化工原理课程设计--苯-甲苯体系精馏浮阀塔

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1、化学化工学院化学化工学院 课程设计任务书课程设计任务书 课程名称 化工原理课程设计 设计题目 苯-甲苯体系精馏浮阀塔 设计条件及任务： 在常压连续浮阀精馏塔中精馏苯甲苯溶液，要求料液进 料量 F=180kmol/h 浓度 xf=25%，产品浓度 xD=99%，易挥发组分回 收率=99%。 操作条件：间接蒸汽加热 塔顶压强：1.03atm（绝对压强） 进料热状况：泡点进料 指导老师： 2008 年 6 月 17 日 1 目录目录 一、概述2 1.浮阀塔的特点 2 2.浮阀阀型介绍 2 二、工艺计算 3 1.流程的设计及说明 3 2.物性数据 4 3.全塔物料衡算 5 4.理论塔板数计算 7 5.

2、实际塔板数计算 9 6.浮阀塔的工艺尺寸的确定 9 7.塔板的流体力学验算 16 8.塔板负荷性能图及操作弹性的确定 19 9.辅助设备及零件设备 22 10.设计结果汇总 27 三、结论和评解 28 四、致谢 29 五、参考书目 29 2 化工原理课程设计（工艺设计）说明说编写内容化工原理课程设计（工艺设计）说明说编写内容 一、概述一、概述 1 1、浮阀塔的特点、浮阀塔的特点 浮阀塔是廿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

3、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。 生产上对塔器在工艺上及结构上提出的要求有下列几方面： 1 分离效率高-达到一定分离程度所需塔的高度低。 2 生产能力大-单位塔截面积处理量大。 3 操作弹性（flexibility）大-对一定的塔器，操作时气液流量（亦称 气液负荷）的变化会影响分离效率。若分离效率最高时的气液负荷作为最佳负荷 点，可把分离效率比最高效率下降 15%的最大负荷与最小负荷之比称为操作弹 性。 工程上常用的， 是液， 气负荷比 L/V 为某一定值时， 气相与液相的操作弹性。 操作弹性大的塔必然适应性

4、强，易于稳定操作。 4 气体阻力小-气体阻力小可使气体输送的功率消耗小。 对真空精馏来说， 降低塔器对气流的阻力可减小塔顶，底间的压差，降低塔的操作压强，从而可降 低塔底溶液泡点，降低对塔釜加热剂的要求，还可防止塔底物料的分解。 5 结构简单， 设备取材面广-便于加工制造与维修，价格低廉， 使用面广。 2 2、浮阀阀型介绍、浮阀阀型介绍 浮阀的形状如右图所示。浮阀有三条带钩的 腿。将浮阀放进筛孔后，将其腿上的钩扳转 ，可防止操作时气速过大将浮阀吹脱。此 外，浮阀边沿冲压出三块向下微弯的“脚”。 当筛孔气速降低浮阀降至塔板时，靠这三只 “脚”使阀片与塔板间保持 2.5mm 左右的间 隙；在浮阀再

5、次升起时，浮阀不会被粘住，可 3 平稳上升。 浮阀塔的生产能力比泡罩塔约大 20%40%，操作弹性可达 79，板效率比泡罩 塔约高 15%，制造费用为泡罩塔的 60%80%，为筛板塔的 120%130%。 图 2 浮阀（a）V-4 型，（b）T 型 浮阀一般都用不锈钢制成。国内常用的浮阀有三种，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，气体通过 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。我国已有 部颁标准（JB111868）。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 33 克，轻阀用厚度 1.5mm 的钢板冲成，质量约 25 克。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。 二、工艺计