分离工程精馏塔
化工精馏塔工作原理
化工精馏塔工作原理化工精馏塔是化工工业中常见的一种分离设备，广泛应用于石油、化工、制药等领域。
它通过塔内液体与气体的接触和传质作用，实现不同组分的分离和提纯。
本文将从化工精馏塔的工作原理、结构组成、操作方式和应用领域等方面进行详细的介绍。
一、工作原理化工精馏塔的工作原理基于不同组分的沸点差异，通过在塔内部创建多级接触以及液相和气相的传质作用，实现对混合物的分离和提纯。
其基本原理可描述为：在塔内的上部通入混合物，并通入所需的热量以升温混合物，并引发其分馏行为。
通过对混合物的升温和冷却，使不同组分在塔内得以沸腾和凝结，最终达到分离的目的。
化工精馏塔的工作原理主要包括以下几个方面：1. 多级接触：精馏塔内通常设置有多级填料或塔板，用于增加液气接触的次数，从而提高分馏效率。
在精馏塔内部，液体从上部流下，并在填料或塔板上形成薄膜，与由下部通入的蒸汽或气体进行接触。
2. 液相和气相传质：通过塔内不同级别的填料或塔板，使液相和气相能够充分接触，实现物质的传质。
塔内的温度梯度也会引发物质的传质现象，促使不同组分在塔内达到沸腾和凝结。
3. 混合物的升温和冷却：对混合物进行升温以实现分馏，同时通过冷却装置对凝结后的组分进行冷却，最终得到目标产品。
二、结构组成化工精馏塔的基本结构主要包括塔体、填料或塔板、进料口、出料口、蒸汽引入口、冷却水口等。
填料或塔板的设计和布置对于塔的分馏效率具有重要影响，不同形式的填料或塔板能够实现不同的传质效果，从而影响最终产品的质量。
1. 塔体：塔体一般由碳钢、不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，具有耐压和耐腐蚀的特性。
塔体通常为立式圆柱形，内设置有填料或塔板，以实现多级接触和传质。
2. 塔板或填料：塔板通常由穿孔板、泡沫塞板、梯形板等形式构成，用于支撑和分散进料液体，以及实现液气接触。
填料通常采用环形填料、泡沫填料、球形填料等，用于增加液气接触面积。
3. 进料口和出料口：进料口用于通入混合物，而出料口则用于收集分馏后的目标产品。
分离工程精馏塔
《分离工程》课程设计班级：姓名：专业：课程名称：指导老师：目录一、设计目的和要求二、设计题目三、工艺流程的确定四、操作条件确定五、塔的物料恒算六、塔的工艺条件计算七、物性数据计算八、精馏气液负荷计算九、塔和塔板主要尺寸计算十、溢流装置计算十一、板式塔筛板流体力学计算十二、塔板负荷性能图十三、冷凝器和再沸器热量衡算十四、附属设备计算及选取十五、设计结果总结表十六、设计过程参数总结十七、流程图及设备图(一)设计目的与要求1.使学生更加熟悉工程设计基本内容，掌握化工设计的主要程序及方法。
2.锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，收集和查阅资料的能力，分析和解决工程实际问题的能力，独立工作和创新的能力。
(二)设计题目1.烃化液精馏系统设计2.设计内容公用工程条件为：加热蒸汽等级0.9Mpa（绝压），循环冷却水30℃;电容量可满足要求。
分离要求：塔顶流出液中已苯浓度为3%（摩尔分数），釜液中甲苯浓度为1%。
(三)工艺流程的确定烃化液混合物经过预热器预热到60℃后，送入精馏塔。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分作为回流液，其余为塔顶产品经冷凝器冷凝后送入贮槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷凝后送入贮槽。
流程图为附图。
(四)操作条件确定1.操作压力有设计经验知芳烃混合物操作压力一般低于202Kpa，所以选择常压101.325Kpa为操作压力。
2.进料温度由已知条件只进料温度为60℃.3.进料热状况选择由进料温度及压力确定进料热状况为过冷液体进料。
4.加热剂选择由给定的条件用0.9Mpa的蒸汽作为加热剂。
5.冷却剂选择冷却水作为冷却剂。
(五)精馏塔的物料恒算1.轻重关键组份的确定由所给的原料组成及分离要求，可分析出甲苯为轻关键组分，已苯为重关键组份。
2.塔顶塔底物料组成及塔顶塔底温度计算。
1)K值的计算因为操作压力取为标准大气压101.325Kpa ，所以可按理想流体计算平衡常数K 。
：由i p K p=和0lg iBpA T C=-+（安托尼方程）3) 用试差法计算塔底温度4) 按理想清晰分割法确定塔顶塔底产品分布量塔顶量： D=100×（0.15+0.35）=50 Kmol/h 塔底量： W=100×（0.2+0.2+0.1）=50 Kmol 为避免计算后关键组分浓度超过限度值，dh 和wl 采用的计算浓度值应略小于规定值。
第三章 精 馏(分离工程,叶庆国)
3.1 多组分精馏
3.1.1 多组分精馏过程分析
3.1.2 多组分精馏的简捷（群法）计算法
精馏：distillation
精馏是多组分分离中最常见的单元操作，它
是利用组分挥发度差异，借助“回流”技术 实现混合液高纯度分离的多级分离操作，即 同时进行多次部分气化和部分冷凝的过程。 实现精馏操作的主体设备是精馏塔。
Nm
L K , D H K ,W lg (1 L K , D )(1 H K , w )
lg L K H K
Fenske公式计算Nm注意事项
• Fenske公式适用于双组份精馏，也适用于多 组分精馏（可以用一对关键组分来求，也可 用任意两组份来求）。 Nm与进料状态、组成的表示方式无关
i ,n i ,n i ,n
Fenske公式计算Nm
对于任意组分
塔顶为全凝器：x i , D 第一个平衡级 平衡关系：y i ,1 K i ,1 x i ,1 操作关系：x i ,1 y i , 2 联立两式：y i ,1
K i ,1 y i , 2
y i ,l
精馏塔的任务：
LK尽量多的进入塔顶馏出 液； HK尽量多的进入塔釜釜液。
关键组分的指定原则
