1、 化工原理课程设计说明书 设计题目： 甲苯乙苯的精馏（浮阀塔） 2 目 录 第一章 前言 精馏原理及其在化工生产上的应用 4 精馏塔对塔设备的要求. 4 常用板式塔类型及本设计的选型 4 本设计所选塔的特性 5 化工原理课程设计任务书 5 第二章 精馏塔的工艺计算 物料衡算 . 6 原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率 6 物料衡算. 6 回流比的确定. 7 平均相对挥发度的计算. 7 板数的确定. 8 精馏塔的气液相负荷. 8 精馏段与提馏段操作线方程. 9 全塔效率. 9 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算. 10 操作温度的计算. 10 操作压强11 塔内各段气液两相的平均分子量. 12
2、精馏塔各组分的密度. 13 液体表面张力的计算. 14 液体平均粘度的计算. 15 气液负荷计算. 15 精馏塔的塔体工艺尺寸计算. 16 塔径的计算. 16 精馏塔有效高度的计算. 17 溢流装置计算. 17 塔板布置. 17 浮阀板的流体力学验算. 18 塔板压降. 18 液沫夹带. 18 塔板负荷性能图. 19 过量液沫夹带线关系式. 20 液相下限线关系式. 20 严重漏夜线关系式. 21 液相上限线关系式. 21 3 降液管液泛线关系式. 22 浮阀塔计算结果汇总. 22 第三章 塔结构 塔的设备结构图. 23 结束语. 24 4 第一章 前言 1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用
3、 实际生产中， 在精馏柱及精馏塔中精馏时， 上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。 对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的 B 物质，而 残液是沸点高的 A 物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度 最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分 则留在塔底。 1.2 精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精 馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，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
4、：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效 率。 三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是 时，易于达到所要求的真空度。 四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正液体的流动， 而且不会使效率发生较大的变化。 五：结构简单，造价低，安装检修方便。 六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 1.3 常用板式塔类型及本设计的选型 常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。浮阀塔具有很 多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目 前新型塔板研开发的主要方向。近年
5、来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设 备，浮阀塔多用不锈钢板或合金 。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下， 使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作 弹性仍可达到满意的程度。 浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。 所以在此我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便；塔 板开孔率大，生产能力大等。 乙醇与水的分离是正常物系的分离， 精馏的意义重大， 在化工生产中应用非常广泛， 对于提纯物质有非常重要的意义。所以有必要做好本次设计 1.4本设计所选塔的特性 浮阀塔的优点是： 1 生产能力大，由于塔板上浮阀
6、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。 5 2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%,但是比筛 板塔高 20%30。 但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作 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 设计条件： 1、处理量： 100000 （吨/年） 。 2、进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的质量分数为 40%。 3、进
