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化工原理(同名3238)VIP免费

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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...

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