分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计

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

1 山东理工大学化工原理课程设计

分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计

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

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分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计

目录

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Pm.........................................................................................13 3.4.2 平均温度Pm.........................................................................................13 3.4.3 平均分子量Mm.....................................................................................13 3.4.4 液体的平均粘度μL,m..........................................................................14 3.4.5 液体的平均密度ρ.............................................................................15 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

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