化工原理课程设计--分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计.doc

分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 PAGE 1 山东理工大学化工原理课程设计 PAGE 1 PAGE 39 化工原理课程设计 课题名称：分离苯-甲苯二元混合物板式精馏塔的设计 学生姓名： 学号： 班级： 指导教师姓名： 指导教师职称： 设计时间： 2015 年12 月 30 日— 2016 年1月 10 日 成绩 指导教师评语 第 PAGE 1 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 2 页 摘要： 目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。 关键词： 气液传质分离 精馏 舌形塔板 目录 TOC \o 1-3 \h \z 第一章 前言………………………………………………………………………………3 1.1 精馏及精馏流程 3 1.2 精馏的分类 3 1.3 精馏操作的特点 4 1.4 塔板的类型与选择 4 1.5 相关符号说明 5 1.6 相关物性参数 6 第二章 设计任务书 7 第三章 设计内容 ..8 3.1 设计方案的确定及工艺流程的说明 8 3.2 全塔的物料衡算 8 3.2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 8 3.2.2 平均摩尔质量 8 3.2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .9 3.3 塔板数的确定 9 3.3.1 平衡曲线的绘制 9 3.3.2 操作回流比的确10 3.3.3 理论塔板数的确定11 3.4 塔的精馏段操作工艺条件及计算13 3.4.1 平均压强Pm13 3.4.2 平均温度Pm13 3.4.3 平均分子量Mm13 3.4.4 液体的平均粘度μL,m14 3.4.5 液体的平均密度ρ15 3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算16 3.5.1 塔径的计算16 3.5.2精馏塔有效高度的计算17 3.6 塔板工艺结构尺寸的设计与计算17 3.6.1溢流装置计算17 3.6.2塔板布置18 3.7 浮阀的布置19 3.7.1 阀孔速度19 3.7.2 开孔率19 3.7.3 阀孔总面积20 3.7.4 浮阀总数20 3.7.5 塔板上布置浮阀的有效操作面积20 3.7.6 浮阀的排列20 3.8 筛板的流体力学验算21 3.8.1塔板压降21 3.8.2 液面落差和液沫夹带22 3.8.3漏液22 3.8.4液泛22 3.9塔板负荷性能图23 3.9.1 漏液线23 3.9.2 液沫夹带线23 3.9.3 液相负荷下限线24 3.9.4液相负荷上限线24 3.9.5 液泛线24 第四章 附属设备的选型及计算27 4.1塔体总高度27 4.2塔顶空间HD27 4.3人孔数目27 4.4 塔底空间HB27 4.5 裙座的选型29 第 PAGE 1 页 共 第 PAGE 1 页 共 NUMPAGES 36 页 第一章 前言 1.1 精馏及精馏流程 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: 1)获得馏出液塔顶的产品； 2)将溶液多级分离后，收集馏出液，用于获得甲苯，氯苯等； 3)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。 精馏过程中采用连续精馏流程，原料液经预热器加热到指定温度后，送入精馏塔的进料板，在进料板上与自塔顶上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产