由工艺要求决定
例：ABCD（按挥发度依次减少排列）混合物分离 ◆工艺要求按AB与CD分开： 则：B为LK；C为HK ◆工艺要求先分出A： 则：A为LK；B为HK
分配与非分配组分
根据组分是否在精馏塔的两端都出现，可分为分配 组分(distributing component)和非分配组分 (nondistribution component)。 分配组分：塔顶、塔底同时出现 非分配组分：只在塔顶活塔底出现的组分
化工原理塔的种类有哪些
化工原理塔的种类有哪些化工原理塔是化工过程中常用的分离设备，根据不同的分离原理和工艺要求，化工原理塔可以分为以下几种主要类型：1. 萃取塔：萃取塔是一种基于相互溶解性的分离装置，通常用于从混合物中提取有机物或无机物。
常见的萃取塔包括液液萃取塔和气液萃取塔等。
2. 吸收塔：吸收塔是一种通过将气体或液体溶质转移到吸收剂中来分离成分的设备。
其主要应用于气体洗涤、脱硫、脱醇、脱碳等工艺中。
常见的吸收塔包括气液吸收塔、气固吸收塔等。
3. 精馏塔：精馏塔是一种将混合物中的组分通过不同的沸点分离的设备。
它以沸点差异为基础，通过加热混合物并利用分馏技术来实现挥发性组件的分离。
常见的精馏塔有板式精馏塔和填料式精馏塔等。
4. 吐水塔：吐水塔是一种主要用于溶解气体或挥发性组分的半密封设备。
它通过将气体逐渐加湿，使水分子吸附气体分子而得以分离。
常见的吐水塔有湿式吐水塔、旋流式吐水塔等。
5. 吸附塔：吸附塔是通过固体吸附剂对混合物中的有机或无机组分进行吸附分离的设备。
通过将混合物经过吸附剂层，利用吸附剂的选择性吸附能力来分离不同成分。
常见的吸附塔包括气固吸附塔和液固吸附塔等。
6. 脱水塔：脱水塔是一种用于除去混合物中的水分的设备。
其通过利用水与其他成分的溶解度差异或蒸汽压差异，将混合物中的水分离出来。
常见的脱水塔有湿型脱水塔和干型脱水塔等。
7. 结晶塔：结晶塔是一种用于从溶液中结晶出纯净晶体的设备。
它通过提供充分的冷却和浓缩条件，使溶液中的溶质超过其溶解度，从而进行结晶分离。
常见的结晶塔有冷却结晶塔和真空晶体塔等。
8. 干燥塔：干燥塔是一种用于从湿物料中去除水分的设备。
其通过将湿物料暴露在高温或低压条件下，利用蒸发和扩散的原理将水分蒸发和排除。
常见的干燥塔包括干燥剂干燥塔和喷雾干燥塔等。
总之，化工原理塔的种类多种多样，每种塔的原理和工艺均有所不同，根据具体的分离需求和工艺要求选择适合的塔型对于提高分离效率和产品质量具有重要意义。
精馏塔蒸馏塔的工作原理
精馏塔蒸馏塔的工作原理
精馏塔是一种用于液体混合物分离的设备，通常用于化工工业中。
其工作原理基于液体混合物中各组分的沸点差异，通过加热液体混合物并使其部分蒸发，然后再冷凝回收蒸汽的方式实现分离。
1. 精馏塔的结构
精馏塔通常由塔体、进料口、冷凝器、蒸发器、提取装置等部分组成。
塔体内通常填充着填料，以增加接触面积，有利于组分间的质量传递。
2. 工作原理
1.进料与蒸汽相接触：混合物通过进料口进入精馏塔，在塔体内与升
腾蒸汽接触，升腾蒸汽来自底部的蒸发器。
2.蒸馏过程：液体混合物在与热蒸汽接触时部分蒸发，其中易挥发性
组分在较低的温度下蒸发，升至塔体上部。
3.凝结分离：上升的蒸汽接触到冷凝器外壳表面，降温后重新变成液
态，在冷凝器内壁凝结成液体状态，随后由下部排出。
4.组分收集：经过蒸馏后的液体在提取装置中进行收集、分离，从而
得到不同组分的纯净产物。
3. 应用领域
精馏塔广泛应用于石油、化工、制药等领域，用于提取纯净溶剂、分离液体混合物、精炼原料等。
其在工业生产中发挥着重要的分离作用，提高了产品的纯度和质量。
总结
精馏塔蒸馏塔通过利用液体混合物中组分的沸点差异，实现了液体混合物的高效分离和提取。
在工业生产中扮演着重要角色，促进了产品质量的提高和生产效率的增加。
精馏塔的原理和流程
精馏塔的原理和流程一、引言精馏塔是一种常用于化工领域的分离设备，其具有高效且可控的分离性能。
本文将介绍精馏塔的原理和流程，包括其基本结构、工作原理、操作流程以及应用领域等。
二、精馏塔的基本结构精馏塔由塔身、填料层、留液器、塔盘等组成。
其中，塔身是塔的主要部分，填料层用于增加表面积和接触机会，留液器用于收集液体，塔盘用于改变气体和液体的流动方向。
三、精馏塔的工作原理精馏塔是利用物质在不同温度下蒸发和凝结的特性进行分离的。
其基本工作原理是通过对混合液体进行加热，使其蒸发产生蒸汽，蒸汽与冷凝介质接触后凝结为液体。
在塔内，液体从上方往下滴流，气体从下方往上冒泡，两相之间通过填料层或塔盘的接触进行质量传递和热量传递，从而实现不同物质的分离。
四、精馏塔的操作流程精馏塔的操作流程包括四个主要步骤：进料、加热、分离和收集。
具体操作如下：1. 进料首先将混合液体通过进料口进入精馏塔，进料的速度和方式需要根据具体情况进行调整。
2. 加热通过加热设备对塔内的混合液体进行加热。
加热温度需要根据待分离物质的沸点来确定，以确保液体能够蒸发。
3. 分离在塔内，混合液体被加热后产生蒸汽，蒸汽通过填料层或塔盘与下方的冷凝介质接触，凝结为液体。
在这个过程中，不同物质由于具有不同的挥发性和热稳定性，会在塔内产生不同程度的蒸发和凝结，实现物质的分离。
4. 收集经过分离的液体会被收集到留液器中，通过排液口进行排放。
收集的液体可以进一步处理或进行其他用途的利用。
五、精馏塔的应用领域精馏塔广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业中，用于分离和提纯不同物质，以满足不同领域的需求。
1. 化工领域在化工生产中，精馏塔常用于各类化工原料的分离和纯化，例如分离石油产品、分离有机化合物、提纯合成氨等。
2. 石油领域精馏塔在石油炼制过程中起到至关重要的作用，可用于分离石油中的不同成分，如汽油、柴油、煤油、液化气等。
3. 制药领域在制药行业中，精馏塔用于药物的提取和纯化，可分离出目标药物并去除其他杂质物质。
