苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计
课程设计----苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计.
设计任务书设计题目:苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件:常压: 1p atm =处理量:100Kmol h进料组成: 0.45f x =馏出液组成: 98.0=d x釜液组成: 02.0=w x (以上均为摩尔分率)塔顶全凝器: 泡点回流 回流比: min (1.1 2.0)R R =-加料状态: 0.96q =单板压降: 0.7a kp ≤设 计 要 求 :(1) 完成该精馏塔的工艺设计(包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算)。
(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(3) 写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和设计评价。
目录摘要 (1)绪论 (2)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (4)1.1基础物性数据 (4)1.2精馏塔全塔物料衡算 (4)1.2.1已知条件 (4)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (5)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.5操作线方程 (6)1.2.6用逐板法算理论板数 (6)1.2.7实际板数的求取 (7)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2操作压力的计算 (8)1.3.3平均摩尔质量的计算 (8)1.3.4平均密度计算 (9)1.3.5液体平均表面张力计算 (10)1.3.6液体平均粘度计算 (10)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (10)1.4.1塔径的计算 (10)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (11)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)1.5.1溢流装置计算 (12)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (13)1.7塔板流体力学验算 (14)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (14)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (15)1.7.3计算雾沫夹带量e V (15)1.8塔板负荷性能图 (16)1.8.1雾沫夹带线 (16)1.8.2液泛线 (17)1.8.3 液相负荷上限线 (18)1.8.4漏液线 (18)1.8.5液相负荷下限线 (18)1.9小结 (19)第二章热量衡算 (20)2.1相关介质的选择 (20)2.1.1加热介质的选择 (20)2.1.2冷凝剂 (20)2.2热量衡算 (20)第三章辅助设备 (23)3.1冷凝器的选型 (23)3.1.1计算冷却水流量 (23)3.1.2冷凝器的计算与选型 (23)3.2冷凝器的核算 (24)3.2.1管程对流传热系数α1 (24)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (25)3.2.3污垢热阻 (26)3.2.4核算传热面积 (26)3.2.5核算压力降 (26)第四章塔附件设计 (29)4.1接管 (29)4.1.1进料管 (29)4.1.2回流管 (29)4.1.3塔底出料管 (29)4.1.4塔顶蒸气出料管 (30)4.1.5塔底进气管 (30)4.2筒体与封头 (30)4.2.1筒体 (30)4.2.2封头 (30)4.3除沫器 (31)4.4裙座 (31)4.5人孔 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)4.6.1塔的顶部空间高度 (32)4.6.2塔的底部空间高度 (32)4.6.3塔立体高度 (32)设计结果汇总 (33)结束语 (34)参考文献 (35)主要符号说明 (36)附录 (38)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计
精馏塔设计苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计1.课程设计的目的课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练,在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用,通过课程设计就以下几个方面要求学生加强训练1.查阅资料选用公式和搜集数据的能力2.树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想,在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
3.迅速准确的进行工程计算(包括电算)的能力。
4.用简洁文字清晰表达自己设计思想的能力。
2 课程设计题目描述和要求精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔,板空上安装浮阀,具体工艺参数如下:原料苯含量:质量分率= (30+0.5*学号)%原料处理量:质量流量=(10-0.1*学号)t/h [单号](10+0.1*学号)t/h [双号]产品要求:质量分率:xd=98%,xw=2% [单号]xd=96%,xw=1% [双号]2工艺操作条件如下:常压精馏,塔顶全凝,塔底间接加热,泡点进料,泡点回流,R=(1.2~2)Rmin。
3.课程设计报告内容3.1 流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯3.2 流程和方案的说明及论证3.2.1 流程的说明首先,苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。
化工原理课程设计 苯-甲苯浮阀精馏塔-19页精选文档
3.课程设计报告内容3.1 流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯3.2 流程和方案的说明及论证3.2.1 流程的说明首先,苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。
