丙酮-水连续精馏塔设计说明书吴熠

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丙酮_水化工原理课程设计报告书

1. 设计方案简介

1.1设计方案的确定

本设计任务为分离丙酮—水混合物提纯丙酮，采用连续精馏塔提纯流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过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，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

1.2 操作条件和基础数据

进料中丙酮含量（质量分率） 35%；

产品中丙酮含量（质量分率） 99%；

塔釜中丙酮含量（质量分率）不大于0.04；

进料量 F=2000kg/h；

操作压力塔顶压强为常压

进料温度泡点；

1.3工艺流程图

2.精馏塔的物料衡算

2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率

丙酮的摩尔质量 M

=58.08kg/kmol

水的摩尔质量 M

=18.02kg/kmo l

x F =

56.0

=0.143

x D =

=0.968

x W =

69.0

40.0

=0.013

2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

=0.143×58.08+（1-0.143）×18.02=23.75kg/kmol

=0.968×58.08+（1-0.968）×18.02=56.80kg/kmol

=0.013×58.08+（1-0.013）×18.02=18.54kg/kmol 2.3 物料衡算

丙酮-水终极版

第一章设计方案的确定

1.1操作压力 (7)

1.2进料状态 (7)

1.3加热方式 (7)

1.4冷却剂与出口温度 (8)

1.5流程示意图 (8)

第二章设计计算

2.1精馏塔的物料衡算 (9)

2.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率 (9)

2.1.2原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量 (9)

2.1.3塔顶产品产量,塔釜液量及加热蒸气汽量的计算 (9)

2.2塔板数的确定 (10)

2.2.1操作温度计算及理论板层数

N的求取 (10)

2.2.1.1有手册查的丙酮—水物系的气液平衡数据： (10)

2.2.1.2操作回流比和理论板数的确定 (11)

2.2.1.3精馏段和提留段操作线方程的确定 (11)

2.2.2实际板层数的求取 (12)

E (13)

2.2.2.1全塔效率

2.2.2.2实际塔板数

N (14)

2.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14)

2.3.1精馏段与提馏段体积流量 (14)

2.3.1.1精馏段 (14)

2.3.1.2提馏段 (16)

2.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17)

2.4.1塔径的计算 (17)

2.4.1.1精馏段的塔径 (17)

2.4.1.2提馏段的塔径 (18)

2.5塔板主要工艺尺寸的计算 (19)

2.5.1溢流装置计算 (19)

2.5.1.1堰长W l (19)

2.5.1.2 溢流堰高度 (19)

2.5.1.3弓形降液管宽度d W 和降液管的面积f A (21)

2.5.1.4降液管的底隙高度o h (22)

2.5.2塔板布置 (22)

2.5.2.1塔板的分布 (22)

丙酮-水筛板精馏塔设计

任务书

化工原理课程设计任务书

专业班级设计人

一、设计题目

分离丙酮—水混合液（混合气）的筛板精馏塔

二、设计数据及条件

生产能力：年处理丙酮-水混合液（混合气）：9.0 万吨（开工率300天/年）；原料：丙酮含量为40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶丙酮含量不低于（不高于）97.5 %；

塔底丙酮含量不高于（不低于） 2.0 %。

建厂地址：沈阳

三、设计要求

（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：

1、前言；

2、流程的确定和说明（附流程简图）；

3、生产条件的确定和说明；

4、精馏（吸收）塔的设计计算；

5、附属设备的选型和计算；

6、设计结果列表；

7、设计结果的讨论与说明；

8、注明参考和使用的设计资料；

9、结束语。

（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图）

（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图（坐标纸）

四、设计日期：2013 年03 月07 日至2013 年04 月07 日

前言

化工生产过程中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足存储、运输。加工和使用的要求，时常将这些混合物分离为较纯净的物质。

精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量驱动下，使气、液两相多次接触和分离，利用各组分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，实现原料混合物中各组分分离，该过程是同时进行传热传质过程。本次设计任务为设计一定处理量的分离苯—氯苯混合物的精馏塔。

板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（20%—40%），塔板效率（10%—50%），而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。而在板式精馏塔中，筛板塔有结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，浮阀塔的80％左右，处理能力大等优点，综合考虑更符合本设计的要求。

丙酮-水板式精馏塔设计说明书

摘要 ....................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................... II 引言 (1)

第1章设计条件与任务 (2)

1.1设计条件 (2)

1.2设计任务 (2)

第2章设计方案的确定 (3)

第3章精馏塔的工艺设计 (4)

3.1全塔物料衡算 (4)

3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (4)

3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (4)

3.1.3物料衡算进料处理量 (4)

3.1.4物料衡算 (4)

