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榆林职业技术学院神木校区 毕业设计（论文）开题报告

板式精馏塔的设计

年 级: 13级 学 号: 13080355 姓 名: **** 专 业: 应用化工 指导老师: 刘

榆林职业技术学院印制

二零一六年五月

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一、说明选题意义、国内外研究现状、主要研究内容及技术方法 1. 选题的意义 精馏塔是炼油、化工、使用化工、生物化工等生产中最重要的设备之一，是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。主要有板式塔与填料塔两种类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。气－液传质设备主要可分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可以采用板式塔，也可以采用填料塔。 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、筛板塔和泡罩塔，而前两者使用比较广泛。 （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。压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％。 筛板塔的缺点是： ①塔板安装的水平度要求比较高，否则气液接触不匀； ②操作弹性比较小(约2～3)； ③小孔筛板容易堵塞。 （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，自行进行调节，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、吸收和脱吸等传质过程中。塔径从200 mm到6400 mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10 m，塔高可达80 m，塔板数有的多达数百块。 浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点： ①处理能力比较大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔； 第 2 页

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压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为400～660N/m2； ⑤液面梯度小； ⑥使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作； ⑦结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60～80％，为筛板塔的120～130％。 精馏塔是用来分离多组分系统的单元操作过程，它可使气液或液液两相之间进行紧密接触，利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离达到提纯或回收其中的有用组分的目的，研究精馏塔的操作就是为了更好的使得两种组分或多组分分离开来，得到高纯度的分离产品。但是，为了满足工业生产的需要，塔设备还得具备下列各种基本的要求： 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。 2. 国内外研究现状 为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度，如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。填料种类除拉西外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也经常采用。更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。同时我国还进口一些新塔型设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研，设计工作，加速了我国塔技术的开发。 国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决于塔盘的结构，而是主要取决于物系的性质，如：挥发度、粘度、混合物的组分等。国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。 经过我国这些年的努力，在塔研究方面与国外的差距正在不断减小。 3. 主要研究内容及技术方法 第 3 页