汽提塔设计
低分油汽提塔的工艺设计
第１３期 收稿日期：２０１８－０４－２４作者简介：王振华（１９８２—），男，工程师，主要从事石油化工设计工作。
低分油汽提塔的工艺设计王振华（中海油石化工程有限公司，山东青岛 ２６６０６１）摘要：本文主要讨论了加氢后的低分油汽提塔的工艺设计参数的优化过程。
首先，根据项目的目标要求，来确定选用蒸汽汽提塔还是再沸器汽提塔；然后确定塔的最佳进料塔板位置及最佳进料温度、最优塔板数量及确定了塔底再沸器的结构型式。
关键词：操作压力；进料温度；塔板数；再沸器中图分类号：ＴＥ９６２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１３－０１３３－０２ＰｒｏｃｅｓｓＤｅｓｉｇｎｏｆＳｔｒｉｐｐｅｒｆｏｒＯｉｌｆｒｏｍＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｌｄＳｅｐａｒａｔｏｒＷａｎｇＺｈｅｎｈｕａ（ＣＮＯＯＣＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０６１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｍａｉｎｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｌｏｗ－ｏｉｌｓｔｒｉｐｐｅｒｔｏｗｅｒ．Ｆｉｒｓｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔ＇ｓｔａｒｇｅｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｃｈｏｉｃｅｏｆｓｔｅａｍｓｔｒｉｐｐｅｒｏｒｒｅｂｏｉｌｅｒｓｔｒｉｐｐｅｒ；Ｔｈｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｔｏｗｅｒ＇ｓｏｐｔｉｍａｌｆｅｅｄｔｒａｙｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｕｍｆｅｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｎｕｍｂｅｒｏｆｔｒａｙｓ，ａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｂｏｔｔｏｍｒｅｂｏｉｌｅｒｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｆｅｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｎｕｍｂｅｒｏｆｔｒａｙｓ；ｒｅｂｏｉｌｅｒ 加氢装置中汽提塔的主要作用是将低分油中的短链烃类化合物（Ｃ１～Ｃ４）及Ｈ２Ｓ等组分汽提出来，以便馏分油进入下游的分馏塔生产出合格目标产品。
汽提塔的毕业设计
汽提塔的毕业设计汽提塔（Distillation Column）是化工工艺中常见的设备，用于分离混合物中的组分。
它是一种通过蒸馏过程将液体混合物中的不同组分分离的装置。
在化工工艺中，汽提塔的设计是非常重要的，因为它直接影响着生产过程的效率和经济性。
在我的毕业设计中，我选择了汽提塔的设计作为研究对象。
我的目标是设计一个高效、节能的汽提塔，以提高分离过程的效率和降低能源消耗。
为了实现这个目标，我将从以下几个方面展开研究。
首先，我将对汽提塔的结构进行优化。
汽提塔的结构包括塔板、填料和塔壳等部分。
我将通过对不同结构参数的优化设计，寻找最佳的结构组合，以提高传质和传热效率。
同时，我也将考虑塔板和填料的材料选择，以及塔壳的绝热设计，以减少能量损失。
其次，我将研究汽提塔的操作条件对分离效果的影响。
汽提塔的操作条件包括进料温度、进料流量、塔顶温度等参数。
我将通过模拟和实验研究，探究不同操作条件下汽提塔的分离效果，并找出最佳的操作条件组合。
这将有助于提高汽提塔的分离效率，减少废品产生。
此外，我还将研究汽提塔的控制策略。
汽提塔的控制策略包括塔顶压力控制、进料流量控制、温度控制等。
我将通过建立数学模型和仿真实验，研究不同控制策略对汽提塔操作的影响。
通过优化控制策略，可以提高汽提塔的稳定性和响应速度，从而提高生产效率。
最后，我将对汽提塔的能量消耗进行优化。
汽提塔的能量消耗主要来自于加热和冷却过程。