因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入苯的储罐,而其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。
液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。
塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原料的加入。
最终,完成苯与甲苯的分离。
3.2.2 方案的说明和论证本方案主要是采用浮阀塔。
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: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,两相均能维持正常的流动,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。
而浮阀塔的优点正是:而浮阀塔的优点正是: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。
化工原理课程设计浮阀塔
化工原理课程设计(浮阀塔)板式连续精馏塔设计任务书一、设计题目:分离苯—甲苯系统的板式精馏塔设计试设计一座分离苯—甲苯系统的板式连续精馏塔,要求原料液的年处理量为50000 吨,原料液中苯的含量为35 %,分离后苯的纯度达到98 %,塔底馏出液中苯含量不得高于1%(以上均为质量百分数)二、操作条件1. 塔顶压强: 4 kPa (表压);2. 进料热状态:饱和液体进料3. 回流比:加热蒸气压强:101.3 kPa(表压);单板压降:≤ 0. 7 kPa三、塔板类型:浮阀塔板四、生产工作日每年300天,每天24小时运行。
五、厂址厂址拟定于天津地区。
六、设计内容1. 设计方案的确定及流程说明2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算3. 精馏塔的物料衡算4. 塔板数的确定5. 塔体工艺尺寸的计算6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算7. 塔板流体力学验算8. 绘制塔板负荷性能图9. 塔顶冷凝器的初算与选型10. 设备主要连接管直径的确定11. 全塔工艺设计计算结果总表12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图13. 对本设计的评述及相关问题的分析讨论目录一、绪论 0二、设计方案的确定及工艺流程的说明 (1)2.1设计流程 (1)2.2设计要求 (2)2.3设计思路 (2)2.4设计方案的确定 (3)三、全塔物料衡算 (4)3.2物料衡算 (4)四、塔板数的确定 (5)4.1理论板数的求取 (5)4.2全塔效率实际板层数的求取 (6)五、精馏与提馏段物性数据及气液负荷的计算 (8)5.1进料板与塔顶、塔底平均摩尔质量的计算 (8)5.2气相平均密度和气相负荷计算 (9)5.3液相平均密度和液相负荷计算 (9)5.4液相液体表面张力的计算 (10)5.5塔内各段操作条件和物性数据表 (10)六、塔径及塔板结构工艺尺寸的计算 (13)6.1塔径的计算 (13)6.2塔板主要工艺尺寸计算 (14)6.3塔板布置及浮阀数目与排列 (16)七、塔板流体力学的验算及负荷性能图 (18)7.1塔板流体力学的验算 (18)7.2塔板负荷性能图 (21)八、塔的有效高度与全塔实际高度的计算 (26)九、浮阀塔工艺设计计算总表 (27)十、辅助设备的计算与选型 (29)10.1塔顶冷凝器的试算与初选 (29)10.2塔主要连接管直径的确定 (30)十一、对本设计的评述及相关问题的分析讨论 (32)13.1设计基础数据 (35)13.2附图 (37)天津大学仁爱学院化工系化工原理课程设计一、绪论化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的工艺设计(浮阀塔)
目录第1章前言31.1设计题目31.2精馏与精馏流程31.3精馏的分类41.4精馏操作的特点41.5塔板的类型与选择51.6相关符号说明5第2章精馏塔的精馏段的设计计算72.1设计方案的确定72.2精馏塔的物料衡算7原料液与塔顶、塔底产品的摩尔分数7原料液与塔顶、塔底产品的平均摩尔质量7物料衡算82.3塔板数的确定82.3.1理论板层数的确定8实际板层数求取102.4精馏塔的精馏段工艺条件与有关物性数据的计算11精馏段的操作压力11精馏段的操作温度11精馏段气、液混合物的平均摩尔质量11精馏段气、液相的平均密度12精馏段液相平均表面张力122.5精馏段的塔体工艺尺寸计算13精馏段塔径和实际空塔气速的确定13精馏段精馏塔有效高度的求取152.6精馏段塔板主要工艺尺寸的计算15精馏段溢流装置性能参数的确定15精馏段塔板布置与浮阀的数目与排列162.7精馏段塔板流体力学验算18精馏段气相通过浮阀塔板的压降18精馏段降液管中清夜层高度的确定192.8精馏段塔板负荷性能图20精馏段雾沫夹带线20精馏段液泛线21精馏段液相负荷上限线21精馏段漏液线22精馏段液相负荷下限线22第3章浮阀塔板工艺设计结果一览表23第4章设计过程的评述和讨论25 4.1回流比的选择254.2塔高和塔径254.3精馏塔的操作和调节25第5章塔附件设计265.1附件的计算26接管26筒体与封头27参考文献29课程设计心得30第1章前言1.1设计题目苯-甲苯连续精馏塔的工艺设计(浮阀塔)1.2精馏与精馏流程精馏是多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
因此可是混合物得到几乎完全的分离。
精馏可视为由多次蒸馏演变而来的。
精馏操作广泛用于分离纯化各种混合物,是化工、医药、食品等工业中尤为常见的单元操作。
化工成产中,精馏主要用于以下几种目的:⑴获得馏出液塔顶的产品;⑵将溶液多级分离后,收集馏出液,用于获得甲苯,氯苯等;⑶脱出杂质获得纯净的溶剂或半成品,如酒精提纯,进行精馏操作的设备叫做精馏塔。
化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计
化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人:班级:学号:指导老师:设计时间:目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目:苯—甲苯连续精馏塔(浮阀塔)的设计一、工艺设计部分(一)任务及操作条件1. 基本条件:含苯25%(质量分数,下同)的原料液以泡点状态进入塔内,回流比为最小回流比的1.25倍。
2. 分离要求:塔顶产品中苯含量不低于95%,塔底甲苯中苯含量不高于2%。
3. 生产能力:每小时处理9.4吨。
4. 操作条件:顶压强为4 KPa (表压),单板压降≯0.7KPa,采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。
