浮阀板式塔在甲胺精馏中的应用
精馏塔的结构及应用
1.1
小
斜孔塔板 1.5～1.8
1.1
中
高 复杂
1.0
低 简单 0.4～0.5
中 一般 0.7～0.8
低 简单 0.5～0.6
低 简单 0.5～0.6
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
精馏基础知识
一、蒸馏及精馏
1.蒸馏及分离依据
蒸馏是分离液体均相混合物的单元操作，通过加 热造成汽液两相体系，利用液体混合物中各组分 挥发性不同而达到分离的目的。
逆流塔板：塔板间无降液管，气、液பைடு நூலகம்时 由板上孔道逆向穿流而过。
本章只介绍错流塔板。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
二、板式塔的结构类型 及性能评价
（一）板式塔的结构
板式塔是由圆柱形壳体、 塔板、气体和液体进、 出口等部件组成的。塔 板是板式塔的核心构件 。
第三章 精馏操作技术
1-塔体；2-塔板；3-溢流堰；
化工单元操作技术
五、回流比的影响与选择
回流比是一个非常重要的参数，对精馏操作影响很大，影响 精馏的投资费用和操作费用 。
对一定的料液和分离要求，R增大,精、提馏段操作线向对角 线靠近，离相平衡线越远，NT减少，塔设备费用减少；但回 流比增大使塔内气、液相量，操作费用提高。
对于一个固定的精馏塔，增加回流比，每一块板的分离程度 增大，提高了产品质量。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
一、全塔物料衡算
精馏计算
稳定连续操作的精馏塔，以单位时间 为基准，则全塔物料衡算式为： 总物料衡算： F=D+W 易挥发组分衡算： F xF=D xD +W xW 式中： F、D、W——分别为原料、塔顶产 品和塔底产品 的流量，Kmol/h； xF、xD、xW——分别为原料、塔顶产 品和塔底产品中易挥发组分的摩尔分 数。 全塔物料衡算式应用：确定产品流量 及组成。
甲醇-水溶液连续精馏塔设计
课程设计说明书武汉工程大学化工与制药学院课程设计说明书课题名称 ___________________________________专业班级 ___________________________________ 学生学号学生姓名 _________________________________________ 学生成绩指导教师 _________________________________________ 课题工作时间武汉工程大学化工与制药学院化工与制药学院课程设计任务书1%专业 ____________________ 班级 ________________ 学生姓名_ 发题时间： 2015 _______ 年 12 月1_ ___________ 日 一、 课题名称甲醇-水溶液连续板式精馏塔设计二、 课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）（一） 设计任务（1） 处理能力： T/Y ，年开工7200小时。
（2）原料甲醇-水溶液：（甲醇的质量分数）。
3 产品要求：塔顶产品甲醇含量 （质量分数）不低于 ___________ ，釜液中甲醇含量不高于（二） 操作条件： （1 ）操作压力：塔顶压强为 （2）单板压降：不高于 75mm 液柱（3） ____________________ 进料状况：（4） 回流比：自选（5） 加热方式：间接蒸汽加热 （6）冷却水进口温度：30 C试设计一板式精馏塔，完成该生产任务。
三、 设计任务1确定设计方案，绘制工艺流程图。
2塔的工艺计算。
（1） 精馏塔的物料衡算; （2） 最佳回流比的确定 （3） 塔板数的确定.3塔工艺尺寸的计算（1 ）板间距； （5）塔径；（6 ）塔盘结构设计；4塔板的流体力学核算； 5绘出负荷性能图 6辅助设备的计算与选型确定塔顶冷凝器、塔底再沸器面积，加料泵，回流泵型号。
7附件尺寸确定塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头、进出管口等。
浮阀式精馏塔的设计