我将通过研究不同加热和冷却方式的能量消耗情况，找出最佳的能量供应方式。
同时，我也将考虑废热回收和能量再利用等技术，以降低能源消耗和环境影响。
通过以上研究，我希望能够设计出一个高效、节能的汽提塔，为化工工艺提供更好的分离解决方案。
同时，我也希望通过毕业设计的实践，提升自己的工程设计能力和创新思维。
汽提塔的设计是一个复杂而有挑战性的任务，我相信通过不断学习和努力，我能够完成一个出色的毕业设计，并为化工行业的发展做出贡献。
汽提塔及汽提塔塔板数计算课件
汽提塔塔板数计算过程及结果分析
计算过程
根据化工原理和实际生产经验，汽提塔的塔板数计算需要考虑原料性质、操作 条件、分离要求等因素。计算过程中，需要使用相关的公式和图表，如亨利定 律、塔板效率曲线等。
结果分析
通过计算，可以得到汽提塔的塔板数。根据结果分析，该化工企业选择的汽提 塔塔板数能够满足工艺要求，实现原料的有效提纯。同时，结果也表明该汽提 塔具有较高的分离效率和较低的能耗。
离心分离技术
离心分离技术适用于处理大流量、 低浓度的物质，但设备成本和维 护成本较高。未来，提高离心机 的性能和降低成本将是重要方向 之一。
谢谢您的聆听
THANKS
汽提塔在化工生产中应用广泛，例如用于分离液体混合物中的组分，回收和纯化气 体等。
汽提塔对于提高产品质量、降低能源消耗和减少环境污染等方面具有重要意义。
在石油化工和煤化工等领域，汽提塔也常用于气体分离和净化，以满足生产工艺要 求和环保标准。
02
汽提塔的工作原理
汽提塔内物质流程
原料油进入汽提塔
汽提塔的原料油从顶部进入，通过降液管分 配到各个塔板。
05
汽提塔的优化与改进建议
提高汽提塔分离效果的措施
选用高效塔板
采用高效塔板，如舌形塔板、波形板等， 能够提高汽提塔的分离效果。
增加塔板数量
增加塔板数量可以增加汽提塔的分离级数， 提高分离效果。
调整操作参数
通过调整汽提塔的操作参数，如温度、压 力、液气比等，可以优化分离效果。
降低汽提塔能耗的方法
04
汽提塔塔板数计算实例
某化工企业汽提塔的工艺流程及操作条件
工艺流程
该化工企业采用XX工艺，生产过程中需要使用汽提塔对原料 进行提纯。汽提塔的工艺流程包括原料进入、预热、汽提、 冷凝、回流等步骤。
汽提塔 蒸汽压-概述说明以及解释
汽提塔蒸汽压-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：汽提塔是化工领域常见的一种设备，用于从液体溶液中提取各种物质。
在汽提塔的操作过程中，蒸汽压扮演着重要的角色。
蒸汽压是指在一定温度下，液体表面的蒸气分子对外界施加的压强。
汽提塔中蒸汽压的变化会影响溶质物质的传递和分离过程，因此对蒸汽压的理解与控制至关重要。
本文将深入探讨汽提塔和蒸汽压的相关概念，以及它们在实际应用中的作用和意义。
通过本文的阐述，读者将能够更加全面地理解和应用汽提塔和蒸汽压技术。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括三个部分：引言、正文和结论。
1. 引言部分主要是对整篇文章进行概述和介绍，引出文章的主题和目的，让读者对文章有一个整体的了解。
2. 正文部分是文章的核心内容，包括汽提塔的定义、蒸汽压的概念以及汽提塔中蒸汽压的作用等内容，侧重于对相关知识进行详细阐述和分析。
3. 结论部分是对整篇文章进行总结，总结文章的主要内容和结论，并展望相关领域的未来发展方向，指明文章的意义和价值。
1.3 目的本文旨在探讨汽提塔与蒸汽压之间的关系，深入分析汽提塔中蒸汽压的作用机理，从而帮助读者更好地理解和应用这一概念。
通过对汽提塔和蒸汽压的定义和概念进行阐述，探讨它们在工业生产和化工过程中的重要性和应用价值。
希望本文内容能够为相关领域的工程技术人员和学生提供参考和启发，促进行业内的技术交流与发展。
同时，通过本文的阐述，也旨在让读者意识到蒸汽压在加工和生产过程中的关键作用，引起他们对于优化生产工艺和提高生产效率的思考和探索。
2.正文2.1 汽提塔的定义汽提塔，又称蒸馏塔，是一种用于进行气液分离和物质提纯的设备。
它常用于化工工艺中，特别是在石油化工和化工装备中广泛应用。
汽提塔通常由塔筒、塔板或填料、进料口、出料口、蒸汽进口和液态出口等部件组成。
汽提塔的工作原理是利用蒸汽的升华作用，在塔筒内建立起气相和液相之间的接触和传质过程。