3.2实际回流比 (5)

3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (5)

3.2.2操作线方程 (6)

3.2.3汽、液相热负荷计算 (6)

3.3理论塔板数确定 (6)

3.4实际塔板数确定 (7)

3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (8)

3.5.1操作压力计算 (8)

3.5.2操作温度计算 (9)

3.5.3平均摩尔质量计算 (9)

3.5.4平均密度计算 (10)

3.5.5液体平均表面张力计算 (10)

丙酮和水连续精馏塔的设计

化工原理设计任务书

设计题目：丙酮－水二元物料板式精馏塔

设计条件：

常压： 1p atm =

处理量： 60000吨/年

进料组成： 25%丙酮，75%水（质量分率，下同）

馏出液组成：0.965D X =

釜液组成：馏出液 99%丙酮，釜液2%丙酮

塔顶全凝器泡点回流

回流比： R=1.5Rmin

加料状态： 1.0q =

单板压降： 0.7a kp ≤

设计任务：

完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。

画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。

写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。

摘要

利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制

原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。

在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。

在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，

精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的分离时，始终能保证一定的传质推动力。所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。

丙酮-水的填料塔分离毕业设计论文

精馏塔的工艺条件及有关物性数据

1. 设计方案简介 (1)

1.1设计的方案 (1)

1.2设计工艺 (1)

1.3设计内容 (1)

2. 工艺计算 (1)

2.1 .1水和丙酮物性数据 (1)

2.1.2全塔物料衡算 (2)

2.1.3塔板数的确定 (2)

2 .1.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (2)

2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (3)

2.2.1 塔径的计算 (3)

2.2.2塔高的计算 (5)

2.2.3 塔板压降计算 (7)

2.2.4塔板负荷性能图 (8)

3. 辅助设备的计算及选型 (8)

3.1 填料支承设备 (9)

3.2填料压紧装置 (9)

3.3液体再分布装置 (9)

4. 设计一览表 (9)

5. 后记 (10)

6. 参考文献 (10)

7. 主要符号说明 (10)

8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）

1.设计方案简介

1.1设计的方案

在抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其组成为含丙酮__50%__、水___50%__（质量分数）。为使废丙酮溶媒重复使用，拟建立一套板式精馏塔，以对废丙酮溶媒进行精馏。得到含水量≤0.5%的丙酮溶液；或者丙酮回收率为98%。设计要求废丙酮溶媒的处理量为__31000__吨/年，塔底废水中丙酮含量≤__0.05%__（质量分数）。

1.2设计工艺

生产能力：31000吨/年（料液）

年工作日：300天

原料组成：50%丙酮，50%水（质量分率，下同）

产品组成：馏出液 99.5%丙酮，釜液0.5%丙酮

操作压力：塔顶压强为常压

丙酮水连续精馏塔设计方案

丙酮水连续精馏塔设计

方案

第一章流程的确定及说明

一.加料方式

加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。如果采用自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。本设计采用高位槽进料。

二.进料状况

进料状况一般有冷液进料和泡点进料。对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，省加热费用，但其受环境影响较大；而泡点进料时进料温度受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制。此外，泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提镏段的塔径基本相等，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易。综合考虑，设计上采用泡点进料。

三.塔顶冷凝方式

塔顶冷凝采用全凝器，塔顶出来的气体温度不高，用水冷凝。

四.回流方式

回流方式可分为重力回流和强制回流。对于小塔型，回流冷凝器一般安装在塔顶，其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难。如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装，且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。在此情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽量采用冷凝器以冷回流流入塔中。本次设计为小型塔，故采用重力回流。

五.加热方式

加热方式分为直接蒸汽加热和间接蒸汽加热，直接蒸汽加热时蒸汽直接由塔底进入塔内，由于重组分是水，故省略加热装置。但在一定的回流比条件下塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。间接蒸汽加热时通过加热器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论板数，缺点是增加加热装置。本次设计采用间接蒸汽加热。

