苯甲苯分离塔设计开题报告ppt课件.ppt

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1、制作人：制作人：XXXXXX指导教师：指导教师：XXXXXX制作日期：制作日期：2013.3.212013.3.21一、塔设备介绍一、塔设备介绍二、选题的依据和意义二、选题的依据和意义三、课题国内外研究动态三、课题国内外研究动态四、研究的基本内容，拟解决的主要问题四、研究的基本内容，拟解决的主要问题五、研究步骤、方法及措施五、研究步骤、方法及措施六、研究工作进度六、研究工作进度七、主要参考文献七、主要参考文献塔设备是化工、炼油、塔设备是化工、炼油、医药、食品及环境保护医药、食品及环境保护等工业部门中一种重要等工业部门中一种重要的单元操作设备，其主的单元操作设备，其主要功能是使气（汽）液要功能是

2、使气（汽）液相或液液相之间通过接相或液液相之间通过接触达到相际间进行传质触达到相际间进行传质及传热的及传热的目的目的。塔塔设备根据塔内件设备根据塔内件是塔是塔板还是板还是填料填料分为分为板式塔板式塔和和填料塔填料塔。板式塔在圆柱形壳体内按一定板式塔在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排

3、出。气、液液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交在塔内逐板接触进行质、热交换，故两相的组成沿塔高呈阶换，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。跃式变化。 填料塔是指在圆柱形壳体内装填一定高填料塔是指在圆柱形壳体内装填一定高度的填料，液体经塔顶喷淋装置均匀分布于度的填料，液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料层顶部上，依靠重力作用沿填料表面自填料层顶部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流经填料层后自塔底排出；气体则在上而下流经填料层后自塔底排出；气体则在压强差推动下穿过填料层的空隙，由塔的一压强差推动下穿过填料层的空隙，由塔的一端流向另一端。气液在填料表面接触进行质、端流向另一端。气液在填料表

4、面接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高连续变化。热交换，两相的组成沿塔高连续变化。 近年来由于大量新型填料的出现近年来由于大量新型填料的出现, ,填料塔的应用逐渐增填料塔的应用逐渐增多。在某些场合下多。在某些场合下, ,填料塔有压力降小的突出优点填料塔有压力降小的突出优点, ,但板式但板式塔结构较为简单塔结构较为简单, ,易于放大易于放大, ,造价较低造价较低, ,对于常压和加压物对于常压和加压物系系, ,特别是大塔径、多侧线气液传质设备特别是大塔径、多侧线气液传质设备, ,板式塔有较大的板式塔有较大的优势优势, ,且在操作与设计中已具备了较成熟的经验。所以当且在操作与设计中已具备了较成熟的经

5、验。所以当前工业上的大型塔设备仍以板式塔为主。统计表明前工业上的大型塔设备仍以板式塔为主。统计表明, ,石油石油化工企业塔设备中板式塔约占化工企业塔设备中板式塔约占92%92%。然而由于塔板上气液。然而由于塔板上气液两相流动的复杂性及板式塔通量小、压降大、效率低等缺两相流动的复杂性及板式塔通量小、压降大、效率低等缺点点, ,对板式塔的研究现状还远远不能适应生产发展的需要。对板式塔的研究现状还远远不能适应生产发展的需要。塔板上的气液两相流动看起来似乎比填料塔要规则得多塔板上的气液两相流动看起来似乎比填料塔要规则得多, ,但是塔板上两相的接触状态却较两相在填料通道中的接触但是塔板上两相的接触状态却

6、较两相在填料通道中的接触要复杂。研究塔板上形成气泡或液滴的机理以及它们与传要复杂。研究塔板上形成气泡或液滴的机理以及它们与传质的关系质的关系, , 有很多值得去做的工作。因此有很多值得去做的工作。因此, ,此次此次苯与甲苯苯与甲苯分离塔分离塔设计选择板式塔进行工艺计算分析。设计选择板式塔进行工艺计算分析。塔板是板式塔的核心部件塔板是板式塔的核心部件, ,是是气液接触进行传热和传质的气液接触进行传热和传质的场所场所, ,对于板式塔的工作性能对于板式塔的工作性能起着决定性的作用起着决定性的作用, ,因此因此, ,对对于板式塔的研究于板式塔的研究, ,主要集中在主要集中在对塔板的研究上。当前对塔板的