在汽提塔中，通过蒸汽和液体在塔板或填料间的反复接触和传质，可使混合物中的不同组分根据其挥发性大小逐渐分离，从而实现物质的提纯。
CO2气提塔的气提过程原理结构和作用
CO2气提塔的气提过程\原理\结构和作用气提塔中气提过程：气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。
合成塔来的反应液，其中含氨：30.14％、二氧化碳：17.49％、尿素：34.49％。
通过合成塔出料调节阀HV201利用液位差进入气提塔上花板，每根气提管上部有一液体分布器，当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。
随着阀开度的改变，分布器上液层高度也改变。
负荷高，液层高，流过小孔流量大，反之即小。
当液体下流后与下部来的二氧化碳气体相遇，首先是游离氨被逐出，再向下是甲铵分解即以两个氨分子一个二氧化碳分子这样的比例分解出来。
由于管外有压力为2.0MPa左右，温度为230℃的中压饱和蒸气供给热量，使分解反应能够不断进行。
气提过程之所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。
这样氨一直可以被分解出来，而二氧化碳则是由于化学平衡关系，当减低气相氨的浓度后，反应向左进行。
在加热和汽提的联合作用下，使尿素、氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳，并随气体介质一起从液体分布器上部的升气管出去进入高压甲铵冷凝器。
底部出来的尿素溶液送入后系统进一步减压分解其中的氨基甲酸铵。
气提塔中气提原理汽提是以一种气体通过反应混合物，从而降低另一种或几种气体的分压，使离解压力降低的过程。
所谓二氧化碳气提就是一种气体通过反应物，从而降低气相中氨和(或)二氧化碳的分压，使甲铵分解。
甲铵分解的反应方程式：NH2COONH4 (液) ＝ 2NH3 (气) + CO2 (气) －Q这是一个可逆吸热体积增大的反应，只要能提供热量、降低压力或降低气相中NH3和CO2某一组分的分压，都可以使反应向着甲铵分解的方向进行，以达到分解甲铵的目的。
采用液态甲铵的生成或分解来说明：2NH3(液)+CO2(液) = NH2COONH4(液)溶液中氨和二氧化碳与气相中的氨和二氧化碳处于平衡，假设它们分别符合拉乌尔与亨利定律，则有：PNH3 = P0NH3?〔NH3〕(液) PCO2=HCO2?〔CO2〕(液) PNH3 --- 溶液中氨的平衡分压PCO2 --- 溶液中二氧化碳的平衡分压P0NH3 ---- 纯氨的饱和蒸汽压HCO2 ---- 二氧化碳的亨利系数〔NH3〕(液) -- 液相中氨分子分率〔CO2〕(液) -- 液相中二氧化碳分子分率由上述各式可知：当用二氧化碳为气提剂时，气相中的氨分压趋近于零，则液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压，故液相中的氨不断汽化逸出，液相中〔NH3〕(液)降低，反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。
绝热硝化简介
硝基苯装置绝热硝化反应的简史苯的绝热硝化的概念是杜邦在大约50 年前所申请的美国专利文献中提出来的。
当时所述的工艺是一间歇式硝化反应, 即在一个反应罐中, 通过搅拌和使用非常过量的硫酸进行硝化反应, 然后通过一个真空闪蒸浓缩器把剩余未反应的硫酸浓缩。
该工艺的特点是其较低的能耗, 因为硝化反应的反应热被用来浓缩反应后的硫酸溶液, 以及过程本身的安全性。
硫酸既是催化剂, 传热的载体。
随后苯的连续的绝热硝化工艺被提出和开发应用。
NORAM 公司独立完成的工作导致了亲电反应器的开发和应用, 并成功地使得5个世界级规模的生产装置成功地达到了满负荷的运行, 包括在英国Wilton的ICI 聚胺酯装置(现名为Huntsman聚胺酯装置), 然后是最近的德国Uerdingen 的Bayer 公司。
而前者则是目前世界上最大的MNB 生产装置。
该装置的反应器系统证明是硝化反应系列最可靠性能的简化。
并大大增加了该工艺本身的安全特征。
与传统的系统相比, 亲电子反应器的硝化系统提供一个显著的和增加的反应速率, 不仅通过在所选择的工艺条件下进行协调操作, 可以遏制副产品的生产, 而且该系统中没有转动部件, 这样就极大地减少了装置在日后运行中的维修工作量和开支。
