精馏塔再沸器工艺计算

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化工设计-再沸器的设计

1概述再沸器是蒸馏塔底或侧线的热交换器，用来汽化一部分液相产物返回塔内作气相回流，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行，同时提供蒸馏过程所需的热量，又称重沸器。

1.1再沸器设备的研究现状再热器是广泛应用于石油、化工生产过程中的工艺设备。

目前国内外的工程上对再沸器的基本要求是操作稳定、调节方便、结构简单、加工制造容易、安装检修方便、使用周期长、运转安全可靠，同时也应考虑其占地面积和安装空间高度要合适。

目前我国再沸器技术基础研究仍然薄弱。

相对于国外先进水平，我国换热器产业在产品的基础研究和原理研究上存在较大的技术差距。

在换热器制造上，我国目前还以仿制为主。

由于在再沸器的相关计算等方面缺少大型专业化软件支持，使得我国对设计出来的再沸器产品无法准确预计其使用效果。

随着我国工业化和城镇化进程的加快，国内市场和出口市场对换热器的需求量将会保持增长，客观上为我国再沸器产业的快速发展提供了广阔的市场空间。

在石油、化工、电力、轻工、食品等行业仍然保持稳定增长，将对再沸器产业产生巨大的需求拉动。

1.2常见的再沸器类型再沸器可分为交叉流和轴向流两种类型。

在交叉流类型中，沸腾过程全部发生在壳程，常用的形式有釜式再沸器、内置式再沸器和水平热虹吸式再沸器。

在轴向流类型中，沸腾的再热蒸汽、气体或液体顺着轴向流动，热量载体与塔底产物的热量交换主要在管程进行，最常用的形式为立式热虹吸式再沸器。

当热虹吸式再沸器的循环量不够时，则使用泵来增加循环量，这时，称之为强制循环式再沸器。

强制循环式再沸器既可以为立式结构，也可以为水平结构。

在目前的化工工程中，最常用的再沸器为立式热虹吸式再沸器，其性能最稳定，节能效果较好，使用周期长，操作、维修费用较低，综合效率较高。

1.3再沸器的连接方式再沸器与换热管间有3种连接方式:焊接、胀接以及焊胀并用。

心连心化肥的再沸器采用的是焊接方式。

再沸器的运行效率受到温差应力、管壳程压力、介质腐蚀、流体腐蚀以及自身设计等因素的影响。

化工基础第三章(精馏过程的物料衡算与操作线方程)

则：
F＝180＋W 0.24F＝180×0.95＋0.03W
解得： F＝788.6kmol/h（进料量） W＝608.6kmol/h（釜液量）
（2）据 R＝L/D
故回流比为：
R L 670 3.72 D 180
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（3）据：
y n 1
R R 1
xn
1 R 1 xD
故精馏段操作线方程为：
y n 1
3.72 3.72 1
xn
0.95 3.72 1
0.788xn
0.201
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（4）由于进料为饱和液体，故 q＝1
则： R' xF xW (R q) q 0.24 0.03 (3.72 1) 1 2.4
xD xF
0.95 0.24
据：
y m 1
R' R'
一层塔板（n+1板）上升的蒸汽组成yn+1之间的关系称之为操作关系，描述它们之间关系的方程称为操作线方程。
操作线方程可通过塔板间的物料衡算求得。
在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的中部加入，致使精馏段和提馏段具有不同的操作关系，现分别予以讨论。
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1、精馏段操作线方程
例：将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95% 易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为 670kmol/h，试求：
1、每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少 kmol/h的釜液？
2、回流比R为多少？ 3、写出精馏段操作线方程； 4、若进料为饱和液体，写出提馏操作线方程。