7、研究上。当前, , 塔塔板的开发研究主要有两个侧板的开发研究主要有两个侧重点重点, , 一是针对提高效率一是针对提高效率, , 一是针对某些特定要求一是针对某些特定要求, , 如如满足低压降、大通量等。近满足低压降、大通量等。近年来年来, , 塔板技术有了明显的塔板技术有了明显的进步。进步。国内各大塔器生产商研制开发出大批新型塔板国内各大塔器生产商研制开发出大批新型塔板, ,用以改造原用以改造原来的塔板。新型塔板包括来的塔板。新型塔板包括新型浮阀塔板新型浮阀塔板、新型筛板塔板新型筛板塔板、复合塔板复合塔板、立体喷射型塔板立体喷射型塔板几类几类。其中。其中, ,新型的浮阀塔板新型的浮阀塔板, ,

8、如如FSVFSV浮动筛片塔板浮动筛片塔板、BVT4BVT4浮阀塔板浮阀塔板及及半椭圆固定浮阀塔板半椭圆固定浮阀塔板等等, ,在提高塔板效率、处理能力和降低塔板压降上作用明显；在提高塔板效率、处理能力和降低塔板压降上作用明显；新型的筛板塔板新型的筛板塔板, ,如如新型高效导向筛板新型高效导向筛板、DJDJ系列塔板系列塔板、9595大大通量筛板通量筛板等等, ,在提高塔的生产能力、塔板效率在提高塔的生产能力、塔板效率, ,降低塔板压降低塔板压降和成本等方面降和成本等方面, ,效果显著。作为由穿流筛板与规整填料相效果显著。作为由穿流筛板与规整填料相结合的新型塔板结合的新型塔板复合塔板复合塔板, ,兼

9、具板式塔和填料塔的某些优兼具板式塔和填料塔的某些优点点, ,可以使塔板上液体分布均匀、防止气相集中可以使塔板上液体分布均匀、防止气相集中, ,消除雾沫消除雾沫夹带夹带, ,并能增加通量。而并能增加通量。而立体喷射型塔板立体喷射型塔板则能很好的增大传则能很好的增大传质面积、进行气液分离质面积、进行气液分离, ,在减小塔的雾沫夹带、提高传质效在减小塔的雾沫夹带、提高传质效率方面效果明显。率方面效果明显。图3 复合塔板图1 各种浮阀图2 95型塔板结构图4 立体传质塔板国外也相继推出了一系列新板型国外也相继推出了一系列新板型, , 如如Koch-Glitsch Koch-Glitsch 公司的公司的

10、Max-Frac trayMax-Frac tray、Superfrac traySuperfrac tray、BiFrac trayBiFrac tray、Nye tray Nye tray 和和Ultrafrac trayUltrafrac tray； Norton Norton 公司的公司的Triton trayTriton tray、Provalve Provalve traytray； UOP UOP 公司的公司的ECMD trayECMD tray、VG-MD tray VG-MD tray 和和MU tray (MU tray (多升多升液管萃取筛板塔液管萃取筛板塔) )；Sul

11、zerSulzer公司的公司的Vortex trayVortex tray；Jaeger Jaeger 公司公司的的CoFlo tray CoFlo tray ；Nutter Nutter 公司的公司的MVG trayMVG tray；英国诺丁汉大学开；英国诺丁汉大学开发的发的Flow control trayFlow control tray；Shell Shell 公司的公司的Shells ConSep Shells ConSep traytray；还有其他公司开发的；还有其他公司开发的T-by sieve tray T-by sieve tray 等。此外等。此外, , 德国德国开发了一

12、种带金属薄片传质元件的复合塔板开发了一种带金属薄片传质元件的复合塔板; ; 俄国先后开发了俄国先后开发了用压缩拉伸网孔板制造的斜孔喷射塔板、新型气相分流式塔板、用压缩拉伸网孔板制造的斜孔喷射塔板、新型气相分流式塔板、带旋转接触元件的旋流塔板、带纵横挡板的喷射导向塔板和新带旋转接触元件的旋流塔板、带纵横挡板的喷射导向塔板和新型高速旋转塔等。这一切都显示出板式塔在新一轮发展中的强型高速旋转塔等。这一切都显示出板式塔在新一轮发展中的强劲势头。劲势头。图1 MD塔板图2 Nye塔板图3 斜孔喷射塔板它是采用多个悬挂式降液它是采用多个悬挂式降液管管, , 主要有以下优点主要有以下优点: : 由于降液管悬

13、空由于降液管悬空, , 使得降使得降液管下方也能设置筛孔或液管下方也能设置筛孔或浮阀浮阀, , 提高了开孔率提高了开孔率, , 同同时也降低了压降时也降低了压降; ; 液流液流流程短流程短, , 不存在塔板上液不存在塔板上液层高度不均的问题层高度不均的问题, , 雾沫雾沫夹带大大减少夹带大大减少; ; 出口堰出口堰总长远远大于一般塔板总长远远大于一般塔板, , 可以允许很高的液流负荷。可以允许很高的液流负荷。特点是特点是: : 将降液管的底部将降液管的底部提高提高, , 在其下方也设置浮阀在其下方也设置浮阀或筛孔或筛孔; ; 在降液管底部的在降液管底部的垂直面上垂直面上, , 气体水平吹入液气