(二)塔设备类型浮阀塔。
(三)厂址:湘潭地区(年平均气温为17.4℃)(四)设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。
2. 塔及塔板的工艺计算塔高(含裙座)、塔径及塔板结构尺寸;塔板流体力学验算;塔板的负荷性能图;设计结果概要或设计一览表。
3. 辅助设备计算及选型(注意:结果要汇总)。
4. 自控系统设计(针对关键参数)。
5. 图纸:工艺管道及控制流程图;塔板布置图;精馏塔的工艺条件图。
6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下:1. 封面(设计题目,设计人的姓名、班级及学号等)2. 目录3. 设计任务书4. 前言(课程设计的目的及意义)5. 工艺流程设计6. 塔设备的工艺计算(计算完成后应该有计算结果汇总表)7. 换热器的设计计算与选型(完成后应该有结果汇总表)8. 主要工艺管道的计算与选择(完成后应该有结果汇总表)8. 结束语(主要是对自己设计结果的简单评价)9. 参考文献(按在设计说明书中出现的先后顺序编排,且序号在设计说明书引用时要求标注)10. 设计图纸三、主要参考资料[1] 化工原理;[2] 化工设备机械基础;[3] 化工原理课程设计;[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平;胡忠于;陈东初;黄念东五、时间安排第17周~第18周前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节,是综合应用本门课程和有关其他课程所学知识,完成以单元操作为主的一次设计实践。
苯-甲苯浮阀连续精馏塔课程设计
吉林化工学院化工原理课程设计题目:苯—甲苯连续精馏塔设计教学院化工与材料工程学院专业班级轻化0801学生姓名学生学号 08140104指导教师刘艳杰2010年12月13日化工原理课程设计任务书专业:轻化工程班级:轻化0801 设计人:王令一、设计题目苯—甲苯连续精馏塔设计二、原始数据及条件生产能力:年处理苯—甲苯混合液:F0=3400吨(开工率8000小时/年)原料:苯的含量X f0为37%(质量百分比,下同)的常温液体分离要求:塔顶苯的含量X d0不低于%塔底苯的含量X w0不高于1%建厂地址:吉林市三、设计要求(一)编制一份设计说明书,主要内容包括:1、前言2、流程的确定和说明(附流程简图)3、生产条件的确定和说明4、精馏塔的设计计算5、附属设备的选型和计算6、设计结构列表7、设计结果的讨论和说明8、注明参考和使用的设计资料9、结束语(二)绘制一个带控制点的工艺流程图(三)绘制精馏塔的工艺条件图四、设计日期:2010年11月08日至2010年12月13日目录摘要...................................................... 错误!未定义书签。
第 1 章绪论.............................................. 错误!未定义书签。
设计流程................................................. 错误!未定义书签。
设计思路................................................. 错误!未定义书签。
第 2 章精馏塔的工艺设计.............................. 错误!未定义书签。
产品浓度的计算........................................... 错误!未定义书签。
最小回流比的计算和适宜回流比的确定....................... 错误!未定义书签。
苯-甲苯浮阀精馏塔课程设计
第一篇化工原理课程设计任务书1.1设计题目苯-甲苯连续精馏(浮阀)塔的设计1.2设计任务1、精馏塔设计的工艺计算及塔设备计算(1)流程及操作条件的确定;物料衡算及热量衡算;(2)塔板数的计算;(3)塔板结构设计(塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图);(4)塔体各接管尺寸的确定;(5)冷却剂与加热剂消耗量的估算。
2.设计说明及讨论3.绘制设计图(1)流程图(A4纸);(2)塔盘布置图(8开坐标纸);(3)工艺条件图(1号绘图纸)。
1.3原始设计数据1、原料液:苯-甲苯,其中苯含量为35 %(质量),常温;2、馏出液含苯:99.2 %(质量);3、残液含苯: 0.5 %(质量);4、生产能力:4000 (kg/h).第二篇流程及流程说明为了能使生产任务长期固定,适宜采用连续精流流程。
贮罐中的原料液用机泵泵入精馏塔,塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液,精馏塔塔顶设有全凝器,冷凝液部分利用重力泡点回流部分连续采出到产品罐(具体流程见附图)。
在流程确定方案选择上,本设计尽可能的减少固定投资,降低操作费用,以期提高经济效益。
1、加料方式的选择:设计任务年产量虽小,但每小时4000Kg的进料量,为维持生产稳定,采用高位槽进料,从减少固定投资,提高经济效益的角度出发,选用泡点进料的加料方式。
2、回流方式的选择:塔的生产负荷不大,从降低操作费用的角度出发,使用列管式冷凝器,利用重力泡点回流,同时也减少了固定投资。
3、再沸器的选择:塔釜再沸器采用卧式换热器,使用低压蒸汽作为热源,做到了不同品位能源的综合利用,大大降低了能源的消耗量。
第三篇 设计计算3.1全塔的物料衡算1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数,进料h km ol 4000=F35%78.110.33835%78.1165%92.13F x ==+(摩尔百分数)0.5%78.110.005890.5%78.1199.5%92.13W x ==+(摩尔百分数)99.2%78.110.99399.2%78.110.8%92.13D x ==+(摩尔百分数)2、求平均分子量,将h kg 换算成 h km ol进料处: 78.110.38892.130.61286.69kg kmol F M =⨯+⨯= 塔顶处: 78.110.99392.130.00778.21kg kmol D M =⨯+⨯= 塔釜处: 78.110.0058992.130.9941192.05kg kmol W M =⨯+⨯= 进料: kmol/h 46.144000/86.69==F 3、全塔的物料衡算由物料衡算得:F F DF W DF x W x D x =+⎧⎨⨯=⨯+⨯⎩代入数据得: ⎩⎨⎧⨯+⨯=⨯+=993.000589.0388.014.4614.46D W DW解之得: ⎩⎨⎧==h kmol 86.17hkmol 28.28D W3.2相对挥发度α及回流比Rα:1、求全塔平均相对挥发度表3-11 2 3 4 5 6 7 8 9 t C。