精馏塔的工艺计算
2 精馏塔的工艺计算2.1精馏塔的物料衡算2.1.1基础数据 （一）生产能力：10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。
（二）进料组成：乙苯212.6868Kmol/h ；苯3.5448 Kmol/h ；甲苯10.6343Kmol/h 。
（三）分离要求：馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。
2.1.2物料衡算（清晰分割）以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。
01.0=D HK x ，005.0=W LK x ，表2.1 进料和各组分条件由《分离工程》P65式3-23得：,1,,1LKi LK Wi HK D LK Wz xD Fx x =-=--∑ （式2. 1）2434.13005.001.01005.0046875.0015625.08659.226=---+⨯=D Kmol/hW=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 0681.1005.06225.21322=⨯==W X W ，ωKmol/h编号 组分 i f /kmol/h i f /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500总计226.86591005662.90681.16343.10222=-=-=ωf d Kmol/h 132434.001.02434.1333=⨯==D X D d ，Kmol/h5544.212132434.06868.212333=-=-=d f ωKmol/h表2-2 物料衡算表2.2精馏塔工艺计算2.2.1操作条件的确定 一、塔顶温度纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学 P199）：CC S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=-表2-3 物性参数注：压力单位0.1Mpa ，温度单位K编号 组分 i f /kmol/h 馏出液i d 釜液i ω 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯 10.6343 9.5662 1.0681 3 乙苯 212.6868 0.1324 212.5544总计226.865913.2434213.6225组份 相对分子质量临界温度C T 临界压力C P苯 78 562.2 48.9 甲苯 92 591.841.0 乙苯106617.236.0名称 A B CD表2-3饱和蒸汽压关联式数据以苯为例，434.02.562/15.3181/1=-=-=C T T x1.5)434.033399.3434.062863.2434.033213.1434.098273.6()434.01()(635.11-=⨯-⨯-⨯+⨯-⨯-=-CS P P In01.02974.09.48)1.5ex p(a S P MPa P =⨯=⨯-=同理，可得MPa P b 1.00985.00⨯=露点方程：∑==ni ii p p y 11，试差法求塔顶温度表2-4 试差法结果统计故塔顶温度=105.5℃二、塔顶压力塔顶压力Mpa p 1.0013.1⨯=顶 三、塔底温度苯 -6.98273 1.33213 -2.62863 -3.33399 甲苯 -7.28607 1.38091 -2.83433 -2.79168 乙苯-7.486451.45488-3.37538-2.23048泡点方程：p x pni ii =∑=10试差法求塔底温度故塔底温度=136℃四、塔底压力塔底压力Mpa p 1.0013.1⨯=底 五、进料温度进料压力为Mpa p 1.0013.1⨯=进，泡点方程：p x pni ii =∑=1试差法求进料温度故进料温度=133℃六、相对挥发度的计算据化学化工物性数据手册，用内插法求得各个数据5.105=顶t ℃，961.5=苯α514.2=甲苯α1=乙苯α；136=底t ℃，96.1=甲苯α1=乙苯α； 133=进t ℃，38.4=苯α97.1=甲苯α1=乙苯α综上，各个组份挥发度见下表据清晰分割结果，计算最少平衡级数。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中，乙醇是一种常见的有机溶剂，广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。
然而，乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。
因此，在乙醇的生产过程中，需要对乙醇水溶液进行分离，以获得高纯度的乙醇。
精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合液中组分的不同沸点，将其分离出来。
本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。
原理精馏塔是精馏过程中的关键设备，它通过将混合液引入塔内，在塔内的驱动下，乙醇和水分别以不同的沸点汽化，然后经过凝结再回流到塔中，最终分离乙醇和水两种组分。
精馏塔的设计考虑了以下几个方面：1.塔内结构：塔内通常设有塔板或填料来增加表面积，从而增加传热和传质效率。
常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。
2.塔底结构：塔底设有汽液分离器，用于将汽相和液相分离，并通过不同的出口引出。
3.冷凝器：冷凝器用于冷却出塔顶的汽相，并将其转化为液相，以便于回流到塔内。