精馏塔计算方法

目录1 设计任务书 (1)1.1 设计题目………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1.2 已知条件………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1.3设计要求…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2 精馏设计方案选定 (1)2.1 精馏方式选择…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2.2 操作压力的选择…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2.4 加料方式和加热状态的选择……………………………………………………………………………………………………………………………………………………2.3 塔板形式的选择…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2.5 再沸器、冷凝器等附属设备的安排……………………………………………………………………………………………………………………………………………2.6 精馏流程示意图…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3 精馏塔工艺计算 (2)3.1 物料衡算…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3.2 精馏工艺条件计算………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3.3热量衡算…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………4 塔板工艺尺寸设计 (4)4.1 设计板参数………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………4.2 塔径………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………4.3溢流装置…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………4.4 塔板布置及浮阀数目与排列……………………………………………………………………………………………………………………………………………………5 流体力学验算 (6)5.1 气相通过塔板的压降……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………5.2 淹塔………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………5.3 雾沫夹带…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6 塔板负荷性能图 (7)6.1 雾沫夹带线………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6.2 液泛线…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6.3 液相负荷上限线…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6.4 漏液线…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6.5 液相负荷下限线…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………6.6 负荷性能图………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………7 塔的工艺尺寸设计 (8)8釜温校核 (9)9热量衡算 (9)10接管尺寸设计 (10)符号说明 (10)参考文献 (13)结束语 (13)1．设计任务1．1设计题目：年产8000吨乙醇板式精馏塔工艺设计1．2已知条件：1原料组成：含35%（w/w）乙醇的30度液体，其余为水。

精馏塔塔设计及相关计算

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------精馏塔塔设计及相关计算2011板式精馏塔设计任务书板式精馏塔的设计选型及相关计算设计计算满足生产要求的板式精馏塔，包括参数选定、塔主题设计、配套设计及相关设计图Administrator 09 级化工 2 班xx2011/12/11/ 27目录板式精馏塔设计任务....................................... 3一．设计题目. (3)二．操作条件 (3)三．塔板类型 (3)四．相关物性参数 ................................................ 3 五．设计内容 .................................................... 3设计方案 ...................................错误！未定义书签。

一．设计方案的思考 .............................................. 6 二．工艺流程 . (6)板式精馏塔的工艺计算书 ................................... 7一．设计方案的确定及工艺流程的说明............................... 二．全塔的物料衡算 ............................................... 三．塔板数的确定 ................................................. 四．塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算................... 五．精馏段的汽液负荷计---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 算 ......................................... 六．塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 ............................... 七．塔板负荷性能图 ...............................................筛板塔设计计算结果 .....................错误！未定义书签。

乙醇水精馏塔计算

乙醇水精馏塔计算精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。

有板式塔与填料塔两种主要类型。

根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。

由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。

化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。

精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。

化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。

为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。

可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

本次设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。

通过对精馏塔的运算，调试出塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。

目录目录 (4)绪论 (7)1.1 项目设计的目的 (7)1.2 设计根据 (7)1.3 设计内容及任务 (9)1.3.1 设计题目 (9)1.3.2 设计任务及条件 (9)1.4 设计内容： (9)1.5 设计成果： (9)第2章塔的工艺计算 (10)2.1 工艺过程 (10)2.1.1 物料衡算 (10)2.1.2 理论及实际塔板数的确定 (11)2.2 塔的结构设计 (15)2.2.1 精馏塔塔径的计算 (15)2.2.2 塔的实际高度和实际进料高度的计算 (25)第3章换热器设备计算 (26)3.1 全凝器负荷计算 (26)3.2 塔釜饱和蒸汽直接加热流量计算 (28)3.3 冷凝器二负荷计算 (28)3.4 冷凝器三负荷计算 (29)3.5 换热器负荷计算 (30)第4章管材的计算 (33)4.1 进料管直径的计算 (33)4.2 溜出夜管道直径的计算 (33)4.3 全凝器冷凝水管材直径的计算 (34)4.4 冷凝器冷却水管材直径的计算 (35)4.4.1 冷凝器二的计算： (35)4.4.2 冷凝器三的实际流速计算 (36)4.5 换热器沸腾水进水管道直径 (36)第5章离心泵的选型与计算 (37)5.1 进料离心泵的计算选型 (37)5.2 循环泵一的计算及选型 (38)5.3 循环泵二的计算和选型 (39)5.4 沸腾水进塔离心泵 (40)表索引表2-1物料衡算数据记录 (10)表2-2平均摩尔质量 (18)表2-3液相平均密度 (20)表2-4液体平均张力 (22)表2-5汽液相体积流量计算 (23)绪论1.1项目设计的目的培养学生综合运用所学知识，特别是本课程的有关知识解决化工实际问题的工作能力，使学生得到一次学习化工设计能力的初步训练，为今后从事化工设计工作打下基础。