课程设计-苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计
吉林化工学院化工原理课程设题目苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计教学院环境与生物工程学院专业班级安全工程0901班学生姓名学生学号指导教师2011年6月27日目 录化工原理课程设计任务书 (3)摘 要 (4)绪论 (5)第一章 精馏塔工艺设计计算 (7)1.1 精馏塔全塔物料衡算 (7)1.1.1已知条件 (7)1.1.2 物料衡算 (8)1.2 板数的确定 (8)1.2.1温度 (8)1.2.2 相对挥发度的计算 (9)1.2.3 最小回流比的确定 (9)1.2.4 求精馏塔气液相负荷 (10)1.2.5 操作线方程的确定 (10)1.2.6精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (10)1.2.7实际板数的计算 (11)1.3 工艺条件的计算 (11)1.3.1操作压强 P (11)1.4 物性数据计算 (12)1.4.1平均摩尔质量计算 (12)1.4.2平均密度 (13)1.4.3液体表面张力 (14)1.4.4 液体粘度 (15)第二章精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (16)2.1.气液负荷和塔径D 的计算 (16)2.1.1精馏段气液负荷计算 (16)2.1.2提馏段气液负荷计算 (16)2.1.3 空塔气速 (16)2.1.4精馏塔有效高度的计算 (17)2.2溢流装置 (17)2.2.1计算出口堰(外堰)高w h ................................................. 17 2.2.2降液管底隙高度0h 的确定 (18)2.2.3浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (19)第三章塔板流体力学验算 (21)3.1 气相通过浮阀塔板的静压头降hf (21)3.1.1计算干板静压头降hc (21)3.1.2降液管中清夜层高度Hd (22)3.1.3 计算雾沫夹带量eV (23)3.2.塔板负荷性能图 (23)3.2.1雾沫夹带线 (23)3.2.2液泛线 (24)3.2.3 液相负荷上限线 (26)3.2.4漏液线 (26)3.2.5液相负荷下限线 (26)3.2.6塔板负荷性能图 (27)3.2.7小结 (27)3.3 相关介质选择及热量衡算 (27)3.3.1加热介质的选择 (27)3.3.2冷凝剂 (28)3.3.3热量衡算 (28)3.4. 辅助设备 (30)3.4.1冷凝器的选型 (30)3.4.2 再沸器的选型 (31)3.5.塔附件设计 (31)3.5.1接管 (31)3.5.2筒体与封头 (33)3.5.3塔总体高度的设计 (34)第四章主要计算结果列表 (35)4.1浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.2浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.3主要符号说明 (36)参考文献 (39)致谢 (40)化工原理课程设计任务书一 设计题目:苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计二 任务要求设计一连续筛板浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯,具体工艺参数如下:原料加料量 F=100kmol/h进料组成 45.0=F x馏出液组成 97.0=D x釜液组成 03.0=W x塔顶压力 kPa P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤进料状态 97.0=q2 工艺操作条件:常压精馏,塔顶全凝器,塔底间接加热,泡点回流。
苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计
设计任务书设计题目:苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件:常压: 1p atm =处理量: 100Kmol h进料组成: 0.45f x =馏出液组成: 98.0=d x釜液组成: 02.0=w x (以上均为摩尔分率)塔顶全凝器: 泡点回流回流比: min (1.1 2.0)R R =-加料状态: 0.96q =单板压降: 0.7a kp ≤设 计 要 求 :(1) 完成该精馏塔的工艺设计(包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算)。
(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(3) 写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和设计评价。
目录摘要 (1)绪论 (2)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (4)1.1基础物性数据 (4)1.2精馏塔全塔物料衡算 (4)1.2.1已知条件 (4)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (5)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.5操作线方程 (6)1.2.6用逐板法算理论板数 (6)1.2.7实际板数的求取 (7)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2操作压力的计算 (8)1.3.3平均摩尔质量的计算 (8)1.3.4平均密度计算 (9)1.3.5液体平均表面张力计算 (10)1.3.6液体平均粘度计算 (10)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (10)1.4.1塔径的计算 (10)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (11)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)1.5.1溢流装置计算 (12)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (13)1.7塔板流体力学验算 (14)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (14)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (15)1.7.3计算雾沫夹带量e V (15)1.8塔板负荷性能图 (16)1.8.1雾沫夹带线 (16)1.8.2液泛线 (17)1.8.3 液相负荷上限线 (18)1.8.4漏液线 (18)1.8.5液相负荷下限线 (18)1.9小结 (19)第二章热量衡算 (20)2.1相关介质的选择 (20)2.1.1加热介质的选择 (20)2.1.2冷凝剂 (20)2.2热量衡算 (20)第三章辅助设备 (23)3.1冷凝器的选型 (23)3.1.1计算冷却水流量 (23)3.1.2冷凝器的计算与选型 (23)3.2冷凝器的核算 (24)3.2.1管程对流传热系数α1 (24)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (25)3.2.3污垢热阻 (26)3.2.4核算传热面积 (26)3.2.5核算压力降 (26)第四章塔附件设计 (29)4.1接管 (29)4.1.1进料管 (29)4.1.2回流管 (29)4.1.3塔底出料管 (29)4.1.4塔顶蒸气出料管 (30)4.1.5塔底进气管 (30)4.2筒体与封头 (30)4.2.1筒体 (30)4.2.2封头 (30)4.3除沫器 (31)4.4裙座 (31)4.5人孔 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)4.6.1塔的顶部空间高度 (32)4.6.2塔的底部空间高度 (32)4.6.3塔立体高度 (32)设计结果汇总 (33)结束语 (34)参考文献 (35)主要符号说明 (36)附录 (38)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计
化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人:班级:学号:指导老师:设计时间:目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目:苯—甲苯连续精馏塔(浮阀塔)的设计一、工艺设计部分(一)任务及操作条件1. 基本条件:含苯25%(质量分数,下同)的原料液以泡点状态进入塔内,回流比为最小回流比的1.25倍。
2. 分离要求:塔顶产品中苯含量不低于95%,塔底甲苯中苯含量不高于2%。
3. 生产能力:每小时处理9.4吨。
4. 操作条件:顶压强为4 KPa (表压),单板压降≯0.7KPa,采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。
(二)塔设备类型浮阀塔。
(三)厂址:湘潭地区(年平均气温为17.4℃)(四)设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。
2. 塔及塔板的工艺计算塔高(含裙座)、塔径及塔板结构尺寸;塔板流体力学验算;塔板的负荷性能图;设计结果概要或设计一览表。
3. 辅助设备计算及选型(注意:结果要汇总)。
4. 自控系统设计(针对关键参数)。
5. 图纸:工艺管道及控制流程图;塔板布置图;精馏塔的工艺条件图。
6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下:1. 封面(设计题目,设计人的姓名、班级及学号等)2. 目录3. 设计任务书4. 前言(课程设计的目的及意义)5. 工艺流程设计6. 塔设备的工艺计算(计算完成后应该有计算结果汇总表)7. 换热器的设计计算与选型(完成后应该有结果汇总表)8. 主要工艺管道的计算与选择(完成后应该有结果汇总表)8. 结束语(主要是对自己设计结果的简单评价)9. 参考文献(按在设计说明书中出现的先后顺序编排,且序号在设计说明书引用时要求标注)10. 设计图纸三、主要参考资料[1] 化工原理;[2] 化工设备机械基础;[3] 化工原理课程设计;[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平;胡忠于;陈东初;黄念东五、时间安排第17周~第18周前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节,是综合应用本门课程和有关其他课程所学知识,完成以单元操作为主的一次设计实践。
苯-甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计课程设计
化工原理课程设计院系:化学化工学院专业:化学工程与工艺班级: 11级化工2班姓名:李钊学号:2011321216指导教师:武芸2013年12月15日——2014年01月3日课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯分离过程浮阀板精馏塔设计二、设计任务1.原料名称:苯-甲苯二元均相混合物;2.原料组成:含苯42%(质量百分比);3.产品要求:塔顶产品中苯含量不低于97%,塔釜中苯含量小于1.0%;4.生产能力:年产量5万吨/年;5.设备形式:浮阀塔;6.生产时间:300天/年,每天24h运行;7.进料状况:泡点进料;8.操作压力:常压;9.加热蒸汽压力:270kPa10.冷却水温度:进口20℃,出口45℃;三、设计内容1.设计方案的选定及流程说明2.精馏塔的物料衡算3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算(加热物料进出口温度、密度、粘度)4.塔板数的确定5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算6.塔板主要工艺尺寸的计算7.塔板的流体力学验算8.塔板负荷性能图9.换热器设计10.馏塔接管尺寸计算11.绘制生产工艺流程图(带控制点、机绘,A2图纸)12.绘制板式精馏塔的总装置图(包括部分构件,A1图纸)13.撰写课程设计说明书一份四、设计要求1.工艺设计说明书一份2.工艺流程图一张,主要设备总装配图一张(采用AutoCAD绘制)五、设计完成时间2013年12月16日~2014年01月01日目录概述 (6)第一章塔板的工艺设计 (7)第一节精馏塔全塔物料衡算 (7)第二节基本数据 (8)第三节实际塔板数计算 (15)第四节塔径的初步计算 (16)第五节溢流装置 (17)第六节塔板布置及浮阀数目与排列 (19)第二章塔板的流体力学计算 (21)第一节气体通过浮阀塔的压降 (21)第二节液泛 (21)第三节雾沫夹带 (22)第四节塔的负荷性能图 (23)第三章塔附件设计 (28)第一节接管 (28)第二节筒体与封头 (30)第三节塔的总体高度 (31)第四章附属设备设计 (33)第一节原料预热器 (33)第二节塔顶冷凝器 (34)第三节再沸器 (34)第四节泵的计算与选型 (35)参考文献 (37)概述本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
苯甲苯浮阀塔的课程设计
苯甲苯浮阀塔的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握苯、甲苯的基本物理化学性质,理解其在浮阀塔中的行为和作用。
