精馏塔(板式)设计 (1)..
精馏塔设计
精馏塔设计目录§ 1 设计任务书 (1)§ 1.1 设计条件 (1)§ 2 概述 (1)§ 2.1 塔型选择 (1)§ 2.2 精馏塔操作条件的选择 (3)§ 2.3 再沸器选择 (4)§ 2.4 工艺流程 (4)§ 2.5 处理能力及产品质量 (4)§ 3 工艺设计 (5)§ 3.1 系统物料衡算热量衡算 (5)§ 3.2 单元设备计算 (9)§ 4 管路设计及泵的选择 (28)§ 4.1 进料管线管径 (28)§ 4.2 原料泵P－101的选择 (31)§ 5 辅助设备的设计和选型 (32)§ 5.1 贮罐 (32)§ 5.2 换热设备....................................................................................... 34 § 6 控制方案 (34)附录1~ (35)参考文献 (37)后记 (38)§1 设计任务书§1.1 设计条件工艺条件：饱和液体进料，进料量丙烯含量x f =65%（摩尔百分数） 塔顶丙烯含量D x =98%，釜液丙烯含量w x ≤2%，总板效率为0.6。
操作条件：建议塔顶压力1.62MPa （表压）安装地点：大连§2 概述蒸馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的应用。
其中，简单蒸馏与平衡蒸馏只能将混合物进行初步的分离。
为了获得较高纯度的产品，应使得混合物的气、液两相经过多次混合接触和分离，使之得到更高程度的分离，这一目标可采用精馏的方法予以实现。
精馏过程在能量剂驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分由液相向气相转移，难挥发组分由`气相向液相转移，实现原料中各组分的分离。
苯―甲苯精馏分离板式塔设计
板式精馏塔设计任务书设计者：班级学号：指导老师：日期：一、设计题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计设计一座苯―氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯28000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯30%（以上均为质量分数）二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（氯苯）20000吨/年塔顶馏出液含氯苯≤2%塔顶馏出液含苯%≥98塔底釜残液含氯苯%≥998.塔底釜残液含苯%≤2.0产品纯度99.8%操作周期7200小时/年进料组成50%塔效率60%2、操作条件操作压力常压（表压）进料热状态泡点进料回流比 2塔底加热蒸气压力0.5MP（表压）单板压降：≤0.7 kPa3、塔板类型筛板4、工作日每年300天每天24小时连续运行5、厂址三、设计内容：1、精馏塔的物料衡算；2、塔板数的确定；3、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5、塔板主要工艺尺寸的计算；6、塔板的流体力学验算；7、塔板负荷性能图；8、精馏塔接管尺寸计算；9、绘制生产工艺流程图；10、绘制精馏塔设计条件图；11、绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）；12、对设计过程的评述和有关问题的讨论。
四、设计基础数据其他物性数据可查相关手册目录1.精馏塔的概述 (4)1.1塔设备的类型 (4)1.2塔设备的性能指标 (4)1.3 板式塔与填料塔的比较 (5)1.4精馏原理 (5)2．设计标准 (6)3.设计方案的分析和拟订 (6)4.各部分结构尺寸的确定和设计计算 (6)4.1.设计方案的确定 (6)4.2.精馏塔的物料衡算 (8)4.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (9)4.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9)4.2.3物料衡算 (9)4.3.塔板数的确定 (10)4.3.1理论板层数NT的求解 (10)4.3.2实际板层数的求取 (12)4.4.精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)4.4.1 精馏段操作压力计算 (12)4.4.2提馏段操作压力的计算 (12)4.4.3操作温度计算 (13)4.4.4平均摩尔质量计算 (13)4.4.5平均密度的计算 (14)4.4.6液体平均表面张力计算 (15)4.4.7液体平均黏度的计算 (16)4.5.精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (16)4.5.1.塔径的计算 (16)4.5.2精馏塔有效高度的计算 (18)4.6.塔板主要工艺尺寸的计算 (18)4.6.1溢流装置计算 (18)4.6.2塔板布置 (19)4.7.筛板的流体力学验算 (21)4.7.1塔板压降 (21)4.7.2液面落差 (22)4.7.3液沫夹带 (22)4.7.4液漏 (22)4.7.5.液泛 (23)4.8.塔板负荷性能图 (23)4.8.1漏液线 (23)4.8.2液沫夹带线 (24)4.8.3液相负荷下限线 (25)4.8.4液相负荷上限线 (25)4.8.5液泛线 (25)五、设计小结 (28)六、参考资料 (29)设计说明书一、精馏塔的概述1.1塔设备的类型设备塔是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的汽液传质设备。
