精馏塔的工艺计算(苯--甲苯）.docVIP

一 绪论 化工生产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。蒸馏是一种常用的化工单元的操作，是工业上分离液相混合物常用的手段。 蒸馏操作可以是板式塔，也可以采用填料塔。板式塔为逐步接触型，按汽液接触原件不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、舌形塔、浮动喷射塔等多种。目前，从国内外实际情况来看，主要的塔板类型为浮阀塔，筛板塔及泡罩塔，前两种应用尤为广泛。 作为气液两用传质用的塔的设备，首先必须保证气液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的要求，塔设备还得具备下列的基本要求： ·气液处理量大，即生产能力大时不至于发生大量的雾沫夹带，拦液或液泛等破坏操作的现象。 ·操作稳定，弹性大。即当塔设备的气液负荷在一定范围内变化时，仍能够在较高的传质效率下进行稳定的操作。 ·流体流动阻力小。即流体经塔设备的压降小，可节省动力消耗，降低操作的费用。 ·结构简单，造价低，创造，安装，维修方便。 ·耐腐蚀和不易堵塞，方便操作，调节。 ·塔内滞留量小。 本次的设计基本上达到了以上要求，完成了设计任务，实现了设计的目的。在设计的过程中得到了指导老师的悉心指导和帮助，特此感谢。通过这次的设计，培养了我们运用所学的知识进行实际的能力，积累了设计经验。当然由于时间仓促，以及经验不足，在设计过程中难免有差错和考虑不周全的地方，敬请批评指正。 二 设计方案的确定 确定原则：技术的先进可行，经济合理，生产安全 精馏操作对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： (１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 (２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 (３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 (４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 (５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 (６) 塔内的滞留量要小。 实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时应根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。 1.2板式塔类型 气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，填料塔的设计将在其他分册中作详细介绍，故本书将只介绍板式塔。 板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。 板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛，因此，本章只讨论浮阀塔与筛板塔的设计。 1.2.1筛板塔 筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有： (１) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 (２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 (４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： (１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 (２) 操作弹性较小(约2～3)。 (３) 小孔筛板容易堵塞。 1.2.2浮阀塔 浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm到6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。 浮阀塔之所以这样广泛地被采用，