2. 使学生了解并掌握浮阀塔的基本结构、工作原理及其在化工过程中的应用。
3. 引导学生掌握基本的流体力学原理,并能应用于解释浮阀塔内物质的流动现象。
技能目标:1. 培养学生运用理论知识分析苯、甲苯在浮阀塔中的分离效果,提高问题解决能力。
2. 培养学生通过实验、图表等手段,对浮阀塔的操作参数进行优化,提高实践操作能力。
3. 培养学生运用科技文献、网络资源等,获取与浮阀塔相关的信息,提高自主学习能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工过程及设备的好奇心和探索精神,激发学生的学习兴趣。
2. 培养学生关注化工行业的发展,认识到化工技术在实际生产中的应用价值。
3. 增强学生的环保意识,认识到化工生产过程中应遵循的可持续发展原则。
本课程针对高年级化学工程与工艺专业学生,结合苯甲苯浮阀塔的知识点,注重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生通过本章节的学习,对苯甲苯浮阀塔的相关知识有深入理解,提高学生的理论分析和实践操作能力,同时培养学生的情感态度价值观,使其成为具有创新精神和环保意识的高素质化工人才。
二、教学内容1. 苯、甲苯的物理化学性质:结合课本第三章第二节内容,讲解苯、甲苯的结构、密度、沸点、溶解度等基本性质,分析其在浮阀塔中的行为特点。
2. 浮阀塔结构及工作原理:参照课本第四章第一节内容,介绍浮阀塔的基本结构、浮阀的作用及工作原理,阐述其在化工过程中的应用。
3. 流体力学原理:结合课本第二章第五节内容,讲解流体力学基本原理,如雷诺数、牛顿流体等,分析浮阀塔内物质的流动现象。
4. 苯甲苯在浮阀塔中的分离效果:依据课本第四章第二节内容,分析影响苯甲苯在浮阀塔中分离效果的因素,如塔板设计、回流比等。
5. 实验操作与参数优化:参考课本实验教程部分,组织学生进行浮阀塔实验,学习操作方法,掌握实验技巧,通过调整操作参数优化分离效果。
苯_甲苯浮阀塔课程设计
苯_甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握苯和甲苯的性质、浮阀塔的原理和结构,以及它们在化工生产中的应用。
具体目标如下:1.知识目标:a.掌握苯和甲苯的结构、性质和区分方法;b.理解浮阀塔的原理、结构及工作过程;c.了解苯和甲苯在化工生产中的应用。
2.技能目标:a.能运用所学知识分析和解决实际问题;b.能运用实验方法和技巧进行浮阀塔的模拟实验。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生对化工生产的兴趣和热情;b.培养学生关爱生命、关注环境保护的意识。
二、教学内容根据课程目标,教学内容如下:1.苯和甲苯的结构、性质及区分方法;2.浮阀塔的原理、结构及工作过程;3.苯和甲苯在化工生产中的应用。
4.第一课时:苯和甲苯的结构、性质及区分方法;5.第二课时:浮阀塔的原理、结构及工作过程;6.第三课时:苯和甲苯在化工生产中的应用。
三、教学方法本节课采用多种教学方法,激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解苯和甲苯的结构、性质、浮阀塔的原理及应用;2.讨论法:分组讨论苯和甲苯的区分方法、浮阀塔的工作过程;3.实验法:进行浮阀塔的模拟实验,巩固所学知识。
四、教学资源1.教材:《有机化学》、《化工原理》;2.参考书:《有机化学手册》、《化工工艺学》;3.多媒体资料:苯和甲苯的结构模型、浮阀塔动画演示;4.实验设备:浮阀塔模型、实验仪器。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本节课采用以下评估方式:1.平时表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习态度和兴趣;2.作业:布置相关的练习题,要求学生在课后完成,通过作业批改了解学生对知识的掌握程度;3.考试:安排一次课堂小测,测试学生对苯、甲苯及浮阀塔相关知识的掌握情况。
4.平时表现:积极参与、态度端正,计入最终成绩的10%;5.作业:正确完成练习题,计入最终成绩的30%;6.考试:分数达到80%,计入最终成绩的60%。
苯_甲苯浮阀塔课程设计
苯_甲苯浮阀塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解苯和甲苯的基本性质,掌握其在浮阀塔中的分离原理;2. 学会运用浮阀塔的相关知识,分析苯和甲苯在不同操作条件下的分离效果;3. 掌握浮阀塔的结构、操作原理及影响因素,能够运用相关公式进行简单计算。
技能目标:1. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力,能够设计简单的苯和甲苯分离实验方案;2. 提高学生的实验操作技能,熟练使用浮阀塔进行分离实验;3. 培养学生通过观察、分析和解决问题的能力,能够根据实验结果调整实验方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化学实验的兴趣,激发学生主动探索科学奥秘的欲望;2. 培养学生的团队合作意识,学会在实验过程中相互协作、共同进步;3. 增强学生的环保意识,认识到化学实验中应遵循的绿色化学原则,关注化学对环境的影响。
课程性质:本课程为化学实验课程,结合理论教学,注重实践操作和实际应用。
学生特点:学生为高年级化学专业或相关领域的学生,具备一定的化学基础知识和实验操作技能。
教学要求:通过本课程的学习,使学生能够将化学理论知识与实际应用相结合,提高学生的实验操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,注重引导学生主动参与、积极思考,培养学生的创新精神和实践能力。
课程目标分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 苯和甲苯的基本性质:讲解苯和甲苯的结构特点、物理性质及化学性质,结合教材相关章节,深入理解二者在浮阀塔中的分离原理。
2. 浮阀塔的结构与操作原理:介绍浮阀塔的结构特点、操作原理,分析影响分离效果的因素,包括塔内压力、温度、流量等。
3. 分离实验方案设计:根据苯和甲苯的物性差异,引导学生设计实验方案,包括实验步骤、操作方法及所需仪器设备。
4. 实验操作技能训练:组织学生进行浮阀塔分离实验,培养学生熟练使用实验设备,掌握实验操作技巧。
5. 实验结果分析:指导学生分析实验数据,探讨不同操作条件下苯和甲苯的分离效果,培养学生观察、分析和解决问题的能力。
化工原理课程设计 苯-甲苯浮阀精馏塔
3.课程设计报告内容3.1 流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯3.2 流程和方案的说明及论证3.2.1 流程的说明首先,苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后,通过泵进入原料预热器,在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口进入到精馏塔中。
