化工原理精馏设计计算(新)1(2)

2019-03-04 12:25

3.2.2计算空塔气速???????????????22 3.2.3初算塔径?????????????????23 3.3选取塔径及实际空塔气速???????????23 3.3.1根据浮阀塔直径系列标准圆整????????23 3.3.2实际空塔气速的求取????????????23 3.4计算塔截面积????????????????23 3.5计算塔的有效高度??????????????23 3.6塔板设计??????????????????23 3.6.1确定塔板溢流形式?????????????23 3.6.2确定降液管的结构形式???????????23 3.6.2.1 降液管的结构形式??????????? 3.6.2.2 计算降液管的底隙高度??????????? 3.6.2.3 求降液管的宽度及截面积 3.6.2.4 求液体在降液管内的停留时间τ

3.6.3塔板四区尺寸的确定????????????24 3.6.4初算浮阀个数???????????????25 3.6.5确定浮阀排列方式及实际浮阀个数??????25 3.6.6核算阀孔动能因数及孔速??????????26 3.6.7计算塔板开孔率??????????????26 3.7塔板的水力学计算?????????????26 3.7.1气体通过浮阀塔板的压强降????????26 3.7.液泛检验???????????????27 3.7.3雾沫夹带?????????????????28 3.8塔板负荷性能图???????????????29 3.8.1泄漏线??????????????????29 3.8.2液相负荷下限线??????????????29 3.8.3液相负荷上限线??????????????29 3.8.4液泛线??????????????????30 3.8.5雾沫夹带线(上限)????????????31

VI

3.9接管尺寸计算 3.9.1 进料管 3.9.2 塔顶蒸汽管 3.9.3 回流管 3.9.4 釜液出口管

3.9.5 塔底经再沸器后蒸汽出口管 3.10 塔高 3.11 热量衡算

3.11.1 对塔顶全凝器的热量衡算 3.11.2再沸器热量衡算

四.设计结果汇总???????????????????36 五 结束语???????????????????3 六.参考文献

VII

摘要

As is known to all,the oil is closely releated to our life and industry. However,our insearch to the oil is far to halt.The produces from the oil is so various that they are of course used widely.But we usually make use of parts of them such as saturated groups-----one of the most important compounds.therefore,their separation is of great importance.

Now , most of gas-seperating device of oil-refining factory are still using the seperation of distillation . Distillation is the unit operation of seperating liquids compounds . Its basic theory is applying the differences of eyery seperated part’s volatility , that is , under the same pressure , they are seperated as the different boiling point .

Column device is a device that can realize distillation’s chance between gases and liquids , widely used in chemical industry , petrochemical industry and others . Its constructure style basicly can be divided into two types-board column and fioat-valve column .Board column is a device that complete the transmition between gases and liquids through touch , and floatvalve column’s advantages are the strong produce capacity and the large elasticity of operation , because the plate dfficiency is very high , the pressure drop from air to liquid level is relative small , and its cost is cheaper , float-valve column has become the most widely useful column type .

众所周知,石油与人们的生产生活密不可分,而我们都它研究远没有停止。石油产品种类繁多,用途极广。而我们通常仅仅用到石油的部分成分,比如烷烃---石油的一大组成成分,它的有效分离显得极其关键。

当前各炼厂的气体分离装置大部分仍然采用精馏分离。蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作,其基本原理是利用被分离的各组分的挥发度不同,即各组分在同一压力下具有不同的沸点将其分离的。

塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备,广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中,其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔用途较广,它是逐级接触式的气液传质设备。浮阀塔的优点是:生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压强降及液面落差较小、塔的造价低。浮阀塔已成为国内应用最广泛的塔型。

VIII

概述

蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同(相对挥发度,α)的特性,实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为:简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

精馏过程中蒸气由塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移,蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,蒸气愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸气返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出。

精馏设备所用的设备,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。

本设计采用浮阀塔,因其

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。

2.操作弹性大,由于阀片可以自由升降以适应气量的变化,因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔,泡罩塔都大。

3.塔板效率高,由于上升气体从水平方向吹入液层,故气液接触时间较长,而雾沫夹带量小,塔板效率高。

IX

4.气体压降及液面落差小,因气液流过浮阀塔板时阻力较小,使气体压降及液面落差比泡罩塔小。

5.塔的造价较低,浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%~80%,但是比筛板塔高 20%~30。

浮阀塔兼有泡罩塔和筛板塔的优点,而且操作弹性大,操作灵活,板间压降小,液面落差小, 浮阀的运动具有去污作用,不容易积垢堵塞,操作周期长,结构简单,容易安装,操作费用较小,其制造费用仅为泡罩塔的60%~80%;又由于F1型浮阀塔结构简单,制造方便,节省材料,性能良好;另外轻阀压降虽小,但操作稳定性差,低气速时易漏液。 综上所述,选择F1型重阀浮阀塔。

本设计首先采用清晰分割及非清晰分割进行物料衡算,确定各组分组成及塔

顶、塔底温度。接下来确定回流比,从而计算出理论板数,再通过板效率最终确定实际板数。之后进行塔的设计,包括塔径、塔高、塔板的设计,且需满足各复合检验。最后进行辅助设施的设计及热量衡算。

X


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