化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计

产品收集
塔顶蒸出的丙酮经过冷凝器冷凝后收集，塔底排出的水经过处理
后排放或回收利用。
操作条件选择
操作压力
根据丙酮和水的性质及工艺要求，选择合适的操作压力。一般来
说，常压精馏可以满足要求。
操作温度
根据丙酮和水的沸点及传质传热要求，选择合适的操作温度。通常，操作温度略高于丙酮的沸点。
回流比
回流比对精馏塔的分离效果和能耗有重要影响。在保证分离效果的前提下，应尽量降低回流比以减少能耗。
05 设备选型与辅助系统设计
设备选型依据及原则
依据
根据生产规模、产品纯度要求、原料性质、操作条件等确定设备选型。
原则
在满足生产要求的前提下，优先选择效率高、能耗低、操作简便、维护方便的设备。
关键设备选型计算
精馏塔
根据处理量、操作压力、温度等条件，计算塔径、塔高、塔板数等关键参数。
冷凝器
环保排放标准要求解读
废气排放
精馏过程中产生的废气需经过有效处理，确保达到国家和地方规定的排放标准。可采用的方法包括催化燃烧、活性炭吸附等。
废水处理
对于精馏过程中产生的废水，应按照环保要求进行预处理和深度处理，确保废水中的污染物浓度达到排放标准。
噪声控制
对精馏塔及其附属设备产生的噪声进行有效控制，如对设备采取减振、隔声等措施，确保厂界噪声达标。

丙酮精馏塔课程设计

丙酮精馏设计

一前言------------------------------------------------------------------------------------3

二设计题目----------------------------------------------------------------------------------4 三设计说明书符号表----------------------------------------------------------------------4 四流程图-------------------------------------------------------------------------------------4 五物性参数----------------------------------------------------------------------------------5 六工艺计算---------------------------------------------------------------------------------6 6.1 汽液平衡数据--------------------------------------------------------------------------- 6 6.2 数据换算--------------------------------------------------------------------------------7 6.3 物料衡算---------------------------------------------------------------------------------7 6.4 理论板数计算---------------------------------------------------------------------------7

丙酮精馏塔精馏丙酮(加大丙酮量)

3丙酮精馏塔精馏丙酮

3.1物性参数

丙酮 C P =1.28kJ/(kg ·℃) （25℃）

丙酮 r=29.11kJ/mol=501.9 kJ/kg （56.1℃）

水的比热容：C P =4.2kJ/(kg ·℃)

水的蒸发热：r=40.8kJ/mol=2267 kJ/kg

用丁酸参数代替丁酮醇的参数，则丁酮醇比热：1.9KJ/(kg ·℃)

丁酮醇蒸发热：r=42.03kJ/mol=477.6 kJ/kg

冷冻盐水比热容：Cp=0.67 Kcal/(kg ·K)= 2.8KJ/(kg ·K)

3.2操作过程：

该精馏操作为常压精馏，这里浓缩物的进料量即为薄膜蒸发器的浓缩物出料量，1865.3kg/h 。进料温度为56℃，其组成：（高沸物按丁酮醇量的6%计）

丙酮 57.9%

水 23.2%

双丙酮醇 2.7%

丁酮醇 15.3%

共沸聚合物 0.9%

小试结果：该物料进入丙酮精馏塔，丙酮全部被分离由塔顶采出，回流取1。精馏塔的计算由ASPEN 模拟和小试验证得到。下面只就加热和冷凝设备做计算。

3.3传热设备

3.3.1 塔顶一级冷凝器

1.热负载

根据物料衡算结果，塔顶采出1125kg/h ，回流比1。则上汽量为2250kg/h 。气温为56℃，冷却到45℃。则冷凝器的冷负载为：

KJ t Cp r /8.132********)2.4%4225028.1%962250()2267%422509.501%962250(m m Q =-⨯⨯⨯+⨯⨯+

⨯⨯+⨯⨯=∆+=）（

2.循环水用量

在冷凝器中，用33℃循环水进水做冷凝，循环水出水38℃。因此所需循环水量为： h /kg 62986)

丙酮精馏塔设计

化工原理课程设计说明书

化工原理课程设计

题目年产2.5万吨98%（质量分数）丙酮精馏塔的设计学院化学与化学工程学院

专业班级

学生姓名

指导教

成绩

2011年 6 月29 日

化工原理课程设计说明书

设计任务书

一．设计题目

年产2.5万吨98%丙酮溶液（质量分数）精馏塔设计二．工艺条件

1．原料液：70%丙酮水溶液：

2．残液：2%乙醇水溶液；

3．进料温度：泡点进料，常规常压操作

4．年生产时间：300天

三、设计要求

1．设计方案的确定及流程说明；

2．塔的工艺计算；

3．塔和塔板的工艺尺寸设计

(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．设计结果概要或设计一览表；

5．绘制精馏塔工艺条件图；

6．设计的评述及有关问题的分析讨论。

四．设计时间及设计者

2011年6 月20 日至2011年7 月01 日

设计者：蔡兹鸿

化工原理课程设计说明书指导教师评语

化工原理课程设计说明书

摘要

此设计为年产2.5万吨质量分数为98%的丙酮溶液的精馏塔的设计。丙酮是现代化工的重要基本有机原料之一。主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中，也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯、氯仿等重要原料。本文阐述了丙酮溶液精馏塔设计的具体过程并进行了大量的计算，其中包括工艺流程的设定、物料衡算、热量衡算、设备计算及设备选型从而确定了设备的型号，由于水--丙酮体系比较容易分离，待处理料液清洁，因此用筛板塔，并用Origin 进行数据处理，AutoCAD绘制丙酮精馏塔的装配图，最终完成此课程设计说明书。