苯甲苯板式精馏塔课程设计
课程设计：苯甲苯板式精馏塔操作一、课程介绍苯甲苯板式精馏塔是一种利用热量和物理分离的设备，可以有效地将混合物中的不同成分分离出来，从而获得高纯度的产品。
苯甲苯板式精馏塔是一种常见的精馏设备，它主要由精馏塔、热交换器、热源、液位控制器、压力表、温度计、液位计、流量计等组成。
本课程主要介绍苯甲苯板式精馏塔的操作，包括精馏塔的结构、工作原理、操作流程等。
本课程旨在帮助学员了解苯甲苯板式精馏塔的操作，使学员能够熟练操作苯甲苯板式精馏塔，从而获得更高的精馏效率。
二、课程内容1.精馏塔结构苯甲苯板式精馏塔由上下两个容器组成，上部容器用于装载混合物，下部容器用于收集分离出来的混合物。
精馏塔内部装有多层苯甲苯板，苯甲苯板上有多个孔，孔的大小可以根据混合物的不同而定制，以保证混合物的有效分离。
2.工作原理苯甲苯板式精馏塔的工作原理是将混合物在精馏塔内部的苯甲苯板上分离，当混合物通过苯甲苯板时，由于不同成分的沸点不同，热量的作用下，混合物中的不同成分会在苯甲苯板上分离出来，分离出来的不同成分会流入上下两个容器，从而实现混合物的有效分离。
3.操作流程（1）检查精馏塔：检查精馏塔内部的苯甲苯板是否完好，检查精馏塔的连接件是否完好，检查精馏塔的控制系统是否正常。
（2）操作热源：操作热源，使混合物在苯甲苯板上面的温度达到预定的温度，以保证混合物的有效分离。
（3）操作精馏塔：操作精馏塔，使混合物在苯甲苯板上分离，分离出来的不同成分会流入上下两个容器，从而实现混合物的有效分离。
（4）检查分离效果：检查分离出来的混合物是否符合要求，如果不符合要求，可以根据实际情况调整操作参数，以获得更好的分离效果。
三、课程结束苯甲苯板式精馏塔的操作是一项复杂的工作，需要经过系统的培训和实践，才能熟练操作。
本课程的主要内容是介绍苯甲苯板式精馏塔的操作，包括精馏塔的结构、工作原理、操作流程等，帮助学员了解苯甲苯板式精馏塔的操作，使学员能够熟练操作苯甲苯板式精馏塔，从而获得更高的精馏效率。
苯甲苯精馏塔设计课程设计(1)
西北师范大学化工原理课程设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计前言课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学内容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。
通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。
此次化工原理设计是精馏塔的设计。
精馏塔是化工生产中十分重要的设备，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。
在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔内，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。
冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。
塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质传热过程，使混合物达到一定程度的分离。
精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。
该过程是同时进行传热、传质的过程。
为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。
由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。
课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。
通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。
更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。
当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。
课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。
更为将来打下一个稳固的基础。
虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的谢意。
筛板塔精馏工艺设计
化工原理课程设计–––––分离苯和甲苯的板式精馏塔的设计学院：化学与环境工程学院学号：专业班级:高材10902 班学生姓名: 李小龙指导老师：石东坡老师一、设计任务1.1. 设计题目苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计1.2. 原始数据年处理量：35000吨料液浓度：55%（苯的质量分率）塔顶产品浓度：98.5%(苯的质量分率）塔底釜液的甲苯浓度不低于98%每年实际生产330（一年中有一个月检修）塔顶压强：4kPa塔底冷却水温：30℃饱和水蒸气压力：250kPa1.3. 设备形式设备类型：筛板塔1.4. 设计内容1、设计方案的确定及流程的说明2、塔的工艺计算3、塔和塔板主要工艺尺寸的设计(1)、塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定(2)、塔板的流体力学验算(3)、塔板的负荷性能图4、设计结果汇总一览表二、设计方案的确定2.1. 设计方案的说明本设计任务为分离苯—甲苯混合液。
对于二院混合物的分离，应采用连续精馏流程。