通过强大的试验装置和工业规模装置的工作, NORAM 还掌握了一些关键的, 能够控制异相系统中硝化速率的工艺参数。
这导致了对硝化反应的化学和所涉及的反应动力学过程都有了一个崭新的和先进的理解。
关于亲电子反应器系统和在新的工艺条件下的使用, 在美国和欧洲都申请了专利保护。
MNB 工艺说明概述该装置包括了NORAM 的专利设备亲电子反应器和工艺系统,以及硫酸闪蒸器(SAFE) 和产品净化系统的专有设计。
亲电子反应器的具体设计又加强了工艺过程的内在安全特性。
此反应器和其柱塞流特征, 与传统搅拌式反应器相比, 提供了一个非常快的反应速率。
新近的对反应器设计的改进和该善, 特别是对喷射冲击部件的安放, 更是进一步增加了反应的动力。
汽提塔设计
汽提塔设计汽提塔设计一、操作条件二、汽提塔设计计算1、悬浮液加入量悬浮液进料量： (12m3/hr) 悬浮液比重：m3悬浮液固含量： 32% (我们的实际实际值是 %左右)则每小时进料悬浮液内PVC含量12×32%=hr2、水蒸气流通量塔顶蒸汽通常以每小时悬浮液加料量3-5%来调节本设计采用4%来调节P=, 水蒸气t=℃, 比容kg则水蒸气通量%=hr3、水蒸气体积流量=hr4、气液量比12==405、蒸汽消耗定额（以每T PVC计）每小时PVC树脂量： hr (绝干物料量)每小时蒸汽通量： hrO(g)/T PVC（绝干）蒸汽消耗定额：= H26、回收单体最大量由物料衡算可知：回收VCM量： T PVC =hr圆整到62kg/hr塔顶压力：8104Pa，此时VC的分压则 P=2600PaVC=80000-2600=×104Pa此时水蒸气分压：PH2OPV=nRThr 塔顶62℃7、塔顶蒸汽通量每小时蒸汽通量： hr塔顶水蒸气分压：×104Pa 蒸汽的比容：kg 假设此时蒸汽全部汽化随VC进入冷凝系统蒸汽通量: ×=hr8、塔顶混合蒸汽总量+=hr9、塔径、开孔率、孔径计算（1）塔径计算，取空塔气速 s(2) 塔高计算取塔板40块，以保证分离效率，板间距取400mm①塔顶空间考虑到气提夹带PVC露状粒子，为了让其自由沉降下来，取塔顶空间，即②塔底空间塔底出料时，树脂停留时间不宜过长，本设计取停留时间为2分钟V=12×2/60=V= =为便于控制液面波动，而应留有余量，本设计取塔底空间H=③塔高计算H=×40++=(3) 开孔率、孔径的计算、孔间距查《聚氯乙烯工艺学》取孔径16mm，开孔率取Φ=10%每块板上的孔数=×10%=563个孔间距φ用10代，则t=（4）塔主要参数塔径（mm） 1200塔高(mm) 17300孔径（mm） 16孔数 56310、小孔气速=s三、汽提塔热量衡算浆料中 GH2O =h 水蒸汽 GH2O（g）=530kg/hGPVC=h塔底出料 GPVC=3813kg/hGH2O=h1、进入汽提塔的热量Q进（1）浆料带入的热量Q1t1=75℃ Cp(H2O)=kg.℃Cpvc= kJ/kg.℃解得： Q1= Cpvc. + CpH2O.=××75+××75=×106kJ/h(2) 蒸汽带入的热量Q2蒸汽t2=℃汽化潜热H=kgCp(H2O)=kg.℃ t3=102℃ Cp(H2O)=kg.℃Q2= GH2O（g）H+ GH2O（g）CpH2O(t2-t3)=530×+530×+/2×=×106kJ/hQ进=Q1+Q2=×106 kJ/h2、汽提塔带走的热量Q出浆料带走的热量t3=102℃ Cp(H2O)=kg.℃Cpvc= kJ/kg.℃Q3= Cpvc. + CpH2O.=×3813×102+××102=×106kJ/h热损失，取热损失为进料量的1%Q损=1%×（Q1+Q2）=×104kJ/h塔顶蒸汽带走热量Q4Q1+Q2=Q3+Q4+Q损Q4=×××104=×104kJ/h 塔顶冷凝管所需冷水量Q Q传=Q4T=35℃ Cp(H2O)=kg.℃ρH2O=m3冷却水 t进=30℃ t出=40℃W冷却水=Q4/CpΔt=。
化工原理汽提塔设计解析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽提塔设计
汽提塔设计
一、操作条件
二、汽提塔设计计算
1 、悬浮液加入量
悬浮液进料量：12112.7kg （12m3/hr）悬浮液比重： 1.099T/m3 悬浮液固含量：32% （我们的实际实际值是35.4%左右）则每小时进料悬浮液内PVC含量
12X 32%1.099=4.22T/hr