化工原理课程设计––––浮阀式精馏塔的设计学校：班级：姓名：学号：指导教师：时间：课程设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀式精馏塔二、设计的原始数据及分离要求1、原料的规格及分离要求：（1）、生产能力：年处理苯—甲苯混合液6.0万吨（2）、年开工率：8000小时（3）、原料组成：苯含量45%（质量分率）（4）、进料热状况:饱和液体（5）、分离要求：塔顶苯含量不低于95%（质量分率）塔底苯含量不高于5%（质量分率）2、生产条件：（1）操作条件：常压（2）操作温度：原料和产品均为常温（25℃）（3）塔顶冷凝器：用循环水冷却（进口温度28℃）（4）塔底在沸器：用饱和水蒸气加热（5）回流比：取最小回流比的1.4倍三、设计要求：1、编制设计说明书（1）流程的确定及说明（2）精馏塔的设计计算（3）浮阀塔盘结构设计和计算（4）对设计结果讨论（5）参考文献2、绘制精馏系统工艺流程图四、指导教师：李英杰五、设计时间：2011年12月目录前言---------------------------------------------------------------------------------4 1.精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------------------5 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率---------------------------------------5 1.2．原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量--------------------------------51.3．物料衡算-------------------------------------------------------------------52.塔板数的确定---------------------------------------------------------------------5 2.1．理论板层数NT的求取-----------------------------------------------------5 2.2最小回流比及操作回流比----------------------------------------------------5 2.3精馏塔的气、液相负荷-------------------------------------------------------6 2.4操作线方程-------------------------------------------------------------------62.5塔的有效高度-----------------------------------------------------------------63.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------73.1精流段塔体工艺尺寸计算---------------------------------------------------73.2塔经的计算------------------------------------------------------------------73.3 溢流装置-----------------------------------------------------------------------------------84.塔板负荷性计算--------------------------------------------------------------------------------114.1. 雾沫夹带线----------------------------------------------------------------------------114.2漏液线------------------------------------------------------------------------------------124.3液相负荷上限线-------------------------------------------------------------------------124.4液相负荷下限线-------------------------------------------------------------------------12 参考目录----------------------------------------------------------------------------14前言在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
