化工原理课程设计-- 苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计

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1、 化工原理化工原理课程设计课程设计 设计题目设计题目 苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计 课程设计时间课程设计时间 2011 年年 12 月月 19 日日-2011 年年 12 月月 31 日日 课程设计成绩课程设计成绩 百分制百分制 权重权重 设计说明书、计算书及设计说明书、计算书及 设计图纸质量，设计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能独立工作能力、综合能 力、设计过程表现、设力、设计过程表现、设 计 答 辩 及回 答 问题 情计 答 辩 及回 答 问题 情 况，况，30% 设计最终成绩（五级分设计最终成绩（五级分 制）制） 指导教师签字指导教师签字 化学化工学院化

2、学化工学院 课程名称课程名称 化工原理课程设计化工原理课程设计 设计题目设计题目 苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计苯和甲苯体系浮阀精馏塔的设计 设计日期设计日期 2011 年年 12 月月 19 日至日至 2011 年年 12 月月 31 日日 设计条件及任务：进料流量设计条件及任务：进料流量 ：F=230 kmol/h 进料组成进料组成 ：ZF=0.3（摩尔分率）（摩尔分率） 进料热状态进料热状态 ：冷液进料（：冷液进料（tF=15.7） 设计体系：设计体系： 苯和甲苯二元体系苯和甲苯二元体系 设计条件设计条件: 塔顶组成塔顶组成 XD99% 塔底组成塔底组成 XW0.1% 2011 年年 12

3、 月月 31 日日 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，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， 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

4、20%40%，与筛板塔接近。 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

5、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。 本次设计就是针对苯-甲苯体系，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，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各 位老师指出，以便订正。 2011 年 12 月 目目 录录 第一章 概述 1.1 塔设备概述 (6) 1.2 化工生产对塔设备的要求 (6) 1.3 塔设备的选用 (7) 1.4 浮阀塔的优点 (7) 第二章 总体设计方案 2.1 操作压强的选择 (8) 2.2 物料的进料状态 (8) 2.3 塔釜的加热方式 (8) 2.4 回流方式 (8) 第三章 精馏工艺流程图 (9) 第四章 理论板数的确定 (10) 4.1 物料衡算 (10) 4.2 物系相平衡数据 (10) 4.3 q 值的计算 (10) 4.4 回流比的确定