设计中采用泡点进料，将原料液经预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝。
冷凝器在泡点下一部分回到塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送到储存罐。
该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比是最小回流比的两倍。
塔釜采用间接加热法，塔顶产品冷却送到储存罐。
2.2. 设计流程的说明精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷凝器等设备。
热量自釜底输入，物料在塔内经多次部分汽化与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器的介质将余热带走。
在此过程中热能的利用率很低，为此，在确定流程的过程中应考虑余热的作用。
另外，为保持塔的稳定性，流程中除采用用泵直接输送原料外，还可以采用高位槽送料避免泵的操作波动影响。
板式精馏塔工艺流程图请根据设计条件设计一座筛板塔完成苯-甲苯二元混合液的精馏分离，要求：1.年产纯度为98.5%的苯35000t/a2.塔底釜液中含甲苯不低于98%3.原料液中含苯为55%（以上均为质量分数）4.塔顶压力4kPa（表压）5.进料热状况自选，回流比自选6.饱和水蒸汽压力2.5kgf/cm3（表压）7.料液初温为35o c，冷却水进口温度为30o c8.年工作日330天，每天24h连续运行基础数据(1) 全塔效率E T选用E T=0.17-0.616lgμm公式计算。
化工原理课程设计精馏板式塔的设计
确保停留时间大于或等于3～5s，这样使得溢流中的泡沫有足够的时间在降
液管中分离。
（27）
⑤ 降液管底隙高度hb：
（28）
• 采用合适的回流比； • 蒸馏系统的合理设置，如采用中间再沸器和中间 冷凝器的流程，可以提高精馏塔的热力学效率。
3.板式精馏塔的工艺计算
釜。 （1） （2）
得出：
3.1物料衡算及操作线方程
• 常规塔：一处进料和塔顶、塔底各有一个产品，塔釜间接蒸汽加热的精馏
（3）
（4）
式中：F、D、W——分别为原料液、馏出液和釜残液流量，kmol/h；
2.2进料状态的选择
• • • • • • •
进料状态以进料热状态参数q表示，有五种进料状态； q>1.0时，为低于泡点温度的冷液进料； q＝1.0时，为泡点下饱和液体； q＝0时，为露点下的饱和蒸气； 1>q>0时，为介于泡点和露点间的气液混合物； q<0时，为高于露点的过热蒸气进料。 为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精、提馏段采 用相同塔径以便于制造，则采用饱和液体（泡点）进料， 但需增设原料预热器。
• 4、塔的负荷性能图（放在说明书的流体力学验算后、用 标准坐标纸绘制）
2.设计方案的确定
2.1操作压力
精馏操作可以在常压、减压和加压下进行。
除热敏性物料外，凡通过常压精馏即可实现分离要 求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的 系统，都采用常压精馏；
对热敏性物料或混合物沸点过高的系统，宜采用减 压精馏； 常压下成气态的物料必须采用加压精馏。
精馏塔工艺设计
精馏塔工艺设计1.精馏塔的基本原理精馏塔是一种常用于物质分离和纯化的设备，其基本原理是利用物质在不同温度下的沸点差异，将混合物分解为不同组分，并通过塔内的填料或板式结构增大接触面积，加强挥发与冷凝过程，从而使得不同组分得以分离。
2.精馏塔的主要组成部分精馏塔主要由塔本体、塔底、塔顶、塔盘（或填料层）和适当的分离器等组成。
其中，塔本体是由塔筒、塔筒下口和塔筒上口组成的，分别连接塔底和塔顶；塔底用于收集和排出产物，在塔底上通常设置有塔底泵和塔下热交换器；塔顶用于收集和排出残留溶剂，在塔顶上通常设置有塔顶泵和塔上热交换器；塔盘是精馏塔中最重要的结构部分之一，可以通过安装适当数量和类型的塔盘来实现物质的分离和纯化。
3.精馏塔工艺设计的步骤(1)确定物料和产品的性质，包括物料的组分、沸点、密度等参数。
(2)确定精馏塔的结构参数，包括塔筒的高度、直径，塔盘或填料的类型和数量等。
(3)选择塔盘或填料层的类型，常用的塔盘有平板、筛板和高效塔盘等，填料常用的有多孔球状填料、环形填料等。
(4)进行物料的传热计算和传质计算，确定加热和冷凝负责的供热、供冷条件。
(5)进行模拟计算和优化设计，通过模拟计算不同操作条件的分离效果，优化设计以达到预期的纯化效果。
(6)确定塔盘或填料层的布置方式和间距。
(7)进行适当的增塔试验或小型试验，验证设计方案的可行性。
(8)绘制工艺流程图和设备布置图，编写相关设计报告。
4.精馏塔工艺设计的注意事项(1)需要确保精馏塔结构的合理性，根据物料的性质选择合适的处理方式以提高分离效果。
(2)需要根据物料的特性选择合适的塔盘或填料材料，以提高传质传热效率。
(3)需要考虑塔顶和塔底的设计，确保能够有效收集和排出产物。
(4)需要进行适当的模拟计算和小型试验，以验证设计方案的可行性。
(5)需要综合考虑工艺的安全性、经济性和环境友好性，选择合适的操作条件和设备配置。
综上所述，精馏塔工艺设计是一项复杂的工作，需要综合考虑物料的性质、塔盘或填料的选择、传质传热条件的计算、设计方案的模拟计算和试验验证等多个因素，以实现物质的分离和纯化。
精馏塔设计说明书(最全)
引言塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。
本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。