苯甲苯精馏塔计算示例

求得： tW =108.97℃ c.进料液温度 t F
求得： t F =94.52℃
2
沈阳化工学院学士学位论文
第一部分工艺计算
(3)回流比的确定 (3)
a、已知泡点进料 q = 1 且求得 tF =94.52℃
在此温度下，利用表 1-1 内插法计算苯和甲苯的饱和蒸汽压,
94.52 − 80.2 p 0 A − 760 p 0 B − 300 = = 100 − 80.2 1344 − 760 559 − 300
t F = 94.52 温度下，查表苯，甲苯的粘度分别是 0.265 和 0.285
µ
LF
= µ ∗ x F + µ ∗ (1 − x F )
1 2
=0.265*0.4402+0.285*（1-0.4402） =0.276
−0.245 ET = 0.49 × （2.43 × 0.276） = 0.539
= 1.51 d、R = 1.2 Rmin = 1.2 *1.51 = 1.81
1.3 物料衡算物料衡算
已知： D ! =
2.8 × 10 7 =3607.5kg/h 330 × 24 × 0.98
M
D
=78.35kg/mol D! =46.04kmol/h MD
D=
根据物料恒算方程： F=D+W F=46.04+W
= 116.44*0.0352+142.20*(1 –0.0352) = 141.29
kj /(kmol*k)
tF 温度下：
Cp（F）= Cp1 * XF + Cp2(1 – XF)
= 119.93 * 0.4402 + 137.15*(1 – 0.4402) = 126.05

211018600_精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计

第52卷第3期辽宁化工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023收稿日期： 2023-03-06精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计徐鹭（辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁沈阳 110000）摘要：对立式热虹吸再沸器的运行模式和特性进行了简单的描述，利用Aspen Plus、Aspen EDR 模拟软件，对精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟和设计过程进行了研究，研究了塔釜静压头、再沸器结构尺寸、进出口管径等对热虹吸循环稳定性的影响，并获得了最优的再沸器结构参数。

再沸过程中，由于塔中的流体静态压力与再沸反应室中两相流场的浓度之比存在差异，在进行再沸反应室的优化时，对再沸反应室中的流体静态压力进行合理选取，以保证再沸反应室的基本结构尺寸，实现较好再沸器循环。

关键词：立式热虹吸再沸器；循环；优化设计中图分类号：TQ051.65 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0390-04再沸器一般设置在精馏塔的底部，与精馏塔之间有一段距离。

根据汽液流动的推力与阻力相等的原理，设计了一种自然循环型再沸器。

在再沸器中，以低压蒸气作为加热媒介，通过再沸器壳程，使管程内的原料受热，并在其内部凝结成水。

塔釜的原料经重力作用流入再沸器管，经高温加热后，在再沸器管中生成气－液二相流，并以高速回流。

在正常运行的情况下，塔釜液面与再沸器下管板之间的竖直距离被称作“安装高度”。

再沸器循环主要来源于再沸器前部管路的阻力下降、再沸器传热管路的阻力下降以及再沸器出口回程的气－液两相流的阻力下降。

在推力与阻值相等的情况下，再沸器蒸发速率较大，出口管内物质浓度较低，入口管内物质浓度较大，塔釜中的汽液在再沸器中不停地“虹吸”，汽液两相又会自动地回到塔中，形成自然循环。