年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计可行性研究方案

设计任务书

一、设计题目

年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计

二、设计条件

⑴生产时间8000小时,处理量4万吨/年，进料含丙酮55%

⑵塔顶操作压力常压（绝压）

⑶塔顶采用全凝器，泡点回流

⑷塔釜为饱和蒸汽间接加热

⑸筛板塔精馏设计

⑹塔顶产品丙酮浓度不低于98%（质量分率）

塔底釜液丙酮不高于1%（质量分率）

三、设计任务

⑴完成精馏塔的物料衡算、热量衡算和设备设计计算及辅助设备设计选型计算。

⑵绘制生产工艺流程图、精馏塔设计条件图。

⑶撰写设计说明书。

摘要 (1)

第一章绪论 (2)

1.1设计方案的选择 (2)

1.2流程设计 (3)

1.3主要设计任务 (4)

第二章精馏塔的工艺设计 (5)

2.1产品浓度的计算 (5)

2.2平均相对挥发度的计算 (6)

2.3最小回流比的计算的适宜回流比的确定 (6)

2.4物料衡算 (7)

2.5精馏段和提馏段操作线方程 (7)

2.6逐板法确定理论板数及进料位置 (8)

2.7全塔效率的计算 (8)

2.8实际塔板数及加料位置的计算 (9)

第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (10)

3.1物性数据计算 (10)

3.2精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (16)

3.3精馏塔流体力学校核 (20)

3.4塔板负荷性能图 (23)

第四章热量衡算 (28)

4.1塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷 (28)

4.2公用工程的用量 (30)

第五章塔的辅助设备的设计计算 (31)

5.1冷凝器和再沸器的计算与选型 (31)

5.2泵的设计选型 (32)

5.3回流罐的设计 (34)

化工原理课程设计

化工原理课程设计1200吨丙酮-水连续填料精馏塔设计

学院：化学生物与材料科学学院

专业：化学工程与工艺

设计人：

二零一六年六月

设计任务

一、设计题目

设计分离丙酮-水混合液的填料精馏塔。

二、设计数据及条件

1、生产能力

年处理丙酮-水混合液：1200 吨（开工率：300/年）；

2、原料组成

丙酮含量为80% （质量百分率，下同），水含量为20%

3、分离要求

产品中水分含量≤4%（质量分数）

残夜中丙酮含量≤4%（质量分数）

4、设计条件

操作方式：连续精馏

操作压力：常压

进料状态：饱和液体进料

回流比：R=3.59

塔填料：500Y金属孔板波纹填料

塔顶冷凝器：全凝器

三、设计计算内容

1、物料衡算

2、填料精馏塔计算

⑴操作条件的确定⑵塔径的确定⑶填料层高度的确定⑷填料层压降的计算⑸液体分布器设计计算⑹接管管径的计算

3、冷凝器和再沸器的计算与选型

4、填料塔结构图、填料结构图、填料支撑板结构图

摘要

本设计任务是“1200吨丙酮-水连续填料精馏塔设计”。通过该课程设计，将在抗生素药物生产过程中的产生的废丙酮溶媒进行分离。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。丙酮常压下的沸点是56.2℃，故可采用常压操作，用30℃的循环水进行冷凝。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储槽。因所分离的物系的重组分是水，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排出。丙酮-水物系分离的难易程度适中，气液负荷适中，设计中选用500Y金属孔板波纹填料。该设计说明书主要内容为：物料衡算、理论塔板数计算、精馏塔塔体工艺尺寸计算、填料层高度的计算、填料层压降计算、液体分布器分布点密度计算、精馏塔接管尺寸计算。

丙酮-水连续精馏塔设计说明书 吴熠

丙酮_水化工原理课程设计报告书

丙酮-水终极版

丙酮-水筛板精馏塔设计

丙酮-水板式精馏塔设计说明书

丙酮和水连续精馏塔的设计

丙酮-水的填料塔分离 毕业设计论文

丙酮水连续精馏塔设计方案

化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计

丙酮精馏塔课程设计

丙酮精馏塔精馏丙酮(加大丙酮量)

丙酮精馏塔设计

年处理4万吨丙酮-水连续精馏塔设计可行性研究方案

化工原理课程设计

丙酮-水连续精馏塔设计说明书吴熠

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