组合导向浮阀在氯化苯初、精馏中的应用
。 初馏塔进 料为
泡点进料， 质量分 数组 成为： 氯 化苯 (# ) ， 二 氯苯 ") （ 其中： 对 二 氯 苯 **) ， 邻 二 氯 苯 ++ ) ， 间 二氯 苯 ") ） ，水 , ! ,- ) ， 其 余 为 苯。 进 料 总 量 为 (, ,,, ./ &
［ !］
：
（ " ）矩形导向浮阀和梯形导向浮阀按一定 的配比 组合而成。浮阀上 设有导 向孔， 导 向孔 的开 口方 向与 塔板上的液流 方向一 致。在操 作中， 从 导向 孔喷 出的 少量气体推动塔 板上的 液体 流动， 从 而可完 全消 除塔 板上的液面梯度。 （ ! ）塔板上的 梯形导 向浮 阀， 适当 排布 在塔 板两 侧的弓形区内。因从梯形导向浮阀两侧流出的 气体有 向前的推力， 可加速该区域的液体流动， 从而可 消除塔 板上的液体滞止区。 （ ) ）矩形导向 浮阀和 梯形 导向浮 阀， 两 端设 有阀 腿。在操作中， 气体 从浮阀 的两 侧流 出， 无 向后 的力， 因此， 组合导向浮阀塔板上的液体返混是很小的。 （ $ ）由于矩形导向浮阀和梯形导向浮阀在 操作中 不转动， 因而浮阀无磨损， 不脱落。因此， 与 4" （ 5" ） 型 浮阀塔 板效 率 相 比， 组 合 导 向浮 阀 塔 板 效 率 可 提 高 "6 7 8 !# 7 ， 处 理 能 力 可 提 高 )#7 ， 塔板压 降减小 !# 7 8 )#7 。
! " 初、 精馏参数设定和优化
! ! # " 模拟参数的设定 氯化苯装置设计总产能为年产 "# 万 $ ， 分别设置 # 台初馏塔和 # 台精馏塔， 初馏塔和精馏塔为一 一对应， 每条线最终精馏塔顶产量为 % $ &
精馏精华第7期板式塔的15种塔板，你都认识吗？
精馏精华第7期板式塔的15种塔板，你都认识吗？精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。
作为精馏过程的主要设备，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。
今天就带大家了解板式塔的结构和原理。
板式塔板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘）所组成。
在塔内沿塔高装有若干层塔板，液体靠重力的作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气液两相在塔内进行逐级接触，两相组成沿塔高呈梯级式变化。
板式塔的塔板塔板是板式塔的主要构件，决定塔的性能。
在几种主要类型错流塔板中，应用最早的是泡罩板，目前使用最广泛的筛板塔和浮阀塔板。
同时，各种新型高效塔板不断问世。
按照结构分，板式塔塔板可以分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和舌形塔等。
•按照流体的路径分，可以分为单溢流型和双溢流型。
•按照两相流动的方式不同，可以分为错流式和逆流式两种。
1溢流塔板溢流塔板(错流式塔板)：塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管)，横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。
板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制，从而可获得较高的板效率，但降液管将占去塔板的传质有效面积，影响塔的生产能力。
溢流式塔板应用很广，按塔板的具体结构形式可分为：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、舌形塔板等。