1 再沸器安装高度本文设计和优化的立式热虹吸再沸器与低压精馏塔相连，详情见图1，立式热虹吸再沸器的循环推动力来源于塔釜正常液位到再沸器下管板的垂直距离。

Aspen简捷法精馏塔设计计算解析

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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
SCFrac (简捷法多塔蒸馏)
对每个塔段必需规定产品压力和基于进料流率
的产品流率或分率，对所有产品，除馏出物外必须规定蒸汽与产品的比值。
计算中由于进行蒸汽计算，所以水必须被定义
为一个组分。所以水都与塔顶产品一起离开。
该模型不能处理固体，游离水计算可在冷凝器
5 简捷法精馏塔设计计算
1
第 1页
5 塔Columns模块
塔设备是化工生产中应用最为广泛的操作设备之一，通常在其中进行蒸馏（精馏）、吸收和萃取单元操作。吸收和蒸馏实际都是气液相平衡的单元操作，只是蒸馏过程的热量平衡相对更为复杂。
对塔设备可分为三大类：简捷法计算的蒸馏塔、严格法计算的蒸馏塔和液-液萃取塔三类。
第 6页
5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
Distl（简捷法精馏核算）
Distl模型可以模拟一个带有一股进料和两种产品的多级多组分的蒸馏塔，塔可带有分凝器或全凝器。模型假定恒摩尔流和恒相对挥发度。用Edimister法进行产品组成。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
中完成。
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5 塔Columns模块---简捷蒸馏模块
SCFrac (简捷法多塔蒸馏)
SCFrac估算：
产品组成和流率
每一段的级数
每一段的热或冷负荷
该模型不能处理固体，游离水计算可在冷凝器中完成。
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例5-1 简捷法精馏设计计算
• 利用精馏方法对附表中进料流股进行分离，其压强为445830 Pa，处于饱和液体状态。规定该分离操作的轻、重关键组分分别为N-Butane和I-Pentane，塔顶产品中轻、重关键组分的回收率（recovery）分别为0.99 08和0.0112，并规定操作采用回流比为最小回流比的1.8倍。体系热力学性质计算采用“SR K”模型方程。试确定：该条件下的最小回流比、理论板数、最小理论板数及适宜的进料位置。组分 Propane I-Butane N-Butane I-Pentane 流量 / kmol/s 0.0006 0.0013 0.0038 0.0025

化工原理课程设计精馏塔详细版

广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：学号：设计时间：设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。

2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。

因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。

3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。

4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。

5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。

6．操作回流比R=（1.1——2.0）R。

min设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。

2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。

3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。

指导教师：时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。

2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。

因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。

3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。

4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。

5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。

6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。

min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。

2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。

3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。

1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。

技术精馏中再沸器的选型和典型布置方案实例

技术精馏中再沸器的选型和典型布置方案实例导语：精馏是工业上应用最广的对液体混合物分离的操作，再沸器作为完成回流的重要设备之一，今天小七就带大家了解再沸器的选型和布置要求。

再沸器是石油化工精馏工艺中常见的装置，再沸器安装在精馏塔底部，通过再沸器加热塔底(蒸馏釜)的液体，使其部分汽化并成为上升蒸汽，为精馏塔的精馏段、提馏段以及塔板汽液两相传热传质提供所需的热量。

