不是越来越广。近几十年来 , 人们对浮阀塔的研究越来越深入 , 生产经验越来越丰富 , 积累的设计数据比较完整 , 因此设计浮阀塔比较合适。本次设计就是针对甲醇水体系,而进行的常压浮阀精馏塔的设计及其辅助设备的选型。由于此次设计时间紧张 ,本人水平有限 ,难

5、免有遗漏谬误之处 ,恳切希望各位老师指出 ,以便订正。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。12 月目录概述 7 第一章 体操作方案的确定 1.1 操作 的 9 1.2 物料的 料 状 9 1.3 回流比的确定 10 1.4 塔釜的加 方式 10 1.5 回流的方式方法10第二章精 的工 流程 的确定11资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第三章理 板数的确定 3.1 物料衡算 12 3.2 物系相平衡数据12 3.3 确定回流比 .13 3.4 理 板数 NT 的 算以及 板数的确定 13第四章塔体主要工 尺寸的确定 4.1 各 参数 16

6、4.2 精 段塔径塔板的 算 .224.2.1 精 段汽、 液相体 流率4.2.2 塔径塔板的 算4.2.3 塔板流体力学的 算4.2.4 塔板 荷性能 及操作 性 4.3 提 段塔径塔板的 算 .354.3.1 精 段汽、 液相体 流率4.3.2 塔径塔板的 算4.3.3 塔板流体力学的 算4.3.4 塔板 荷性能 及操作 性第五章浮 塔板工 算 果 47 第六章 助 及零件 5.1 塔 全凝器的 算及 型 49 5.2 塔底再沸器面 的 算及 型53 5.3 其它 助 算及 型 .54第七章 感想 .60 第八章 致 61 第九章 参考文献 61资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请

7、联系改正或者删除。概述 :塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。 前者的代表是板式塔 , 后者的代表则为填料塔。一般 , 与填料塔相比 , 板式塔具有效率高、 处理量大、重量轻及便于检修等特点 , 但其结构较复杂 , 阻力降较大。在各种塔型中 , 当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。浮阀塔的优点 :1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。2操作弹性大 ,由于阀片能够自由升降以适应气量的变化,因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔,泡罩塔都大。3塔板效率高 ,由于上升气体从水平方向吹入液层,故气液接触时间较

8、长 ,而雾沫夹带量小 ,塔板效率高。4气体压降及液面落差小,因气液流过浮阀塔板时阻力较小,使气体压降及液面落差比泡罩塔小。5塔的造价较低 ,浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%80%, 可是比筛板塔高 20%30。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。可是 , 浮阀塔的抗腐蚀性较高 ( 防止浮阀锈死在塔板上 ) , 因此一般采用不锈钢作成 , 致使浮阀造价昂贵 , 推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展 , 各种新型填料 , 高效率塔板的不断被研制出来 , 浮阀塔的推广并不是越来越广。近几十年来 , 人们对浮阀塔的研究越来越深入 , 生产经验越来越丰富 , 积累

9、的设计数据比较完整 , 因此设计浮阀塔比较合适。本次的课程设计任务是甲醇和水的体系 , 要想把低纯度的甲醇水溶液提升到高纯度 , 要用连续精馏的方法 , 因为甲醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程 , 即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程 , 因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的 , 塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作 , 除精馏塔外 , 还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知 , 单有精馏塔还不能完成精馏操作 , 还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器 , 有时还要配原料液预热器、 回流液泵等附属设备 , 才能实现

10、整个操作。浮阀塔是二十世纪五十年代初开发的一种新塔型。 其特点是在筛板塔基础上 ,在每个筛孔处安置一个可上下移动的阀片。当筛孔气速高时,阀片被顶起、上升 ,孔速低时 ,阀片因自重而下降。阀片升降位置随气流量大小作自动调节,从而使进入液层的气速基本稳定。又因气体在阀片下测水平方向进入液层 , 既减少液沫夹带量 , 又延长气液接触时间 , 故收到很好的传质效果。国内常见的浮阀有三种 , 即图 1 所示的 F1 型及图 2 所示的 V-4 型与 T 型。 V-4 型的特点是阀孔被冲压成向下弯的喷咀形 , 气体经过阀孔时因流道形状渐变可减小阻力。 T 型阀则借助固定于塔板的支架限制阀片移动范围。 三类浮阀中 , F1 型浮阀最简单 , 该类型浮阀已被广泛使用。中国已有部颁标准( JB1118 68) 。F1 型阀又分重阀与轻阀两种 , 重阀用厚度 2mm的钢板冲成 , 阀质量约 33g, 轻阀用厚度 1.5mm的钢板冲成 , 质量约 25g。阀重则阀的惯性大 , 操作稳定性好 , 但气体阻力大。一般采用重罚。只有要求压降很小的场合 , 如真空精馏时才使用轻阀。