14、体水平吹入液层层, , 从降液管流出的清液很从降液管流出的清液很快快“活化活化”为泡沫为泡沫, , 有利于有利于气液传质气液传质, , 同时也有利于减同时也有利于减小塔板上的液面落差小塔板上的液面落差; ; 降降液管出口面积小于进口面积液管出口面积小于进口面积, , 其优点是塔板上可以设置更其优点是塔板上可以设置更多的浮阀或筛孔多的浮阀或筛孔, , 降低了压降低了压降降, , 提高了生产能力。提高了生产能力。其特点是塔板上筛孔其特点是塔板上筛孔为斜孔为斜孔, , 且相邻两排且相邻两排斜孔的开口方向相反斜孔的开口方向相反, , 以避免流体被不断加以避免流体被不断加速速, , 从而增加液体在从而增

15、加液体在塔板上的停留时间塔板上的停留时间; ; 与一般的喷射塔板不与一般的喷射塔板不同同, , 斜孔塔板设有出斜孔塔板设有出口堰口堰, , 操作时在塔板操作时在塔板上保持一定的液层上保持一定的液层。此次苯与甲苯的分离塔设计基本内容为根据给定的工艺此次苯与甲苯的分离塔设计基本内容为根据给定的工艺参数进行工艺设计计算参数进行工艺设计计算, ,确定塔结构并选择好各构件确定塔结构并选择好各构件, ,进进行强度和稳定性校核行强度和稳定性校核, ,完成塔零部件图及三维图的绘制完成塔零部件图及三维图的绘制, ,并编写说明书。并编写说明书。在板式塔的设计中要根据给定的分离要求和选定的操作在板式塔的设计中要根据

16、给定的分离要求和选定的操作条件对各种不同的设计参数进行合理选择条件对各种不同的设计参数进行合理选择, , 应用大量的应用大量的计算公式或图表进行求解才能确定设计方案。特别是塔计算公式或图表进行求解才能确定设计方案。特别是塔的结构设计时的结构设计时, , 由于设计参数较多由于设计参数较多, , 求解公式复杂求解公式复杂, , 使使得计算工作量很大。其他要解决的问题包括塔高的计算得计算工作量很大。其他要解决的问题包括塔高的计算( (包括塔的主体高度包括塔的主体高度, ,裙座的高度以及顶塔底与塔顶空间裙座的高度以及顶塔底与塔顶空间的高度的高度),),塔内件的选择设计计算等等。塔内件的选择设计计算等等

17、。1.1.根据给定的参数根据给定的参数( (苯含量苯含量4040, ,流量流量8000kg/h8000kg/h。塔顶苯含量。塔顶苯含量达达9898, ,常压操作常压操作) )进行工艺计算；进行工艺计算；2.2.选择合适的冷凝器、再沸器；选择合适的冷凝器、再沸器；3.3.塔设备的选材及结构设计。选材包括塔体、支座、塔内件塔设备的选材及结构设计。选材包括塔体、支座、塔内件等。设计确定塔的各种构件、附件以及辅助装置的结构尺寸等。设计确定塔的各种构件、附件以及辅助装置的结构尺寸, ,如板式塔的塔盘结构、塔盘支撑结构、除沫器、裙座如板式塔的塔盘结构、塔盘支撑结构、除沫器、裙座, ,各种接各种接管的形式、

18、方位等；管的形式、方位等；4.4.塔设备的强度和稳定性校核。确定出塔体、封头、裙座等塔设备的强度和稳定性校核。确定出塔体、封头、裙座等的壁厚的壁厚, ,并进行校核；并进行校核；5.5.设备零部件的设计选用。包括法兰、人孔、接管、补强圈设备零部件的设计选用。包括法兰、人孔、接管、补强圈, ,以及塔外的扶梯、平台、保温层等；以及塔外的扶梯、平台、保温层等；6.6.绘制出全塔零部件图及三维图；绘制出全塔零部件图及三维图；7.7.编写设计说明书。编写设计说明书。1-31-3周周: :检索相关技术资料检索相关技术资料, ,熟悉毕业课题熟悉毕业课题, ,完成外文完成外文资料翻译。并撰写开题报告和文献综述。