2逆流塔板逆流塔板（穿流式塔板）：塔板间没有降液管，气、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流而过，板上液层高度靠气体速度维持。
优点：塔板结构简单，板上无液面差，板面充分利用，生产能力较大；缺点：板效率及操作弹性不及溢流塔板。
与溢流式塔板相比，逆流式塔板应用范围小得多，常见的板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。
3泡罩塔板在工业上最早（1813年）应用的一种塔板，其主要元件由升气管和泡罩构成，泡罩安装在升气管顶部，泡罩底缘开有若干齿缝浸入在板上液层中，升气管顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。
甲胺装置生产流程说明
甲胺装置生产流程说明甲胺生产装置共有两套，一套使91年投产，设计能力3600T混甲胺/年，经过多次扩建，现生产能力已经达到15000T混甲胺/年；二套为02年投产，生产能力2万T混甲胺/年。
两装置生产工艺相同，不同之处只是配料系统的工艺流程有些差别。
具体甲胺生产装置流程说明如下：一、配料系统由于甲胺两装置配料系统工艺上有所差别，故将生产工艺分别说明：1、甲胺一套：甲胺一套原料槽分别有：甲醇罐（25M3）一台，液氨罐（25M3）一台，不合格三甲胺槽（25 M3）一台，不合格一二甲胺槽（25 M3）一台，共沸物贮槽（25M3）两台。
通过计量泵按照相应的原料配比（N/C=1.5-2.5）打入配料缓冲罐，当缓冲罐的物料充满后，会从缓冲罐顶部进入配料槽，从配料槽底部出料，按照调节合成升压泵的冲程，调整系统负荷，由升压泵将合成物料打入合成系统。
2、甲胺二套：甲胺二套原料槽分别有：甲醇罐（25.3 M3）一台，液氨罐（25.3 M3）一台，混胺槽（50.1M3）一台，共沸物贮槽（50.1M3）一台。
通过调节计量泵的转数来调节各原料的量，按照相应的原料配比（N/C=1.5-2.5）打入合成缓冲罐，然后通过压差将物料压入至合成系统。
二、合成系统岗位任务：把配料岗位计量泵输送来的合格原料液经升压予热，送合成塔中，在适宜的温度、压力、空速、和催化剂存在的条件下，进行连续气相胺化脱水反应，制取混合粗胺，经换热，减压后送至精馏工序分离。
由于甲胺的生产反应是放热反应，所以在反应后必将放出大量的热，为了保护设备和生产的安全，在原料的配料过程中加入的液氨是过量的，就是为了物料平衡，将合成的反应温度、压力控制在有效的反应温度指标内。
原料进入合成系统后，首先进入合成缓冲罐，低温换热器，在低温换热器中，原料会和合成液进行换热，换热后原料液的温度将会从30℃加热至80℃;原料进入开工气化器，经11Kg蒸汽加热后，原料出口温度达到120℃;进入高温换热器a，原料液和合成液进行换热，换热后，原料液温度升至150℃；进入高温换热器b，原料液被合成液加热至200℃；进入高温换热器c，原料液被再次加热至300℃；进入电炉，进行高压短路盘管加热至320℃，从合成塔顶部进入合成反应器，进行合成反应。
三聚氰胺尾气处理新技术
三聚氰胺尾气处理新技术提要概述了三聚氰胺尾气处理新工艺开发原理，原则流程、主要设备及推广应用前景。
关键词选择吸收剂，溶解度控制，吸收，解吸中图法分类号：X78The New Technology of the Off -gas Treatment of MelamineWang Mingke,Cheng Fenghua,Meng Lixin,Wang Xueyan(The Design Institute of Cangzhou Dahua Group Co.,Cangzhou,061000)Abstract The paper describes briefly the development principle of the new processfor the off-linetreatment of melamine,the process flow and the prospect of the main equipment application andpopularization.Key words selective absorbent,solubility control,absorb,desorb三聚氰胺是一种用途十分广泛的化学中间体。