4.塔顶结构：塔顶设有乙醇和水的分出口，分别将高纯度的乙醇和水引出。
设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小，约为7-9℃。
因此，在设计中应选择合适的操作条件，使得乙醇和水能够有效分离。
一种常见的方式是增加塔板或填料层数，以增加传热和传质效率，从而提高分离效果。
2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。
塔板通常采用筛板或穿孔板，其目的是将混合液均匀分布到塔板上，并提供足够的接触面积。
而填料则是通过增加表面积来增加传质效率，常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。
在乙醇水分离的精馏过程中，应选择适合的塔板或填料，以提高分离效率。
3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。
回流比的选择直接影响到塔的分离效果。
一般来说，较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率，但同时也增加了能耗。
因此，需要根据实际情况选择合适的回流比。
结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。
精馏塔的工作原理
精馏塔的工作原理
精馏塔是一种常用的分离设备，其工作原理基于不同物质的沸点差异。
在精馏塔内，混合物首先被加热，使之达到蒸发温度。
混合物中具有较低沸点的组分首先蒸发成为蒸汽，上升至精馏塔上部，形成所谓的顶产物。
同时，在精馏塔下部设有冷凝装置，用来冷却和凝结蒸汽。
凝结后的产物则会从塔底流出，被收集起来。
对于其余残留在塔内的高沸点组分，它们无法在顶部升至蒸汽状态，而保持液体状态，被称为底产物。
底产物会经过塔板（或填料层），并与下降的凝液接触，发生质量传递过程。
这种顶产物和底产物之间的循环使得塔内的两相体系保持稳定。
通过塔板或填料的梯级结构，增加了液体和气体的接触面积，从而促进了质量传递。
精馏塔内的这种连续的蒸馏过程，逐步将混合物分离成不同组分。
总结来说，精馏塔利用混合物中组分的沸点差异，在不同温度下使其发生蒸发和凝结，通过塔板或填料的层次结构加强质量传递，最终实现分离的目的。
简述精馏塔的工作原理及应用
简述精馏塔的工作原理及应用简介精馏塔是化工领域常见的分离设备，主要用于将混合物按照不同成分的沸点进行分离。
其工作原理基于物质的沸点差异，利用重力和传质作用使得混合物在塔内逐级蒸发和冷凝，最终得到相对纯净的组分。
工作原理1.塔内反应：将混合物输入塔底，经加热后蒸发，使得混合物中的各组分分别蒸发。
2.冷凝：蒸发后的气体从塔顶进入冷凝器，遇冷凝剂进行冷凝，转化为液态。
3.分离：冷凝后的液体再次回流到塔底，与继续从塔底加入的混合物进行接触，通过传质作用分离更多的组分。
4.逐级分离：塔内设置有多个塔板，每个塔板上都有蒸汽和液体两相的接触，逐级提高了分离效果。
5.顶产品和底产品收集：经过多级分离后，顶部冷凝的液体为顶产品，底部流出的液体为底产品。
应用领域精馏塔具有广泛的应用领域，主要用于以下几个方面：石油化工1.石油提炼：原油经过预处理后，进入精馏塔进行原油的分馏，得到不同沸点区间的石脑油、汽油、柴油等产品。
2.石油化工生产：在炼油厂中，精馏塔广泛用于提取纯净的化工原料，如乙烯、丙烯、苯和酚等。
化工生产1.分离混合物：在化工生产中，可以利用精馏塔将气体或液体混合物中的成分分离出来，例如在制药工业中提取药物原料。
2.精细化工过程：一些精细化工过程需要高纯度的溶剂，精馏塔可以用于获得所需纯度的溶剂产品。
林业1.木质素回收：在生产过程中，精馏塔可以将废物中的木质素分离出来，进一步利用或销售。
2.木浆生产：木浆作为造纸工业的重要原料，需要通过精馏塔将木材中的有机物分离出来，得到纯净的木浆。
食品与饮料1.酒精生产：精馏塔被广泛应用于酒精酿造过程中，用于分离酒精和水等成分。
2.香精提取：精馏塔可用于提取食品和饮料中的香精成分，满足产品质量要求。
总结精馏塔的工作原理基于分离混合物中不同成分的沸点差异，通过逐级蒸发和冷凝，以及塔板上的传质作用实现了混合物的分离。
在石油化工、化工生产、林业、食品与饮料等领域都有广泛的应用。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计乙醇水精馏塔是一种用于分离乙醇和水的设备。
在这种精馏塔中，乙醇和水的混合物被加热，使其沸点降低，然后通过不同的沸点将两种液体分离出来。
下面是一个简单的乙醇水精馏塔设计：1. 塔体设计：精馏塔通常由一个垂直的圆柱形塔体和内部填料组成。
塔体内部通常分为若干个段，每个段都有一个或多个塔板或填料层。
通过管道，将混合物从底部引入，加热蒸发，然后从顶部输出。
2. 加热系统：乙醇水混合物在精馏塔中被加热，使其沸点降低。
通常采用蒸汽或热水来加热塔体，通过外部加热交换器将能量传递给塔体内的混合物。
3. 分离原理：乙醇和水的沸点不同，所以在塔体内加热时，乙醇和水会分别蒸发，并在不同的段或填料层分离。
乙醇的沸点比水低，所以乙醇首先蒸发，然后在塔体内向上升，水则在更低的位置蒸发，形成乙醇和水的分离。
4. 冷凝系统：在塔体的顶部设置冷凝器，将上升的蒸汽冷凝成液体，分离出乙醇和水。
分离后的乙醇和水分别通过不同的管道送出。
5. 控制系统：精馏塔需要一个精确的控制系统来控制加热和冷却过程，以确保分离效果达到最佳状态。
总的来说，乙醇水精馏塔通过加热和冷凝的过程，利用乙醇和水的沸点差异，将两种液体有效分离。
这种精馏塔设计可以在工业生产中用于大规模分离乙醇和水，满足不同领域的需求。
很高兴继续为您介绍乙醇水精馏塔的相关内容。
6. 塔板或填料层设计：精馏塔内部通常设置有塔板或填料层，用于增加表面积，促进蒸汽和液体的接触，从而促进分离。
