正戊烷-正己烷混合液板式精馏塔设计

正戊烷－正己烷混合液板式精馏塔设计

08(2)班08233214 缪建芸

[摘要]化工设计在化学工程项目建设的整个过程中，是一个极其重要的环节，是工程建设的灵魂。化工设计是一门综合性很强的专业知识，同时又是一项政策性很强的工作，需要设计工作者拥有坚实的化学知识及化工常识。本文设计了一个常压浮阀精馏塔，分离含正戊烷45％（以下皆为质量分数）的正戊烷—正己烷混合液，其中混合液进料量为12626kg/h，进料温度为35℃，要求获得99％的塔顶产品和小于2％的塔釜产品,再沸器用0.25Mpa(表压)的水蒸汽作为加热介质,塔顶全凝器采用20℃冷水为冷凝介质. 通过翻阅大量的资料进行物性数据处理、塔板计算、结构计算、流体力学计算、画负荷性能图以及计算接管壁厚对浮阀塔展开了全方面的设计。

[关键词]化工设计，常压浮阀塔，物性，塔板

目录

摘要 ..................................................... 错误!未定义书签。第一章概论 .. (4)

1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位: (4)

1.2 塔设备的分类及一般构造 (4)

1.3 对塔设备的要求 (5)

1.4 塔设备的发展及现状: (5)

1.5 塔设备的用材 (5)

1.6 板式塔的常用塔型及其选用 (5)

1.6.1 泡罩塔 (5)

1.6.2 筛板塔 (6)

1.6.3 浮阀塔 (6)

1.7 塔型选择一般原则 (7)

1.7.1 与物性有关的因素 (7)

1.7.2 与操作条件有关的因素 (8)

1.7.3 其他因素 (8)

1.8 板式塔的强化 (8)

第二章塔板计算 (9)

2.1 设计任务与条件 (9)

2.2 设计计算 (10)

2.2.1 设计方案的确定 (10)

2.2.2 精馏塔的物料衡算 (10)

2.2.3 塔板数的确定 (11)

第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14)

3.1 操作压力 (14)

3.2 操作温度 (14)

3.3 平均摩尔质量..................................... 错误!未定义书签。4

3.4 平均密度.......................................... 错误!未定义书签。

3.5 液相平均表面张力.................................. 错误!未定义书签。

3.6 液相平均黏度 (19)

3.7物性数据总汇 (21)

第四章精馏塔的塔体、塔板工艺尺寸计算 .................... 错误!未定义书签。

4.1 塔径的计算........................................ 错误!未定义书签。

4.2 精馏塔高度的计算.................................. 错误!未定义书签。

4.3 溢流装置计算...................................... 错误!未定义书签。

4.4 塔板布置及浮阀数目与排列 (26)

第五章塔板流体力学验算 (28)

5.1气相通过浮阀塔板的压降 (28)

5.2 淹塔 (28)

5.3 雾沫夹带 (29)

第六章负荷性能图 ........................................ 错误!未定义书签。

6.1雾沫夹带线 ........................................ 错误!未定义书签。

6.2液泛线 ............................................ 错误!未定义书签。

6.3 液相负荷上限线.................................... 错误!未定义书签。

6.4 漏液线............................................ 错误!未定义书签。

6.5液相负荷下限线 .................................... 错误!未定义书签。

6.6 塔板负荷性能图.................................... 错误!未定义书签。

6.7 计算结果汇总表.................................... 错误!未定义书签。

第一章概论

1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位

塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传质过程创造适宜的外界条件，除了维持一定的压强、温度、规定的气、液流量等工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果

1.2 塔设备的分类及一般构造

随着时代的发展，出现了各种各样型式的塔，而且不断有新的塔型出现。虽然塔型众多，但根据塔内部结构，通常将塔分为板式塔和填料塔两大类。

一、板式塔

板式塔是在塔内装有多层塔板（盘），传热传质过程基本上在每层塔板上进行，塔板形状、塔板结构或塔板上气液两相得表现，就成了命名这些塔的依据，诸如筛板塔、栅板塔、舌形板塔、斜孔板塔、泡罩塔、浮阀塔等。下面简单介绍一下几种常用的板式塔性能。

（1）浮阀塔

生产能力大，操作弹性大，分离效率高，雾沫夹带少，液面梯度较小，结构简单，是新发展的一种塔。

（2）泡罩塔

泡罩塔是工业上使用最早的一种板式塔，气-液接触由充分的保证，操作弹性大，但其分离效率不高，金属消耗量大且加工较复杂，应用逐渐减少。

（3）筛板塔

筛板塔是一种有降液管、板形结构最简单的板式塔，孔径一般为4 ~8mm，制造方便，处理量较大，清洗、更换、修理均较容易，但操作范围较小，适用于清洁的物料，以免堵塞。

二、填料塔

填料塔是一个圆筒柱体，塔内装载一层或多层填料，气相由下而上、液相由上而下接触，传热和传质主要在填料表面上进行，因此，填料的选择是填料塔的关键。填料的种类很多，填料塔的命名也以填料的名称为依据，如常用的金属鲍尔填料塔、波网填料塔。

填料塔制造方便，结构简单，便于采用耐腐蚀材料，特别适用于塔径较小的情况，