因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入苯的储罐,而其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。
液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。
塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原料的加入。
最终,完成苯与甲苯的分离。
3.2.2 方案的说明和论证本方案主要是采用浮阀塔。
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: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,两相均能维持正常的流动,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。
而浮阀塔的优点正是:而浮阀塔的优点正是: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。
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设计任务书设计题目:苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件:常压: 1p atm =处理量:100Kmol h进料组成: 0.45f x =馏出液组成: 98.0=d x釜液组成: 02.0=w x (以上均为摩尔分率)塔顶全凝器: 泡点回流 回流比: min (1.1 2.0)R R =-加料状态: 0.96q =单板压降: 0.7a kp ≤设 计 要 求 :(1) 完成该精馏塔的工艺设计(包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算)。
(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(3) 写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和设计评价。
目录摘要 (I)绪论 (1)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (5)1.1基础物性数据 (5)1.2精馏塔全塔物料衡算 (5)1.2.1已知条件 (5)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (6)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (7)1.2.5操作线方程 (7)1.2.6用逐板法算理论板数 (7)1.2.7实际板数的求取 (8)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)1.3.1进料温度的计算 (9)1.3.2操作压力的计算 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
1.3.3平均摩尔质量的计算 (9)1.3.4平均密度计算 (10)1.3.5液体平均表面张力计算 (11)1.3.6液体平均粘度计算 (12)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12)1.4.1塔径的计算 (12)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (14)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (14)1.5.1溢流装置计算 (14)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (15)1.7塔板流体力学验算 (16)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (16)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (17)1.7.3计算雾沫夹带量e V (18)1.8塔板负荷性能图 (19)1.8.1雾沫夹带线 (19)1.8.2液泛线 (19)1.8.3 液相负荷上限线 (21)1.8.4漏液线 (21)1.8.5液相负荷下限线 (21)1.9小结 (22)第二章热量衡算 (23)2.1相关介质的选择 (23)2.1.1加热介质的选择 (23)2.1.2冷凝剂 (23)2.2热量衡算 (23)第三章辅助设备 (28)3.1冷凝器的选型 (28)3.1.1计算冷却水流量 (28)3.1.2冷凝器的计算与选型 (28)3.2冷凝器的核算 (29)3.2.1管程对流传热系数α1 (29)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (30)3.2.3污垢热阻 (31)3.2.4核算传热面积 (31)3.2.5核算压力降 (31)第四章塔附件设计 (34)4.1接管 (34)4.1.1进料管 (34)4.1.2回流管 (34)4.1.3塔底出料管 (34)4.1.4塔顶蒸气出料管 (35)4.1.5塔底进气管 (35)4.2筒体与封头 (35)4.2.1筒体 (35)4.2.2封头 (35)4.3除沫器 (35)4.4裙座 (36)4.5人孔 (36)4.6塔总体高度的设计 (36)4.6.1塔的顶部空间高度 (36)4.6.2塔的底部空间高度 (37)4.6.3塔立体高度 (37)设计结果汇总 (38)结束语 (39)参考文献 (40)主要符号说明 (41)附录 (43)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。
本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程,该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述,主要包括:工艺计算,辅助设备计算,塔设备等的附图。
采用浮阀精馏塔,塔高13.11米,塔径1.4米,按逐板计算理论板数为25。
算得全塔效率为0.534。
塔顶使用全凝器,部分回流。
精馏段实际板数为13,提馏段实际板数为12。
实际加料位置在第13块板(从上往下数),操作弹性为3.43。
通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算,均在安全操作范围内。
塔的附属设备中,所有管线均采用无缝钢管。
再沸器采用卧式浮头式换热器。