19、资料翻译。并撰写开题报告和文献综述。4-74-7周周: :完成初步方案设计完成初步方案设计, ,进行工艺计算和强度计进行工艺计算和强度计算。算。8-128-12周周: :完成塔的总体结构设计完成塔的总体结构设计, ,绘制设备总图。绘制设备总图。13-1513-15周周: :绘制塔设备的零部件图及三维图。绘制塔设备的零部件图及三维图。16-1716-17周周: :撰写设计说明书撰写设计说明书, ,并答辩。并答辩。1 1 左美兰左美兰. . 塔板最新研究和展望塔板最新研究和展望. .化学工业与工程技术化学工业与工程技术,2009,30(01): 27-31,2009,30(01): 27-312

20、2 董军董军, ,李建波李建波. . 塔板技术的发展现状与研究展望塔板技术的发展现状与研究展望. .石油炼制与化工石油炼制与化工, 2007,38(11): 46-51, 2007,38(11): 46-513 3 李春利李春利. . 塔板技术最新进展和研究展望塔板技术最新进展和研究展望. .河北工业大学学报河北工业大学学报, 2002,31(01):20-25, 2002,31(01):20-254 4 焦军焦军, ,易建彬易建彬. BJ. BJ塔板的开发和应用塔板的开发和应用. .石油炼制与化工石油炼制与化工,2004,38(09): 66-69,2004,38(09): 66-695 5

21、 王幼良王幼良. . 板式塔的设计问题板式塔的设计问题. .化学工程与工业化学工程与工业,1990,07(03):39-47,1990,07(03):39-476 6 郭建荣郭建荣. . 板式塔技术进展板式塔技术进展. . 煤化工煤化工,2003,(05):48-51,2003,(05):48-517 7 王树楹王树楹, ,高长宝高长宝, ,兰仁水兰仁水. . 板式塔研究进展板式塔研究进展. .化学工程化学工程, 2003,31(03):20-26, 2003,31(03):20-268 8 董艳河董艳河, ,黄敬黄敬, ,王荣良等王荣良等. . 国外塔板技术的最新发展国外塔板技术的最新发展.

22、 .过滤与分离过滤与分离, 2003,13(01):13-17, 2003,13(01):13-179 9 刘建锋刘建锋. . 板式塔的基本设计原理及发展方向板式塔的基本设计原理及发展方向. .兰州石化职业技术学院学报兰州石化职业技术学院学报,2002,02(02):9-12,2002,02(02):9-1210 10 付有成付有成, ,王崇智王崇智. . 板式塔精馏技术进展板式塔精馏技术进展. .石化技术与应用石化技术与应用, 2000,18(04):231-236, 2000,18(04):231-23611 11 李好管李好管. . 塔器分离技术最新进展塔器分离技术最新进展. .现代工业

23、现代工业,2000,20(08):19-24,2000,20(08):19-2412 12 翟建华翟建华. . 塔设备的应用与今后的发展塔设备的应用与今后的发展. .河北轻工业学院学报河北轻工业学院学报,1995,16(04):57-63,1995,16(04):57-6313 13 杜佩衡杜佩衡. . 我国板式塔技术发展及展望我国板式塔技术发展及展望. .河北工学院学报河北工学院学报,1985,(01):108-117,1985,(01):108-11714 14 徐崇嗣徐崇嗣. . 板式塔的发展和研究板式塔的发展和研究. .浙江工业大学学报浙江工业大学学报,1984,(02):8-20,1

24、984,(02):8-2015 15 曹纬曹纬. . 国外板式塔最新进展与新分离技术开发国外板式塔最新进展与新分离技术开发. .石油化工设备石油化工设备,1999,28(04):39-41,1999,28(04):39-4116 16 钱建兵钱建兵. . 板式塔及分离技术最新进展板式塔及分离技术最新进展. .浙江化工浙江化工,2003,(11):1-4,2003,(11):1-417 Bravo. J. L Column 17 Bravo. J. L Column IntemalIntemal .Cheng Eng,1998,105(2):76-83. .Cheng Eng,1998,105(

25、2):76-83.18 18 ResetaritsResetarits .M.R , .M.R ,Lockett.M.TLockett.M.T , ,Kirkpatrick.R.DKirkpatrick.R.D. . RetrayingRetraying increases C3 Splitter increases C3 Splitter column capacity. Oil and Gas,1998,86(23):54-59.column capacity. Oil and Gas,1998,86(23):54-59.19 19 Breavo.J.L.Kuster.K.A.TrayBreavo.J.L.Kuster.K.A.Tray Technology for the New Millennium. Technology for the New Millennium. C.E.P,2000,96(11):33-37.C.E.P,2000,96(11):33-37.谢谢观看！谢谢观看！