除少量作为特殊医药原料，其主要用途是与甲醛缩合制成塑料和其他日用化工品。
目前，国内外工业化生产的原料路线有两条，即双氰胺法和尿素法，双氰胺法工艺落后，生产成本高，且难以实现大规模连续化生产，已处在淘汰之中。
现在国内外广泛采用的是尿素法，尿素法按压力等级可分为高、中、低三种方法。
其典型代表为NISSAN、DSM、BASF 工艺流程，操作压力分别为8～10MPa、0.78MPa、0.1MPa，反应温度380～400℃。
我国现有的三聚氰胺生产，除了天津双氰胺法外，其余全部采用中、低压尿素分解法，由于装置规模小，设备效率低，工艺落后，催化剂活性差，尿素的转化率不高，加上没有完善的尾气处理技术，因此消耗大，成本高，经济效益低，难以与国际先进工艺技术相竞争。
化工原理课程设计板式精馏塔设计
4.编写设计说明书 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主
要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的 论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用 的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图和计算 机程序框图和原程序。
其 中 利 用 t～ x～ y 关 系 ，并 借 助 二 次 样 条 插 入 的 方 法 ，求 得
塔顶塔底的温度，进而求取全塔的平均温度，从而可以根据全
塔平均温度求取全塔平均相对挥发度。
式 中 ： R ---回 流
R m in — 最 小 回 流 比
—全塔平均相对挥发度
12
3.理论板数和实际板数的确定
用双溢流型塔板。
2
平 直 堰 的 hOW 按 下 式 计 算
hOW
2 .8 4 1000
E
Lh
3
lW
式中
lW Lh
—堰 —塔
长, 内液
m; 体流
量
，
m
3
h
E — 液 流 收 缩 系 数 ， 查 图 求 取 。 一 般 可 取 为 1， 误 差 不 大
(2)、提馏段气液负荷计算(同上)
2021/3/12
16
5、热量衡算
总热量衡算 QV QW QL QB QF QR
式中： QV 、QW、QL、QB、QF、QR 分别是塔顶蒸汽带出的热
量、塔底产品带出的热量、塔设备的热损失、塔釜加热量、进料带入 的热量、回流带入热量、
其中：塔设备的热损失Q L 0.1QB
（ 4） 实 际 板 数 的 确 定
板效率：利用奥康奈尔的经验公式
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甲胺精馏部分萃取塔采用浮阀板式塔后 ，生
产 运行 得到 了 明显 的优化 ，工 艺参 数见 表 １ 。
表 １ 萃取 塔改造前 后工艺状况对比
衡。压力的稳定可以通过 调节冷凝器的 回水量 ， 其 次可 以通 过定期 排 放不凝 气体 来进 行 调节 。 同 时 ，压力恒定 ，温度与组成有对应关系 ，可以通 过 看 温度 间接 地衡量 产 品质量 。
效率降低 ；蒸汽速度超过一定限度后 ，会造成液 泛。板式塔由于塔盘上的持液量较大 ，所以整个 塔身温度的变化 比较慢 ，因此在提高塔釜温度的 时候 ，要注意缓慢提高蒸汽压力 ，否则蒸汽量增 加太快 ，一旦造成液泛 ，处理时间较长 ，给整个 塔的操作带来很大影响。相反 ，减小蒸汽量 ，塔 温下降，会导致轻组分下移 ，若带到后续工序 ， 会造 成 二 甲胺 产 品 中的三 甲胺 含 量超标 ，影 响 产
要求 ， 决定制作 １ 台新萃取塔 ，新萃取塔 的直径
为０１５０ｒｌ 旧塔直 径 为 ０１４０ｒｌ） ０ Ｔ ｎ ｔ（ ０ ｎ ｔ，塔 高 Ｔ
［ 收稿 日 ］２ ０ 一 １ ２ 期 ０ ５ ｌ— ０ ［ 作者简介］杜 刚（９ ８ ， ， １７ 一）男 河南安阳人 ， 助理工程师。
４ 处理 效 果
杜 刚 。王雅萌
（ 阳化学工业集 团有 限责任公 司 ，河南 安 阳 ４ ５ ３ ） 安 ５ １３
［ 中图分类号］ＴＱ ５ ． １ ［ ０ １８ 文献 标识码］Ｂ ［ 文章编号 ］１０ —９ ２２ ０ ）４０ ５ —２ ０ ４９ ３ （０ ６ ０ —０ ４０
１ 概
述
３ ． ８５ｍ。改 造 后 的 甲 胺 装 置 达 到 了设 计 生 产 能 力 ，三 甲胺产 品质量 达 到 了质量标 准 ห้องสมุดไป่ตู้优 等 品率