工程上对再沸器的基本要求是操作稳定、调节方便、结构简单、加工制造容易、安装检修方便、使用周期长、运转安全可靠，同时也应考虑其占地面积和安装空间高度要合适。

一般说来，同时满足上述各项要求是困难的，故在设计上应进行全面分析、综合考虑，找出主要的、起决定性作用的要求，然后兼顾一般，选择一种比较合理的再沸器形式。

再沸器的类型选型根据循环形式，再沸器分为自然循环式热虹吸和强制循环式热虹吸。

自然循环式热虹吸再沸器在国内的精馏塔(装置)工艺中最为常用。

自然循环式热虹吸再沸器依靠塔釜内的液体静压头和再沸器内两相流的密度差产生推动力形成热虹吸式运动。

利用再沸器中气液混合物和塔底液体的密度差作为推动力，增加流体在管内的流动速度，减少了污垢的沉积，提高了传热系数。

强制循环式热虹吸再沸器用泵强制把流体从塔中抽出，送入再沸器加热循环。

用蒸汽加热的再沸器，可在蒸汽管上设置调节阀，控制蒸汽流量，或在冷凝液出口管上安装调节阀，改变再沸器内冷凝的液位而调节热量。

根据安装形式，再沸器分为立式和卧式。

立式有热虹吸式，强制循环式。

卧式有热虹吸式，强制循环式，釜式再沸器，内置式再沸器。

1、立式热虹吸再沸器立式热虹吸再沸器利用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。

这种再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。

但由于结构上的原因，壳程不能采用机械方法洗涤，因此不适宜用于高粘度或较脏的加热介质。

苯—氯苯精馏塔课程设计

化工原理课程设计说明书专业：08化学工程与工艺班级：一班学生姓名：周*学生学号：*************指导教师：许**设计时间：2010年 11月 27日成绩：________________课程设计题目——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计一、设计题目苯－氯苯精馏分离板式塔设计二、设计基础数据苯，氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据三，设计任务及操作条件（一）设计任务（1）原料液中氯苯含量：质量分率60%（质量）。

（2）产品纯度为98%（质量）的氯苯。

（3）塔顶馏出液中氯苯含量不得高于2%（质量）。

（4）生产能力：5000吨／年原液产品，年开工300天。

（二）操作条件（1）精馏塔顶压强： 4.0kpa （表压）（2）进料热状态饱和液体进料（3）回流比：min1.2R R（4）单板压降压：≤0.7kpa（5）塔顶采用全凝器泡点回流。

