板式精馏塔装配图
板式精馏塔设计
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苯-氯苯分离精馏塔设计
目录
苯-氯苯分离精馏塔设计................................................................................................................. 1 设计任务书....................................................................................................................................... 1 1.1.1 设计题目 ........................................................................................................... 1 1.1.2 设计任务及操作条件 ....................................................................................... 1 设计工艺计算................................................................................................................................... 2 2 设计方案的确定....................................................................................................................... 2 2.1 操作压力....................................................................................................................... 2 2.2 进料状况....................................................................................................................... 2 2.3 加热方式....................................................................................................................... 2 2.4 冷却方式....................................................................................................................... 2 2.5 热能利用....................................................................................................................... 2 3 精馏塔的物料衡算................................................................................................................... 3 3.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ....................................................................... 3 3.2 原料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ................................................................... 3 3.3 物料衡算....................................................................................................................... 3 4 塔板数的确定........................................................................................................................... 4 4.1 理论板层数 NT 的求取 ................................................................................................ 4 4.2 实际板层数的求取 ....................................................................................................... 6 5 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 ............................................................................... 7 5.1 操作压力计算............................................................................................................... 7 5.2 操作温度的计算........................................................................................................... 7 5.3 平均摩尔质量计算 ....................................................................................................... 8 5.4 平均密度计算............................................................................................................... 9 5.4.1 气相平均密度计算 ........................................................................................... 9 5.4.2 液相平均密度计算 ........................................................................................... 9 5.5 液体平均表面张力计算 ............................................................................................. 10 5.6 液体平均粘度计算 ..................................................................................................... 10 6 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 ............................................................................................. 11 6.1 塔径的计算................................................................................................................. 11 6.1.1 精馏段塔径 ..................................................................................................... 11 6.1.2 提馏段塔径 ..................................................................................................... 13 6.2 精馏塔有效高度的计算 ............................................................................................. 14 6.3 精馏塔实际高度的计算 ............................................................................................. 14 7 塔板主要工艺尺寸的计算 ..................................................................................................... 14 7.1 溢流装置计算............................................................................................................. 14 7.1.1 精馏段溢流装置计算 ..................................................................................... 15 7.1.2 提馏段溢流装置计算 ..................................................................................... 16