设计方案的确定和流程说明1.塔板类型精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。
本设计采用浮阀塔板。
2. 加料方式加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
故本设计采用泵直接加料。
3. 进料状况进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。
对于冷液进料，当进料组成一定时，流量也一定，但受环境影响较大；而采用泡点进料，不仅较为方便，而且不受环境温度的影响，同时又能保证精馏段和提馏段塔径基本相等，制造方便。
故本设计采用泡点进料。
4. 塔顶冷凝方式苯和甲苯不反应，且容易冷凝，故塔顶采用全凝器，用水冷凝。
塔顶出来的气体温度不高，冷凝后的回流液和产品无需进一步冷却，选用全凝器符合要求。
5. 回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。
本设计所需塔板数较多，塔较高，为便于检修和清理，回流冷凝器不适宜塔顶安装，故采用强制回流。
6. 加热方式加热方式分为直接蒸气和间接蒸气加热。
直接蒸气加热在一定回流比条件下，塔底蒸气对回流液有稀释作用，从而会使理论塔板数增加，设备费用上升。
故本设计采用间接蒸气加热方式。
7. 操作压力苯和甲苯在常压下相对挥发度相差比较大，因此在常压下也能比较容易分离，故本设计采用常压精馏。
化工原理设计---苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
化工原理设计---苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计课程设计题目——苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计一、设计题目某化工厂每天需将75吨含苯45%的苯—氯苯混合物用连续蒸馏方法分离成含苯96%的馏出液及含氯苯98%的釜液(均为质量百分数)供有机合成之用。
试设计一精馏塔来完成该分离任务；原料温度为20℃。
二、操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.20℃进料；3.回流比自定（取2.4Rmin ）；4.塔釜加热蒸汽压力506kPa（表压）；5.单板压降不大于0.7kPa；6.每天24小时连续运行。
三、设计内容1.设计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；4.塔内流体力学性能的设计计算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.设计计算结果一览表；7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据1.组分的饱和蒸汽压i（mmHg）温度，（℃）80 9010111213131.8ip苯760 1025 1350 1760 2250 2840 2900氯苯 148205293400543719760注：1mmHg=133.322Pa 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 温度，（℃）80 90 100 110 120 130ρ苯 817 805 793 782 770 757 氯苯1039102810181008997 985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A1886.113.912-=ρ氯苯 t B0657.14.1124-=ρ式中的t 为温度，℃。
3.组分的表面张力σ（mN/m ） 温度，（℃）80 85 110 115 120 131 σ苯21.2 20.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力mσ可按下式计算：AB B A BA m x x σσσσσ+=（BAx x 、为A 、B 组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。
设计实例(板式塔)
率控制。
漏液现象
控制阀孔动能因数在5~6之间。
浮阀塔的负荷性能图
• 雾沫夹带线：指控制ev=0.1kg液/kg气时的Vs—— Ls之间关系
浮阀的开度与阀孔处气相的动压有关，动压的大 小取决于气体的速度与密度。
即动能因数：由动能因数作为衡量气体流动时动压 大小的指标
F uo v
• F0——气体通过阀孔v时的动能因数 • uο————气体通过阀孔时的速度m/s • ρν————气体密度kg/m3
排孔要求
1、排孔图（鼓泡区）：排完之后的总孔数与算得的N相近，并 按实排数目重算阀孔气速，核算阀孔动能因数F0。若F0在9~12 范围内，即可认为作图得出的阀数能够满足要求。否则应调整孔 矩、阀数，重新作图，反复计算。 2、也可根据已算出的阀数及溢流装置尺寸等，用作图法求出所 需的塔径，并与最初估算的塔径相比较，经反复调整有关参数， 直到作图所得出的塔径与最初估算的塔径相符为止。 3、最后核算开孔率是否合适，否则前述过程重算。 开孔率：对于常压塔或减压塔开孔率在10~14%之间，
常压和减压塔---如塔板压降不是很大,工艺计算时假定全塔各处压力相等-误差不大.
减压塔---压力分布与塔板的结构形式,气液负荷,气液物性等多种因素有关, 很难计算,一般先假设再较核.多次试差. .
精馏方案的选定
2.进料状态
原则讲,要使回流在全塔发挥作用,全部冷量应该加在 塔顶,全部热量加在塔底.但实际设计时应该考虑设备 费和操作费问题及操作平稳等多种因素.
热敏性和高沸点的物料-----减压操作.P降低,相对挥