塔釜采用间接饱和水蒸气加热（6）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：125t C=︒ ;240t C=︒再沸器加热剂：饱和水蒸气，加热剂温度：P=2at(表压) 热损失：Q1=5%QB （7）全塔效率为0.6 四、要求（1）对精馏过程进行描述（2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算（3）对精馏塔进行设计计算（4）对精馏塔的附属设备进行选型（5）画一张精馏塔的装配图（6）编制设计说明书目录第一章流程及生产条件的确定和说明-------------------------------------------10 第一节概述---------------------------------------------------------------------------10 1.1设计方案简介 ---------------------------------------------------------------------10 1.2设计方案的确定和说明 ----------------------------------------------------- ----10 1.2.1装置流程的确定 ------------------------------------------------------------ ---10 1.2.2操作压力的选择 ----------------------------------------------------------------10 1.2.3进料热状况的选择 -------------------------------------------------------------11 1.2.4加热方式的选择 ----------------------------------------------------------------11 1.2.5回流比的选择 ------------------------------------------------------------ -----11 第二节精馏塔的物料衡算 --------------------------------------------------------11 1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数------------------------------------ ---11 2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量------------------------------ ---11 3. 物料衡算 --------------------------------------------------------------- ------- ---11 第三节塔板数的确定 ------------------------------------------------------------ ---121. q 值-------------------------------------------------------------------------------------122. 总理论板数的确定------------------------------------------------------------------12 2.1最小回流比的求取---------------------------- -------------------------------------12 2.1.1.利用泡点方程和露点方程求取y x ~----------------------------------------12 2.1.2确定操作的回流比R-------------------------------------------------------------13 2.1.3精馏塔的气液相负荷-------------------------------------------------------------13 2.1.4求操作线方程：-------------------------------------------------------------------13 2.1.5求理论板数：逐板法（塔顶全凝器）----------------------------------------14 2.1.6板效率-------------------------------------------------------------------------------14 2.1.7实际板数的求取-------------------------------------------------------------------14 第二章精馏塔工艺计算---------------------------------------------------------------14 第一节精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算------------------------------14 1操作压力计算--------------------------------------------------------------------------15 2 操作温度计算--------------------------------------------------------------------------15 3平均摩尔质量计算---------------------------------------------------------------------15 4平均密度计算---------------------------------------------------------------------------16 4.1气相平均密度计算-------------------------------------------------------------------16 4.2液相平均密度计算-------------------------------------------------------------------16 5、液体表面张力计算-------------------------------------------------------------------18 6、液体平均黏度计算-------------------------------------------------------------------18第三章精馏塔设计计算----------------------------------------------------------------19 第一节精馏塔的塔体的工艺尺寸计算---------------------------------------------19 3.1．塔径的计算--------------------------------------------------------------------------19 3.2.提馏塔有效高度的计算-------------------------------------------------------------21 第二节塔板主要工艺尺寸计算-------------------------------------------------------21 1、塔板主要工艺尺寸的计算----------------------------------------------------------21 1.1溢流装置计算-------------------------------------------------------------------------21 1.1.1堰长wl --------------------------------------------------------------------------------211.1.2溢流堰高度wh ----------------------------------------------------------------------211.1.3弓形降液管宽度d W 和截面和fA ----------------------------------------------221.1.4降液管底隙高度0h ----------------------------------------------------------------221.1.5 塔板布置----------------------------------------------------------------------------22 1.1.6筛孔计算及排列--------------------------------------------------------------------23 第三节筛板的流体力学验算----------------------------------------------------------23 1、塔板压降-------------------------------------------------------------------------------23 1.1干板阻力ch 的计算------------------------------------------------------------------231.2气体通过液层的阻力的计算-------------------------------------------------------23 1.3液体表面张力的阻力h的计算------------------- -------------------------------232、液面落差-------------------------------------------------------------------------------243、液沫夹带-------------------------------------------------------------------------------244、漏液--------------------------------------------------------------------------------------245、液泛--------------------------------------------------------------------------------------246、塔板负荷--------------------------------------------------------------------------------25 6.1漏液线-----------------------------------------------------------------------------------256.2液沫夹带线-----------------------------------------------------------------------------25 6.3液相负荷下限线-----------------------------------------------------------------------26 6.4液相负荷上限线-----------------------------------------------------------------------27 6.5液泛线-----------------------------------------------------------------------------------27第四章附属设备及主要附件的选型和计算----------------------------------------29 第一节辅助设备设计------------------------------------------------------------------29 1.再沸器的热量衡算----------------------------------------------------------------------29 2.全凝器热量衡算-------------------------------------------------------------------------303.塔内其他它构件-------------------------------------------------------------------------31第五章设计结果列表---------------------------------------------------------------------31第六章设计结果与讨论和说明--------------------------------------------------------33 第一节设计结果自我评价------------------------------------------------------------33 第二节此次设计的心得有以下几点-----------------------------------------------33第七章结束语----------------------------------------------------------------------------33 第八章参考文献----------------------------------------------------------------------33符号说明英文字母Aα－阀孔的鼓泡面积m2A f －降液管面积m2A T －塔截面积m2b －操作线截距c －负荷系数（无因次）c0 －流量系数（无因次）D －塔顶流出液量kmol/hD －塔径md0 －阀孔直径mE T －全塔效率（无因次）E －液体收缩系数（无因次）e－物沫夹带线kg液/kg气vF －进料流量kmol/hF0 －阀孔动能因子m/sg －重力加速度m/s2H T －板间距mH －塔高mH d －清液高度mh c －与平板压强相当的液柱高度mh d －与液体流径降液管的压降相当液柱高度mh r －与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度mh f －板上鼓泡高度mh L －板上液层高度mh0 －降液管底隙高度mh02v－堰上液层高度mh p －与板上压强相当的液层高度mhσ－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度m h2v－溢液堰高度mK －物性系数（无因次）L s －塔内下降液体的流量m3/sL w －溢流堰长度mM －分子量kg/kmolN －塔板数N p －实际塔板数N T －理论塔板数P －操作压强PaΔP－压强降Paq －进料状态参数R －回流比R min－最小回流比u －空塔气速m/sw －釜残液流量kmol/hw c －边缘区宽度mw d －弓形降液管的宽度mw s －脱气区宽度mx －液相中易挥发组分的摩尔分率y －气相中易挥发组分的摩尔分率z －塔高m希腊字母α－相对挥发度μ－粘度Cpρ－密度kg/m3σ－表面张力下标r －气相L －液相l －精馏段q －q线与平衡线交点min－最小max－最大A －易挥发组分B －难挥发组分主要流程：冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←~ 塔底产品冷却器→氯苯的储罐→氯苯流程示意图：图5-1 板式塔总体结构简图化工原理课程设计----------筛板塔的设计第一章流程及生产条件的确定和说明第一节概述精馏塔是现在化工厂中必不可少的设备，因此出现了很多种的精馏塔。