化工原理课程设计---精馏塔设计
1.全塔物料衡算：
F=D+W FxF=DxD+WxW 塔顶产品易挥发组分回收率η 为： η = DxD/FxF 式中:F、D、W分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液的摩尔流 量(kmol/h), xF、xD、xW分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液组 成的摩尔分率
（1）逐板法计算理论板数，交替使用操作线方程和相平衡关系。
精馏段操作线方程： yn1
L L D xn
D LD
xD
提馏段操作线方程：
L qF
W
y n 1 L q F W x n L q F W X w
xn1 yn (利用操作线方程)
yn xn (利用相平衡关系)
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。
Rmin
xD yq yq xq
塔板式精馏塔设计(图文表)
塔板式精馏塔设计(图文表)
（一）设计方案的确定
本设计任务为乙醇-水混合物。设计条件为塔顶常压操作，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。酒精精馏与化工精馏过程不同点就在于它不仅是一个将酒精浓缩的过程，而且还担负着把粗酒精中50多种挥发性杂质除去的任务，所以浓缩酒精和除去杂质的过程在酒精工业中称为精馏。物料中的杂质基本上是在发酵过程中生成的，只是很少数的杂质是在蒸煮和蒸馏过程中生成的。
本次设计的精馏塔用板式塔，内部装有塔板、降液管、各种物料的进出口及附属结构（如全凝器等）。此外，在塔板上有时还焊有保温材料的支撑圈，为了方便检修，在塔顶还装有可转动的吊柱。
塔板是板式塔的主要构件，本设计所用的塔板为筛板塔板。筛板塔的突出优点是结构简单造价低，合理的设计和适当的操作能使筛板塔满足要求的操作弹性，而且效率高，并且采用筛板可解决堵塞问题，还能适当控制漏液。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人精馏塔内。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罐。该物系属不易分离物系，最小回流比较小，采用其1.5倍。设计中采用图解法求理论塔板数，在溢流装置选择方面选择单溢流弓形降液管。塔釜采用间接蒸汽加
热，塔顶产品经冷却后送至储罐。
（二）精馏塔的物料衡算
1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
乙醇的摩尔质量 M 乙醇=46kg/kmol
纯水的摩尔质量 M 水 =18kg/kmol
x F =18/65.046/35.046/35.0+=0.174
板式精馏塔设计方案.doc
板式精馏塔设计方案.doc
一、外观形状与换热系数规格参数
1.1 外形结构：精馏塔为单体不等级式精馏塔，整体结构采用焊接式框架结构，外形
尺寸如下：外径2450mm，高度7600mm，内表面放置一层3mm厚钢板，并铺设隔热有机玻
璃棉
，厚度25mm，材料为石墨纤维，隔热效果良好。
1.2 换热系数：采用U型U6型不锈钢无缝管，壁厚＞10mm，热膨胀率≤2*10-4℃-1，热交换系数＞400W/㎡·K，抗压强度不低于2×105Pa，抗拉强度不低于2×103Pa。
二、入料与出料口规格参数
2.1 入料口：常'温法精馏塔内压，安装4只RF80-60-10多孔盘 '带式倒流，提升机DC118-4-31.5型送料泵，盘式换流器的设计给令为：DN80mm-100mm。
2.2 出料口：异物自动移进、常温碱化、水冷却，DG15-50-61型液体抽山泵，泵循环冷却水，DN50mm-100mm。
三、内料加热器及混合池参数
3.1 内料加热器：精馏塔内加热系统,采用TK型双环等温加热器，耐压≤1.3百帕，
温度范围０—９９℃、DN50—DN75。
3.2 混合池：多口法集中混合池，圆形台面螺旋横梁静力结构，尺寸根据技术参数设计，材料设计为抗腐蚀不锈钢304。
四、排放管与分离器规格参数
4.1排放管：采用合金密封软管，壁厚≥4mm，具备良好的抗拉及抗压能力，耐温高达560℃，全体结构静力平衡设计，三通式结构39型DN20mm—DN30mm，止回阀定位器。
4.2分离器：采用 320L 型加热分离器，整体结构采用常温法设计，叶镜式支架，尺寸为 1000mm x1000mm x800mm ，厚度 3mm，材质不
板式精馏塔设计PPT课件
bd
A a 2 (xr 2 x 2 r 2 s 1 ir x ) n 2 (x 1r 2 x 1 2 r 2 s 1 ix r 1 n )
（5）筛孔的尺寸和排列
筛孔：
有效传质区内，常按正三角形排列。
筛板开孔率 ：
Ao Aa
124d02
1t2sin60o
0.907d0 t
2
2
d0
t
30
筛孔直径 d0 : 3 ~ 8 mm (一般)。 12 ~ 25 mm (大筛孔)
塔截面积：
AT
A 1 Ad
AT
塔径 D 4 AT
说明：计算塔径需圆整，且重新计算实际气速及泛点率。
25
（3）溢流装置设计 ① 溢流型式的选择 依据：塔径 、流量； 型式：单流型、U 形流型、双流型、阶梯流型等。
② 降液管形式和底隙 降液管：弓形、圆形。 降液管截面积：由Ad/AT = 0.06 ~ 0.12 确定； 底隙 hb ：通常在 30 ~ 40 mm。
11
相关说明
平均挥发度α的求法:
N12....N
其中 αi=yi(1-xi)/xi(1-yi)
μav的计算: 平均粘度由乙醇和水在平均温 度下的粘度线性加和得到
μav= μ乙醇xF+ μ水（1－xF）
平均塔温为塔顶和塔底温度的算术平均值
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化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计(最终版)
实用标准文档
化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
聊城大学
目录
一序言 (3)
二板式精馏塔设计任务书五 (4)
三设计计算 (5)
1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5)
1.2 精馏塔的物料衡算 (7)
1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)
1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)
1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)
1.6 筛板的流体力学验算 (20)
1.7 塔板负荷性能图 (23)
四设计结果一览表 (29)
五板式塔得结构与附属设备 (30)
5.1附件的计算 (30)
5.1.1接管 (30)
5.1.2冷凝器 (32)
5.1.3 再沸器 (32)
5.2 板式塔结构 (33)
六参考书目 (35)
七设计心得体会 (35)
八附录 (37)
一序言
化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），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的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
板式塔部件图
A
I
II
操作平台位置线
A-A 不按比例
B-B C-C I II 项目签字日期
设计校核审核审定2002
过控专业
申晓丽
丙烯精馏塔吊柱部件图
比例
沈 阳 化 工 学 院
设计项目设计阶段
第七张
共七张
件号
名 称
材 料重量比例所在图号装配图号
吊 柱组合件
件号名 称
材料单总
重量（kg)
备注垫 板槽 钢套 筒防 雨 罩套 筒导 向 板固 定 销手 柄吊 柱 管 螺 母 M20垫 片挡 板
吊 钩不按比例
不按比例
不按比例
不按比例
BS-T07
垫 板54-1
54-254-354-454-5
54-6
54-7
54-854-9
54-10
54-11
54-1254-1354-14
5858-158-258-358-458-558-658-758-858-958-1058-1158-1258-1358-14Q235-A.F
11111112114111
1:10BS-T07
BS-T011:10
B
B A
球状支撑祥图不按比例
X45°
Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T07
BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07数量C
C
不按比例
项目签字日期
设计校核审核审定2002
过控专业
申晓丽
丙烯精馏塔塔板零件图
比例
沈 阳 化 工 学 院
板式精馏塔的设计