常用的塔板类型包括泡沫塔板和穿孔塔板，填料层则可以选择球状或鼓形填料等。
这些设计可有效提高乙醇和水的分离效率。
7. 操作方法：在精馏过程中，需要注意控制加热温度、冷却温度、流速等参数，以保证所得到的乙醇和水的纯度和分离效率。
为此，通常采用自动化控制系统，监测和调整各项参数，提高操作的稳定性和效率。
8. 安全措施：在乙醇水精馏过程中，需要注意防止乙醇的挥发和着火，避免发生危险。
因此，需要设置相应的通风排气系统，并且保证设备的密封性良好。
分离乙醇水精馏塔设计
分离乙醇水精馏塔设计引言乙醇水分离是化工工程中常见的一种操作，通过精馏塔可以实现乙醇与水的分离。
本文将针对乙醇水精馏塔的设计进行介绍，包括塔的结构、工艺参数和操作步骤等。
1. 塔的结构乙醇水精馏塔的结构一般分为以下三部分：顶部蒸汽分离器、中部塔板和底部回流器。
1.1 顶部蒸汽分离器顶部蒸汽分离器用于将乙醇和水的混合物中的乙醇蒸汽与未能蒸发的液体进行分离。
蒸汽分离器一般由分离器壳体、液体收集器和气流分布器等部件组成。
1.2 中部塔板中部塔板用于增加塔板的数量，增加乙醇与水之间的接触面积，更好地实现分离效果。
塔板一般由塔板壳体、孔板和气液分布装置等组成。
1.3 底部回流器底部回流器主要用于分离塔的底部液相产物，以保证乙醇的纯度。
回流器一般由回流器壳体、回流管和液体收集器等组成。
2. 工艺参数在设计乙醇水精馏塔时，需要考虑的工艺参数包括塔板的数量、塔板的间距、塔底的回流比等。
2.1 塔板数量塔板的数量决定了乙醇与水之间的接触面积。
一般来说，塔板数量越多，分离效果越好。
但是过多的塔板会增加设备投资成本，因此需要在分离效果和经济性之间进行平衡。
2.2 塔板间距塔板间距的选择也是很重要的。
间距过大会减少塔板数量，使得乙醇与水之间的接触面积减小；间距过小则增加回流液的沉降阻力，使得分离效果下降。
因此，需要根据具体工艺要求进行合理的选择。
2.3 回流比回流比是指回流到塔顶的液体与塔底的进料流量之比。
回流比的选择对精馏塔的分离效果有着直接的影响。
一般来说，较大的回流比能够减小塔底的进料液温度，提高塔板效率。
但是过大的回流比也会增加能耗，增加设备运行成本。
3. 操作步骤乙醇水精馏塔的操作步骤一般分为以下几个步骤：装填填料、预热操作、生产操作和停车操作。
3.1 装填填料首先需要将塔内的填料装填好。
填料的选择要考虑填料的表面积、缝隙率和液体分布性等因素。
常见的填料有波纹板、环形填料和反光板等。
3.2 预热操作在正式运行之前，需要进行预热操作。
精馏塔的必要条件
精馏塔的必要条件
精馏塔的必要条件：
精馏塔是一种用于气体和液体混合物分离的设备，其工作的基本原理是通过提高混合物的温度差异来实现气液分离。
为了实现这种分离，精馏塔具有一些关键的特征和条件：
1、气液充分接触：精馏塔内部装有多层塔板或其他结构，这些结构提供了气液之间充分的相互接触，这是精馏过程的基础。
2、气液相平衡：在精馏塔中，气液两相达到平衡的状态是分离过程的关键。
当气相中的轻组分相对于液相中的轻组分浓度更高时，就会发生传质过程，即精馏现象。
3、回流系统：精馏塔需要有回流系统，这包括塔顶的液相回流以及塔底的气相回流（通常由重沸器或过热水蒸汽汽提引起）。
这些回流有助于维持气液之间的动态平衡，从而持续地进行传热和传质过程。
4、安全与控制系统：精馏塔应配备必要的安全设施，如安全阀、压力表、温度表等，以及适当的指示仪表，以保证操作的可靠性和安全性。
5、设计和材料：精馏塔的设计和材质应当符合相关规范和技术标准，并且通过验收合格。
6、操作规程：精馏塔的操作应由经过专业培训的人员执行，遵循严格的操作规程，并保持对设备状态的定期检查。
7、维护与检修：精馏塔的维护和检修应当按照既定程序进行，确保所有活动均有记录，并由具备相应技术和操作技能的人员执行。
综上所述，精馏塔的工作不仅依赖于气液充分接触和气液相平衡的基本条件，还涉及到回流系统的设计、安全和控制的考虑，以及在操作和维护方面的严格规定。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计首先，精馏塔由塔体、塔板和填料组成，塔体一般为立式筒状结构，塔板上有孔和塔盘，填料用于增加气液接触面积。
在塔体内设置蒸汽进口和液体进口，以及乙醇和水的分离出口。
其次，需要考虑传质情况。
在塔体内，蒸汽和液体乙醇水混合物通过填料和塔板的作用进行传质，乙醇和水会根据其相对挥发度在塔体内逐渐分离。
同时，塔板上的孔和塔盘会增加气液接触面积，促进传质过程。
再者，需要考虑传热情况。
蒸汽在塔体内冷却凝结，释放出潜热，从而将乙醇和水分离开来。
在塔体内设置冷却装置可以提高传热效果，加快分离过程。
另外，需要考虑操作条件和操作参数。
包括塔顶压力、进料温度、冷却温度、回流比等参数的选择，以及监控和调节操作过程。
总的来说，精馏塔设计需要考虑乙醇和水的物理性质、传质传热过程和操作条件等多方面因素，以确保分离效果和经济性的同时，也需要考虑塔体结构和操作方便性。
精馏是分离混合物中液体成分的一种有效方法，精馏塔是实现这一过程的关键设备。
对于分离乙醇水的精馏塔设计，不仅需要考虑物理化学性质、传质传热过程和操作条件等方面的因素，还需要详细分析塔体结构的选择、填料的确定、塔板设置以及冷却装置的安排等问题。
首先，塔体结构作为精馏塔的基本组成部分，需选择适当的材料和结构设计以满足工艺要求。
通常情况下，精馏塔采用不锈钢、碳钢等耐腐蚀材料制成，以适应乙醇水混合物的特性。
其次，塔体的结构应当足够稳固，以承受内部气液操作压力，同时要有足够的空间容纳塔板、填料等其他部件。
此外，考虑到操作方便性和维护性，还要保证塔体具有合适的结构设计，例如设置好进料口和出料口，便于操作和维护。
对于塔板的设置，通常会通过均布的孔洞来增加气液的接触面积，从而促进传质和传热，并且有助于规范气液流向。
此外，通过合理的塔板布置和流道设计，也能有效减小气液流动时的阻力，提高操作效率。