2 、水蒸气流通量
塔顶蒸汽通常以每小时悬浮液加料量3-5%来调节
本设计采用4%来调节
P=0.2MPa, 水蒸气t=119.6 °C,比容0.903m3/kg
则水蒸气通量
121.0994%=0.53T/hr
3 、水蒸气体积流量
0.903530=478.6m3/hr
4 、气液量比
478.6/12=39.88=40
5 、蒸汽消耗定额（以每T PVC计）
每小时PVC树脂量：3.76T/hr （绝干物料量）
每小时蒸汽通量：0.53T/hr
蒸汽消耗定额：0.53/3.76=0.141T H2O（g）/T PVC （绝干）
6 、回收单体最大量
由物料衡算可知：回收VCM量：16.49kg/T PVC 3.76=62.0024kg/hr 圆整到62kg/hr
塔顶压力：8104Pa,此时VC的分压
则PVC=2600Pa
此时水蒸气分压：PH20=800002600=7.74 X 104Pa
PV=nRT
1063.1m3/hr 塔顶62C
7 、塔顶蒸汽通量
每小时蒸汽通量：0.53T/hr
塔顶水蒸气分压：7.74X104Pa 蒸汽的比容： 2.176m3/kg 假设此时蒸汽全部汽化随
VC进入冷凝系统
蒸汽通量: 0.53 X2.1761000=1153.3m3/hr
8 、塔顶混合蒸汽总量
1063.1+1153.3=2216.4m3/hr
9 、塔径、开孔率、孔径计算
(1) 塔径计算，取空塔气速0.6m/s
(2) 塔高计算
取塔板40 块，以保证分离效率，板间距取400mm
①塔顶空间
考虑到气提夹带PVC露状粒子，为了让其自由沉降下来，取塔顶空间0.6D,即0.8m
②塔底空间
塔底出料时，树脂停留时间不宜过长，本设计取停留时间为2分钟
V=12X 2/60=0.4m3
V= =0.354m
为便于控制液面波动，而应留有余量，本设计取塔底空间H=0.5m ③ 塔高计算
H=0.4X40+0.8+0.5=17.3m
(3) 开孔率、孔径的计算、孔间距
查《聚氯乙烯工艺学》取孔径16mm开孔率取①=10%每块板上的孔数
=1.22/0.0162 X 10%=563 个
孔间距0用10代，则t=48.2mm
（4）塔主要参数
塔径( mm) 1200
塔高(mm) 17300
孔径( mm) 16
孔数563
10 、小孔气速
=5.44m/s
三、汽提塔热量衡算
浆料中GH2O=8202.7kg/h 水蒸汽GH2O(g)=530kg/h
GPVC=3824.3kg/h
塔底出料GPVC=3813kg/h
GH2O=8202.3kg/h
1 、进入汽提塔的热量Q 进
( 1 ) 浆料带入的热量Q1
t仁75 C Cp(H2O)=4.184kJ/kg. C
Cpvc=1.839 kJ/kg. C
解得：Q1= Cpvc. Gpvc.t1+ CpH2O. GH2O.t1
=1.839 X 3824.3 X 75+4.184 X 8202.7 X 75 =3.1 X 106kJ/h
(2) 蒸汽带入的热量Q2
蒸汽t2=120.27 C 汽化潜热H=2199.10kJ/kg
Cp(H2O)=4.247k J/kg. C t3=102 C Cp(H2O)=4.216kJ/kg. C Q2= GH2O(g)H+ GH2O g)CpH2O(t2-t3)
=530X 2199.10+530X (4.216+4.247)/2 X (120.27 -102) =1.21 X 106kJ/h
Q 进=Q1+Q2=4.3X 106 kJ/h
2 、汽提塔带走的热量Q出浆料带走的热量t3=102 C Cp(H2O)=4.216kJ/kg. C Cpvc=1.839
kJ/kg. C
Q3= Cpvc. Gpvc.t3+ CpH2O. GH2O.t3
=1.8392 X 3813X 102+4.216 X 8202.7 X 102=4.24 X 106kJ/h 热损失，取热损失为进料量的1%
Q 损=1%<( Q1+Q2 =4.31 X 104kJ/h
塔顶蒸汽带走热量Q4
Q1+Q2=Q3+Q4+Q 损
Q4=4.31X106-4.24X106-4.31 X104=2.69X104kJ/h 塔顶冷凝管所需冷水量Q Q 传=Q4
T=35C Cp(H2O)=4.167kJ/kg. C
p H2O=993.95kg/m3
冷却水t进=30C t出=40C
W 冷却水=Q4/Cp A t=。