化工原理(同名3238)VIP专享VIP免费

一、概述一、精馏操作对塔设备的要求精馏所进行的是气液两相之间的传质，而作为气液两相传质用的塔设备，首先必须能使气液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产的要求，塔设备还需具备下列各种基本要求：（1）气液处理量大；（2）操作稳定，弹性大；（3）流体流动的阻力小；（4）结构简单，材料耗用小，造价和安装容易；（5）耐腐蚀不易堵塞，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，设计时应根据物系的性质和具体要求抓住主要矛盾，选择适宜的塔型。二、板式塔的类型板式塔为逐级接触式的气液传质设备，根据塔板上气液接触元件的不同可分为以下几种:泡罩塔筛板塔浮阀塔筛板塔筛板塔的主要优点有：（1）结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价为泡罩塔的60%,为一、精馏操作对塔设备的要求二、板式塔的类型三、精馏装置设计内容浮阀塔的80%左右；（2）处理能力大,比同塔径的泡罩塔可以增加10～15%；（3）压降较低,每板压力降比泡罩塔约低30%左右；（4）塔板效率高,比泡罩塔约高15%左右；筛板塔的缺点是：（1）塔板安装的水平度较高,否则气液接触不均；（2）操作弹性较小(约2～3)；（3）小孔筛板容易堵塞。设计良好的筛板塔仍具有足够操作弹性,对易引起堵塞的物系可采用较大孔径的筛板,故近年来我国石油工业中对筛板的应用日益增多。浮阀塔浮阀塔广泛应用于精馏、吸收和解吸等过程。浮阀有盘式、条式等多种。国内多采用盘式浮阀。其中F-1型（V-1型）浮阀结构较简单，性能良好，制造方便。其阀孔直径为39mm，轻阀为25g，常用于真空蒸馏中；重阀33g，用于常压及加压精馏中。浮阀塔的优点是：（1）处理能力大，比同塔径的泡罩塔可以增加20～40%，而接近于筛板塔；（2）操作弹性大，一般约为5～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多；（3）塔板效率高，比泡罩塔高15%左右；（4）压降小，在常压塔中每块板的压降一般为30～50；（5）液面梯度小；（6）使用周期长。粘度稍大以及一般聚合现象的系统也能正常操作；（7）结构简单，安装容易，其制造费用约为泡罩塔板的60～80%，但约为筛板塔的120～130%；三、精馏装置设计内容由化工原理课程设计要求，板式塔精馏塔装置的设计应包括以下内容：（1）设计方案的选定与说明。根据给定任务，对精馏装置的流程、操作条件，主要设备形式及材质的选取等进行简要论述；（2）精馏塔的工艺计算。物料衡算、塔主要部位的压力和温度的确定；（3）塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算。确定塔高、塔板及塔板尺寸，对塔板进行流体力学校核计算，并绘出塔的操作负荷性能图；（4）管路及其附属设备（如再沸器、预热器、冷凝器）的计算；（5）编写设计书；（6）绘制精馏装置的工艺流程图，精馏塔的工艺条件图（或设备装配图）。二、设计方案一、流程的确定二、操作条件的确定一、流程的确定精馏装置包括精馏塔、原料预热器、塔底再沸器、塔顶冷凝器、釜液产品冷却器和馏出产品冷却器。这些设备之间的相互联系构成了精馏流程。在流程中应考虑：（1）物料的贮存和运输（2）参数的检测和调控（3）热能的利用（1）物料的贮存和运输在流程中还应设置原料槽、产品槽和泵。原料可以由泵直接送入塔内，也可通过高位槽送料，以免受泵操作波动的影响。为使过程连续稳定地进行，产品还需用泵送入下一工序。（2）参数的检测和调控流量、压力、温度等是生产中的重要参数，必须在流程中的适当位置装设仪表，以测量这些参数。同时，实际生产过程中，物流的状态（流率、温度、压力）、加热剂和冷却剂的状态都不可避免地会有一定程度的波动，因此必须在流程中设置一定的阀门（手动或自动）进行调节，以适应这种波动，保证产品达到一定的要求。（3）热能的利用精馏过程是组分反复汽化和反复冷凝的过程，耗能较多。如何节约和合理利用精馏过程本身的热能是十分重要的。选取适宜的回流比，使过程处于最佳条件下进行，使能耗降至最低。同时合理利用精馏过程本身的热能，也是节约的重要举措。若不计进料、馏出液和釜液间的焓差，塔顶...