而对于填料的选择，常用的填料有塔内板结构填料，多孔硬质塔填料等，通过填料的设计，可增加气液接触面积，提高传质效率。
×万吨常压甲醇-水分离过程填料精馏塔设计
×万吨常压甲醇-水分离过程填料精馏塔设计
常压甲醇-水分离过程是一个常见的化工操作，常用的填料精馏塔设计包括以下几个步骤：
1. 确定塔顶和塔底的操作压力：常压甲醇-水分离过程通常在常压下进行，所以塔顶和塔底的操作压力应为大气压。
2. 确定分离温度：根据甲醇与水的汽液平衡曲线，确定塔顶温度和塔底温度。
常用的方法有测定液相和气相的组分，然后利用物质平衡计算。
3. 选择填料类型：填料的选择应综合考虑传质性能、强化效果、耐腐蚀性能和价格等因素。
常见的填料类型有网状填料和环状填料等。
4. 确定填料层数和填料高度：填料层数和填料高度会影响到分离效果和塔内压降。
一般来说，填料层数越多，分离效果越好，但塔内压降也会增大。
填料高度的选择应根据实际情况和经验来确定。
5. 确定进料位置和分出料位置：进料位置应尽量靠近塔顶，而分出料位置应尽量靠近塔底，以便于实现更好的分离效果。
以上是常压甲醇-水分离过程填料精馏塔设计的一般步骤。
具体的设计参数需要根据实际情况来确定，建议在设计过程中咨询专业的化工工程师。
精馏塔原理及操作
精馏塔原理及操作精馏塔是一种用于分离混合物成分的装置，基于不同组分的沸点差异来实现分离。
它在化工工艺中广泛应用于石油炼制、化学工艺、食品加工等领域。
精馏塔的原理是利用混合物中各组分对应的沸点差异，通过升温使液体汽化，并进一步通过冷凝使其回到液相，从而实现组分的分离。
精馏塔通常由塔底、塔体和塔顶三个部分组成。
其中，塔底是液相混合物进入精馏塔的位置，通过塔底进料管道将混合物注入塔体。
塔体是区分不同组分的主要装置，内部通常有多个塔板或填料层，用于增加接触面积，促进挥发。
而塔顶则负责收集和分离出的物质。
在操作精馏塔之前，首先需要将需要分离的混合物放入塔底。
接着，通过加热塔体，使混合物中挥发性组分开始汽化。
汽化的组分会上升到塔顶并进入冷凝器。
在冷凝器中，汽化的组分被冷凝成液体，并通过收集器收集。
冷凝物流下回塔底，形成循环，而未挥发的组分则继续上升到塔顶。
在塔顶区域，还设有除气器和分馏装置，用于进一步分离不同组分。
分离后得到的纯净组分可作为产品或再加工。
在精馏塔的操作中，需要控制塔体的温度和压力。
温度的控制通常通过调节加热器的功率来实现，以控制塔体的升温和降温速度。
压力的控制通常通过调节塔顶的减压阀或压力控制器来实现，以维持适当的操作压力。
此外，塔底的液位和塔顶的气体速度也需要进行良好的控制。
液位的控制通常通过液位传感器和阀门来实现，以维持适度的液位，以免影响分离效果。
气体速度的控制通常通过塔顶出口处的控制装置来实现，以保持适当的气体流动，防止泡沫和液滴带走未挥发的组分。
总之，精馏塔是一种基于沸点差异来实现组分分离的设备。
通过控制温度、压力、液位和气体速度，可以实现高效的分离过程。
它在化工工艺中具有重要的应用价值，能够为各种行业提供纯净的产品和中间体。
分离乙醇水的精馏塔设计
分离乙醇水的精馏塔设计乙醇和水的分离是化工过程中常见的一种操作，常用的分离方法是通过精馏塔进行分离。
精馏塔是一种经过精心设计的设备，利用液体的沸点差异进行分离。
下面是一个关于乙醇水分离的精馏塔设计的详细说明。
1.目标首先需要明确设计的目标。
在这种情况下，目标是将乙醇和水分离，获得所需浓度的乙醇产品。
这可以通过在精馏塔中提供适当的温度和压力条件来实现。
2.塔的类型根据操作需求，可以选择合适的塔类型。
在这种情况下，可以选择常见的塔类型，如板塔或填料塔。
两种类型都可以用于乙醇和水的精馏，但填料塔通常更适合操作，因为它们具有更大的表面积，有助于有效的质量传递。
3.塔的结构精馏塔的结构由塔底、塔体和塔顶组成。
塔底通常用于收集底部的饱和液和不纯物质，塔体用于分离乙醇和水的混合物，而塔顶用于收集纯净的乙醇产品。
4.塔的操作条件乙醇和水有相对较小的沸点差，因此在精馏过程中，必须要提供适当的操作条件来分离它们。
操作条件的选择将取决于所需的乙醇纯度和回收率。
一般来说，塔的顶部温度应低于乙醇的沸点，而底部温度应高于水的沸点。
5.冷却系统精馏塔需要一个冷却系统来控制温度。
这可以通过在塔顶安装冷凝器来实现。
冷凝器将气体中的乙醇蒸汽冷却成液体，并从塔顶收集纯净的乙醇产品。
6.反应器为了增加乙醇的产率，可以在塔底添加一个反应器。
在反应器中，可以将一部分乙醇和水反应生成乙醇化合物，从而增加乙醇的回收率。
这可以通过在塔底加热和加压来控制反应。
7.控制系统精馏塔的操作需要一个有效的控制系统来实现所需纯度和回收率。
这可以通过监测塔内的温度和压力，并对冷却器和加热器进行控制来实现。
8.安全防护由于精馏过程可能涉及高温和高压操作，必须采取适当的安全措施。
这包括使用安全阀和压力传感器来确保塔的安全操作。
此外，还需要对精馏塔进行定期检查和维护，以确保其在运行中的安全性。
总结：乙醇和水的精馏塔设计需要仔细考虑多个因素，包括操作条件、塔的结构和冷却系统。
精馏分离方案
精馏分离方案1. 引言精馏分离是一种常见的物理分离技术，广泛应用于化工、石油、食品、制药等工业领域。
本文将介绍精馏分离的原理、设备及相关操作流程，旨在提供一个详细的精馏分离方案。
2. 精馏分离原理精馏分离是利用组分的不同挥发性实现物质的分离。
在精馏过程中，液相在精馏塔中被加热，产生蒸汽进入塔顶，然后通过冷凝装置冷凝成液体，称为精馏液。
精馏液在塔体中依次下降，与上升的蒸汽进行物质交换，以实现组分的分离。
这种分离过程依据组分的挥发性差异，使得不同组分在塔体中以不同速度上升或下降，从而达到分离的目的。
3. 精馏分离设备3.1 精馏塔精馏塔是精馏分离过程中最主要的设备之一。
它通常是一个垂直的塔状容器，分为塔顶和塔底两部分。
塔顶设有进料口和出料口，而塔底设有回流管和塔床。