用140℃饱和蒸汽加热,用15℃循水作冷凝剂。
饱和蒸汽走管程,釜液走壳程。
__甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构关键词:苯绪论化工生产中常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。
互溶液体混合物的分离有多种方法,蒸馏及精馏是其中最常用的一种。
蒸馏是分离均相混合物的单元操作之一,精馏是最常用的蒸馏方式,是组成化工生产过程的主要单元操作。
为实现高纯度的分离已成为蒸馏方法能否广泛应用的核心问题,为此而提出了精馏过程。
精馏的核心是回流,精馏操作的实质是塔底供热产生蒸汽回流,塔顶冷凝造成液体回流。
我们工科大学生应具有较高的综合能力、解决实际生产问题的能力和创新的能力。
课程设计是一次让我们接触并了解实际生产的大好机会,我们应充分利用这样的机会去认真去对待。
而新颖的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持努力的方向和追求的目标。
浮阀塔盘自20世纪50年代初期开发以来,由于制造方便及其性能上的优点,很多场合已取代了泡罩塔盘。
这类塔盘的塔盘板开有阀孔,安置了能在适当范围内上下浮动的阀片,其形状有圆形、条形及方形等。
由于浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节,因而在较宽的气体负荷范围内,均能保持稳定操作。
气体在塔盘板上以水平方向吹出,气液接触时间长,雾沫夹带量少,液面落差也较小。
与泡罩塔盘相比,处理能力较大,压力降较低,而塔板效率较高,缺点是阀孔易磨损,阀片易脱落。
操作气速不可能会很高,因为会产生严重的雾沫夹带,这就限制了生产能力的进一步提高。
具有代表性的浮阀塔有F1型(V1型)浮阀塔板、重盘式浮阀塔、盘式浮阀、条形浮阀及锥心形浮阀等。
设计方案的选择和论证1设计流程__甲苯混合物。
对于二元混合物的分离,采用连续精馏流程。
本设计任务为分离苯设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。
塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。
连续精馏塔流程流程图连续精馏流程附图图1-1 流程图2设计思路在本次设计中,我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离,简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓,如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离,是精馏塔的基本原理。
实际上,蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
蒸馏过程按操作方式不同,分为连续蒸馏和间歇蒸馏,我们这次所用的就是浮阀式连续精馏塔。
蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。
热量自塔釜输入,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
在此过程中,热能利用率很低,有时后可以考虑将余热再利用,在此就不叙述。
要保持塔的稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。
塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设置。
在这里准备用全凝器,因为可以准确的控制回流比。
此次设计是在常压下操作。
因为这次设计采用间接加热,所以需要再沸器。
回流比是精馏操作的重要工艺条件。
选择的原则是使设备和操作费用之和最低。
在设计时要根据实际需要选定回流比。
图1-2设计思路流程图1、本设计采用连续精馏操作方式。
2、常压操作。
3、泡点进料。
4、间接蒸汽加热。
5、选R=2.0Rmin。
6、塔顶选用全凝器。
7、选用浮阀塔。
在此使用浮阀塔,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,其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度,这样就可以避免过多的漏液。
另外还具有结构简单,造价低,制造方便,塔板开孔率大,生产能力大等优点。
浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备,其多用不锈钢板或合金。
近年来所研究开发出的新型浮阀进一步加强了流体的导向作用和气体的分散作用,使气液两相的流动接触更加有效,可显著提高操作弹性和效率。
从苯—甲苯的相关物性中可看出它们可近似地看作理想物系。
而且浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节,因而在较宽的气体负荷范围内,均能保持稳定操作。
气体在塔盘板上以水平方向吹出,气液接触时间长,雾沫夹带量少,液面落差也较小。
第一章 塔板的工艺设计1.1基础物性数据)k72.7 )k93.3 1-5 苯、甲苯的汽化潜热20 40 431.1 420.0 412.7402.11.2物料衡算 1.2.1塔的物料衡算(1)苯的摩尔质量:78.11A M =/kg kmol 甲苯的摩尔质量:B M =92.13/kg kmol(2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量:0.4578.11(10.45)92.1385.82/0.9878.11(10.98)92.1378.39/0.0278.11(10.02)92.1391.86/D W M kg kmol M kg kmol M kg kmol=⨯+-⨯==⨯+-⨯==⨯+-⨯=F (3)物料衡算总物料衡算:W D F +=即 100D W += (1)易挥发组分物料衡算: Fw D Fx Wx Dx =+即 0.980.021000.45D W ⨯+⨯=⨯ (2)塔的物料衡算总物料衡算:D+W=100苯物料衡算:0.98D+0.02W=0.45⨯100解得: D=44.79/kmol h W=55.21 /kmol h 1.2.2平衡线方程的确定由文献[1]中苯与甲苯的汽-液平衡组成可以找出101021αααα =m 算出。
如1α=B A B A y y x x //=)088.01/(088.0)212.01/(212.0--=79.2同理可算出其它的α从而推出50.2=m α所以平衡线方程xxx x y 5.115.2)1(1+=-+=αα因为q=0.96即F e x =α39.142.0672.0672.098.0672.045.05.1145.05.2min=--=--==⨯+⨯=e e e D e x y y x R y取操作回流比78.22min ==R R 。