出合格的三 甲胺产品 ， 等品率 １０ 优 ０ ％，吨产 品 蒸汽消耗由改造前的 １． ｔ １５ 下降到 ７２ｔ ． 左右。近 半年的生产运行表明，采用浮阀塔后 ，萃取塔的 运行比较稳定，操作弹性大，各项工艺参数更加 优化 ，三甲胺产品质量得到了明显的提高。
４ 存 在 问题及 解 决方案
表 ２ Ｄ －０２ Ｈ ８ —０空压机第 ３次检修前后轴振动数据对 比
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第 ４期
杜
刚等 ：浮 阀板式塔在 甲胺精馏 中的应用
・ ５・ ５
７ ，清洗合格 ，萃取塔可 以投人物料 ，转人开 时
车生 产 。 ２ 生产 运 行控 制
２． 压 力 控 制 １
况 ，同时 考虑 到 甲胺生 产装 置 ３ ｔａ的改 扩 建 ０ｋ／
由于新塔板在制作和安装过程中粘附有许多 油污或灰尘 ，为保证萃取塔一次投运成功 ，生产 出合格产品，在投运前对萃取塔进行了碱洗。 利用 回流 泵将浓 度 为 ５ ％左 右 的碱 液 打 人 塔 内，并用再沸器将碱液加热到 ７ ～８ ０ ０℃ ，碱洗 ３ ，碱液流经各层塔板后从塔底排 出。反复 ～４ｈ 清洗 ３ 次后 ，将碱液排出。再利用软水对萃取塔 进行彻底的清洗 ，当从塔底排出的软水 ｐ Ｈ等于
２ ２ 温 度控 制 ．
（）塔釜温度控制 １ 塔釜温度靠调节再沸器蒸汽压力控制。提高
蒸 汽压 力 ，蒸汽 流量 增加 ，塔 温度上 升 ，重组 分
新萃取塔 投用 后 ，系统 一 次 开车 成 功 ，生产
上移 ，影响塔顶产品质量 。若蒸汽量过大 ，塔内
气 流 速度过 快 ，气 液两相 接触 时 间短 ，塔 的分离
空压机第 ３ 次检修后，在导叶全开、气温相 同的情况下 ，空气透平压缩机供气量至少增加了 ４ ０ ３ｈ ０ｍ ／ ，轴振动一直维持在 ３ ｍ 以下。 目 ０ ２ 前 空压 机 已稳 定运 行 １ａ多 ，效 果 良好 ，为 系统 的高负荷稳定运行奠定 了坚实的基础。
扛 ｍ
经过第 ３次检修 ，开车后空压机各级的轴振 动值明显降低 ，均≤３ 盯 。第 ３ ２｝ ｎ 次检修前后各 级轴振动数据对比见表 ２ 。
安 阳化 学工 业集 团公 司 甲胺生 产装 置始 建 于 ２０ ０ ２年 ，其 甲胺 精 馏 为 典 型 的 四塔 连 续 精 馏 工 艺 ，精 馏塔 均 为填 料塔 ，填 料采用 金属 丝 网波纹 规整 填 料 ，装 置 设 计 生 产 能 力 为 ２ ｔａ 自 ０ｋ／。 ２０ ０３年 投 运 以 来 ， 随 着 系 统 生 产 能 力 的 提 高 ，
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第 ４期 ２０ ０ ６年 ７月
中 氮
肥
Ｎ Ｏ． ４
Ｍ — ｉｅ ｔｏ ｅ ｏ ｓＦｅｔｌ ｅ ｒ ｇ ｅｓ Ｓ ｚｄ Ｎｉ ｇ ｎ ｕ ｒｉｚｒＰ ｏ ｒｓ ｒ ｉ
Ｊ １２ ０ ｕ． ０ ６
浮 阀板式塔在 甲胺精馏 中的应用
１０ ０ ％，蒸汽消耗显著降低 ，取得 了 良好 的经济
效益 。
新塔设计时 ，对理论塔板数和操作工艺参数 依据 甲胺系统的操作数据进行 了优化模 拟计算 。
新 萃取 塔 的制作 安装 于 ２０ ０４年 １ 月 完成 。塔 板 １ 的安装 严 格按 照 Ｊ ／ １２ —０ １标准 进 行 ，安装 Ｂ ｒ ０５２０
装置精馏部分特别是萃取 塔逐渐暴露 出一些 问 题 ，该塔分离出的三 甲胺产品质量不合格 ，产品 中二甲胺含量超标。为了彻底解决这一问题 ，公
中要求塔板水平度误差小于 ０ １ ．％，降液板垂直
度误 差 小于 ０ １ ．％。
司决定采用综合性能优异 的板式塔取代填料塔 ，
并且选用 了浮阀塔盘。针对萃取塔 的实际运行情
加回流 比等于降低 了塔 内萃取水 的浓度 ，减小了
三 甲胺对 一 、二 甲胺 的相对 挥发 度 ，因而会 造成
分离效果降低。同时 ，回流量过大 ，加热和冷却 介质的消耗亦增加。因此在实际的操作过程 中，
应 将 回流 比 Ｒ 控 制在 ２ ～３左 右 。
３ 运行 效果
萃取塔的控制主要是维持好塔本身的物料、 热量和气液平衡 ，三者相互影响。塔顶压力的稳 定是保证萃取塔正常运行 的关键 ，若压力波动 ， 就会破坏气液平衡 ，使 塔 的操作 处于不平衡 状