进料被加入塔底，并通过塔床上升，然后在塔顶冷凝。
不同塔床之间的物质交换主要通过塔床上方的液体对塔床下方的蒸汽进行传质，从而实现组分的分离。
冷凝装置用于将精馏塔塔顶的蒸汽冷凝成液体。
常见的冷凝装置包括冷却水冷凝器、冷风冷凝器和凯氏管等。
其中，冷却水冷凝器是最常用的冷凝装置。
它通过将冷却水与蒸汽接触，使蒸汽的温度下降，从而使其冷凝成液体。
3.3 回流装置回流装置用于控制精馏塔中液体的循环。
在精馏塔中，一部分液体会沿着回流管回流到塔顶，与蒸汽进行物质交换。
回流装置的选择和操作对精馏分离的效果有重要影响。
4. 精馏分离操作流程4.1 进料准备首先，需要准备好待分离的原料，确保其符合要求的物化性质。
进料应进行预处理，如去杂质、调整浓度和温度等，以确保进料质量的稳定性和操作的可控性。
4.2 塔底进料将准备好的进料通过管道输入到精馏塔的塔底。
塔底进料通常需要经过加热和压力控制等步骤，以满足分离要求。
4.3 蒸汽加热在塔底进料后，通过加热介质对精馏塔进行加热。
加热的目的是提供足够的热量，使塔底液体产生蒸汽，进而实现物质的分离。
蒸汽从塔顶冷凝形成液体，通过冷凝装置进行冷凝。
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《分离工程》课程设计班级：姓名：专业：课程名称：指导老师：目录一、设计目的和要求二、设计题目三、工艺流程的确定四、操作条件确定五、塔的物料恒算六、塔的工艺条件计算七、物性数据计算八、精馏气液负荷计算九、塔和塔板主要尺寸计算十、溢流装置计算十一、板式塔筛板流体力学计算十二、塔板负荷性能图十三、冷凝器和再沸器热量衡算十四、附属设备计算及选取十五、设计结果总结表十六、设计过程参数总结十七、流程图及设备图(一)设计目的与要求1.使学生更加熟悉工程设计基本内容，掌握化工设计的主要程序及方法。
2.锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，收集和查阅资料的能力，分析和解决工程实际问题的能力，独立工作和创新的能力。
(二)设计题目1.烃化液精馏系统设计2.设计内容公用工程条件为：加热蒸汽等级0.9Mpa（绝压），循环冷却水30℃;电容量可满足要求。
分离要求：塔顶流出液中已苯浓度为3%（摩尔分数），釜液中甲苯浓度为1%。
(三)工艺流程的确定烃化液混合物经过预热器预热到60℃后，送入精馏塔。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分作为回流液，其余为塔顶产品经冷凝器冷凝后送入贮槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷凝后送入贮槽。
流程图为附图。
(四)操作条件确定1.操作压力有设计经验知芳烃混合物操作压力一般低于202Kpa，所以选择常压101.325Kpa为操作压力。
2.进料温度由已知条件只进料温度为60℃.3.进料热状况选择由进料温度及压力确定进料热状况为过冷液体进料。
4.加热剂选择由给定的条件用0.9Mpa的蒸汽作为加热剂。
5.冷却剂选择冷却水作为冷却剂。
(五)精馏塔的物料恒算1.轻重关键组份的确定由所给的原料组成及分离要求，可分析出甲苯为轻关键组分，已苯为重关键组份。
2.塔顶塔底物料组成及塔顶塔底温度计算。
1)K值的计算因为操作压力取为标准大气压101.325Kpa ，所以可按理想流体计算平衡常数K 。
：由i p K p=和0lg iBpA T C=-+（安托尼方程）3) 用试差法计算塔底温度4) 按理想清晰分割法确定塔顶塔底产品分布量塔顶量： D=100×（0.15+0.35）=50 Kmol/h 塔底量： W=100×（0.2+0.2+0.1）=50 Kmol 为避免计算后关键组分浓度超过限度值，dh 和wl 采用的计算浓度值应略小于规定值。
dh=3%×0.9×50=1.35 Kmol/h 则 wh=100×0.2-1.35=18.65 Kmolwl=1%×0.9×50=0.45 Kmol/h 则 dl=100×0.35-0.45=34.55 Kmol/h 所以 （d/w ）h=1.35/18.65=0.0724 （d/w ）=34.55/0.45=76.77785) 求以中关键组分乙苯为对比组分，各组分的平均相对挥发度，用泡点方程计算列表如下：]log(/)log(/)log /log log(/)log(/)1.140310.1460log i h i l h i d w d w h lh d w d w hααα=+-=-+将各组分的平均相对挥发度αih 代入上式，求出（d/w ）i 进一步求出di ，wi ，由上表得到 XDh=0.0265 <3%xWl=0.0092 <1%均小于规定浓度值符合要求。
6)确定塔顶温度和塔底温度设塔底温度为424.15K组分甲苯乙苯丙苯丁苯∑xwi0.00920.37990.40730.2037 1 ki 2.7744 1.46390.8068490.4212yi0.02540.55600.3286340.08580.9959所设塔底温度为424.15K正确。
7)检验各组分相对挥发度与估算值是否一致塔顶温度验算αlh假设=2.140 αlh计算=0.8505/0.3986=2.1337（αlh假设-αlh计算）/αlh计算=（2.140-2.1337）/2.1337=0.29%<5%所以说算正确因塔底所设温度与计算温度相同，不用验算。