化工原理课程设计 （之三）板式精馏塔的设计中北大学化工与环境学院化工原理课程组袁志国编二〇〇八年十二月 目 录绪论................................................................................................................................1 0.1化工原理课程设计的目的和要求 ......................................................................1 0.2化工原理课程设计的内容和步骤 ......................................................................1 0.3带控制点的工艺流程图的绘制 ..........................................................................2 0.4主体设备工艺条件图 ..........................................................................................3 1 概述...........................................................................................................................6 1.1精馏操作对塔设备的要求 ..................................................................................6 1.2板式精馏塔的设计原则与步骤 ..........................................................................7 1.2.1 设计原则 ...................................................................................................7 1.2.2 设计步骤 ...................................................................................................7 2 设计方案的确定 ...........................................................................................................8 2.1操作条件的确定 ..................................................................................................8 2.2确定设计方案的原则 ..........................................................................................9 3 板式精馏塔的工艺计算 .............................................................................................11 3.1物料衡算与操作线方程 ....................................................................................11 3.1.1 常规塔.....................................................................................................11 3.1.2 直接蒸汽加热 .........................................................................................12 3.2理论塔板数的计算 ............................................................................................13 3.2.1 气液平衡关系 .........................................................................................14 3.2.2 理论塔板数的确定 .................................................................................15 3.3塔板效率和实际塔板数 ....................................................................................16 3.3.1 塔板效率 .................................................................................................16
精馏塔设计图(参考)
排气管 φ80
4 Q235-A
8
HG20594-97
法兰 PN1.0，DN40 1 Q235-A
7
GB/T3092-93 引出管 DN40
1 Q235-A
6 JB4710-92
引出孔 φ159×4.5 1 Q235-A
5
静电接地板
1
Q235-A
4
垫板
24 Q235-A
3
盖板
24 Q235-A
2
筋板
48 Q235-A
7 Q235-A
29
JB/T4736-95 补强圈 DN450×8
7
Q235-A
28 HG20594-97 法兰 PN1.0，DN45 1 Q235-A
27 GB/T3092-93 回流管 DN45
1 Q235-A
26 GB/T3092-93 气体出口挡板
1 Q235-A·F
25 GB704-88
扁钢 8×16
L V-101
P-101
P T
E-101 F T
F L
V-102
P-102
LM CW
F E-105
F
图
例
代号 LM CW CWR SC
名称 低压蒸汽 冷却水(入) 冷却水(出) 冷凝水 截止阀 调节阀 取样口 疏水器
疏水器
精馏塔内部结构照片
Channel Type Liquid Distributor Prepared for Installation 待安装的通道式液体分配器
Channel Distributor Installed in Column Section 安装在塔的作业段中的通道式分配器
Chevron Collector Below Packed Bed for Liquid Collection 用来收集液体的波形收集器（在填充床下方）
Liquid Transfer from Annular Channel to Liquid Distributor 从环形通道到液体分配器的液体输送
Chordal Sieve Tray Pack Prepared for Installation 待安装的弦筛盘组
Two Pass Tray Installed in a Column Section 安装在塔的某个作业段中的双通道塔盘
Tray Support Grid Assembly 塔盘支撑栅格组件
Structured Packing (Segmental) for 1.425 m Diameter Column 被用于直径为 1.425 m 的塔中的规整填料
ห้องสมุดไป่ตู้
Attached Wiper Band for Shop Installed Columns 出厂前已经安装好的塔的附属刮带
板式精馏塔的结构设计
板式精馏塔的结构设计
精馏过程是借助于塔设备来实现气液相间的质量传递的。精馏操作既可采用板式塔，，也可采用填料塔。填料塔的设计已经在第三章中作了详细介绍，本章只介绍板式塔的设计。
塔设备除了应满足特定的化工工艺条件（如温度、压力及耐腐蚀等）外，为了适应工业生产的需要还应达到下列要求：
①生产能力大，即单位塔截面积的处理量大；
②操作稳定，弹性大，即气液负荷有较大波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并能保持长期连续运转；
③分离效率高，即气液有充分的接触面积和接触时间，达到规定分离要求的塔高要低；
④流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，以达到节能和降低操作费用的目的；
⑤结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。
实际上，任何塔设备要满足上述所有要求是困难的，因此，只能从生产需要及经济合理的要求出发，抓住主要矛盾进行设计。
1.5.1塔板的布置及主要参数
在板式塔中，塔内装有一定数量的塔板，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔板上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。塔板是气液接触的元件，也是气液分离的场所。塔板上通常划分为鼓泡区，溢流区，安定区和边缘区等4个区域，如图1-3所示。
1.5.2常用板式塔类型及结构
板式塔种类多，根据塔板上气液接触元件的不同，可分为筛板塔、舌形塔、穿流多孔塔板、浮动喷射塔等多种。随着石油、化学工业的迅速发展，又开发使用了一些新型塔板，如斜孔塔板、S型板、导向筛板、网孔筛板、大孔筛板、浮阀-筛板复合塔板、旋流塔板、旋叶塔板、角钢塔板等。目前精馏过程常用的板式塔为浮阀塔、筛板塔和泡罩塔，前两者使用尤为广泛，因此，本节只讨论浮阀塔和筛板塔的设计。