(六) 塔的工艺条件计算1) 最小理论塔板数（用芬斯克方程）本设计采用全凝器[]log (/)*(/)log D W lhxl xh xh xl Nm α=(/)25.5926(/)41.4444log 3.0256D W xl xh xh xl lh α=== 计算得：Nm=9.9513 2) 最小回流比的计算求算进料的气化分率 由已知进料温度60℃，操作压力为101.325Kpa ，取进料压力为101.325Kpa ，设气化率为0.平均温度 t=1/2（tD+tW ） =401.15 K以重关键组分乙苯为对比组分，求相对挥发度αi 已知: p=101.325Kpa T=401.35K θ=1.2172 组分i 苯甲苯 乙苯 丙苯 丁苯 求和 Ki 3.5706 1.5977 0.79820.4179 0.2051 ai 4.4733 2.0016 1 0.5236 0.2570 Zi 0.15 0.35 0.2 0.2 0.1 10.20610.8931-0.9208-0.1510-0.026760.000615用试差法计算出当*i zie i ααθ∑=-时θ值为1.2172正确。
则，*1i xDiRm i ααθ+=∑-=2.0147 Rm=2.0147-1=1.0147操作回流比：R=1.5Rm=1.5221 3) 理论板数确定令()/(1)()/(1)(1.530 1.020)/(1.5301)0.2016T m T m y N N N x R R R =-+=-+=-+=查吉利兰图得y=0.40 则Nt=17.25214) 总版效率：由0.240.49(*)y l h L αμ-=lh α=2.0016 t=128℃组分 苯甲苯 乙苯 丙苯 丁苯 求和 XFi 0.15 0.35 0.2 0.2 0.1 1ui 0.18 0.21 0.23 0.29745 0.3447 ul0.0270.07350.0460.059490.034470.24046则，效率η=0.5861(1)/27.7274T Na N η=-= =285) 进料未知的确定 由1T N n m =++解得n/m=0.6262所以 n=7.2583 m=9.9938则精馏段=（n-1）/η=10.6771 圆整为11块塔板 提留段=m/η=17.0503 圆整为17块塔板(七) 物性数据计算1)全塔平均温度t=（424.15+378.15）/2=401.15 K 2) 平均分子量的计算 组成 苯甲苯乙苯丙苯丁苯∑分子量M 78.1152 94.1424 106.169 120.1986134.224塔顶yi 0.2947 0.6788 0.0265 0.999957 塔顶对应xi0.14520.79810.06651.009797塔底yi 7.3315E-06 0.0254 0.5561 0.3286 0.0858 0.995926 塔底xi1.25105E-060.00920.37990.40730.20371由Mvd =∑Mi*yi=89.7344 kg/kmol Mld=∑Mi*xi=93.5382 kg/kmol Mvm=112.4479 kg/kmolMlm=117.4872 kg/kmol所以Mv=101.0912 kg/kmol Ml=105.5127 kg/kmol 3) 液相平均密度lV ρ 依下式：1//a i i ρρ=∑（ai 为质量分数）组分 苯 甲苯 乙苯 丙苯 丁苯 和 128℃ 0.745 0.76 0.765 0.7655 0.624105℃ 0.785 0.79 0.79 0.79 0.79 151℃ 0.72 0.74 0.749 0.75 0.74 yi*m 23.01920982 63.8994 2.8158 89.73439αi 顶0.256526072 0.7121 0.0314 0 0 1 αi 进1.25105E-06 0.0092 0.3799 0.4073 0.2037 1 ρ顶=788.7113kg/m3 ρ底=731.4856 kg/m3ρlv=760.0984kg/m34) 气相平均密度mV ρ3101.325101.09123.0712/8.310401.15v mVPM kg m RT ρ⨯===⨯5)液体表面张力由公式miix σσ=∑ 温度苯 甲苯 乙苯 丙苯丁苯128℃ 15.7 16.5 17.8 18.02 18.4 105℃ 18.5 19 20.5 20.5 20.62 151℃13 14 161615.95m σ底1.96415E-05 0.151229 6.761392 7.339638768 3.747615687 m σ 顶5.451632738 12.8963 0.54369m σ顶=18.8916 mN/m m σ底=17.99989 mN/mm σ=1/2（m σ顶+m σ底）=18.44576 mN/m(八) 精馏气液负荷计算V=（R+1）D=（1.5221+1）50.9022=128.3779 kmol/h3128.3779101.09121.1739/36003600 3.0712v v VM Vs m h ρ⨯===⨯ L=RD=1.5221×50.9022=77.4758 kmol/h377.4758105.51270.00298743/36003600760.0984L L LM Ls m h ρ⨯===⨯ Lh=3600×Ls=10.7548 m3/h(九) 塔径尺寸计算初选塔板间距为HT=0.41 m ，取板上液层高hl=0.06 m计算11/220.0029874760.0984()()()()0.0400391.17378 3.0712L V Ls Vs ρρ== 查Smith 关联图得C20=0.072，依式0.220()20C C σ=校18.44576mN/h时的C ，即0.20.22018.44576()0.072()0.0742020C C σ===m a x 07120.0 1.0023/u m s ===取安全系数为0.70，则m a x 0.700.70 1.11230.77858/u u m s ==⨯= 故81.3858858D m === 圆整为D=1.4 m 则空塔气速为u=0.762891 m/s(十) 溢流装置计算采用单溢流，弓形降液管，平行受液盘及平行溢流堰，不设进口堰，个计算尺寸如下。