精馏塔的计算(技术部)

过大，气体又可能通过底隙窜入降液管，故底隙宜小些以保证液封。
取
则
塔板布置
.受液区和降液区：一般这两个区域的面积相等，均可按降液管截面积计。
.边缘区：在塔壁边缘留出一定宽度的环形区域供固定塔板用。
.入口安定区和出口安定区，通常宽度相等。
.有效传质区：余下的塔板上有浮阀孔的区域。
于此处考虑：
塔径，采用分块组装式。
由排布图可得实际的开孔数个
在适宜范围内
塔板开孔率
.塔板的流体力学校核
塔板压降校核：
、干板阻力
阀全开前：
阀全开后：
临界速度
有
故
、板上充气液层阻力
故塔板压降为
满足要求。
液沫夹带的校核：
因塔径>,应控制泛点率不超过。
由及
查《化工原理》（朱家骅编制）图泛点负荷因子图：
图泛点负荷因子图
得，并查物性系数表得
标绘于塔板负荷性能图中得到直线。
图浮阀塔塔板操作性能图
由图可知，操作线位介五条曲线之间，且有一定操作弹性空间，设计合理。
塔机械工程设计
.塔高的计算
实际塔板数
由提取的数据可以，实际塔盘数为
塔顶空间高
塔顶空间高度的作用时安装塔板和开人孔的需要，也使气体中的液体自由沉降，减少塔顶出口气中的液滴夹带，空间高度一般取，这里取。
.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
（）下列情况优先选用板式塔：
.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定。
.液相负荷较小。
.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小。
.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。这是因为一方面板式塔的结构上容易实现，此外，塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热。

精馏塔强制循环再沸器的工艺系统设计

精馏塔强制循环再沸器的工艺系统设计1.工艺简介：精馏塔强制循环再沸器工艺系统是由一个精馏塔和一个再沸器组成的。

原料通过精馏塔，在塔内发生分馏，产生不同纯度的流体产物。

然后，部分产物进入再沸器，在再沸器中进行再沸和蒸汽分离，以提高产品的纯度。

再沸器中产生的蒸汽通过回流到精馏塔中进行再循环使用，减少了能源的浪费。

2.设计原则：在设计精馏塔强制循环再沸器工艺系统时，需要考虑以下几个原则：1）确定适当的塔数和塔段数，以达到所需产品纯度。

2）确定适当的操作压力和温度，以实现产品分离和蒸汽回流。

3）确定适当的再沸器设计和操作参数，以提高产品纯度。

4）确定适当的回流比例，以最大限度地节约能源和减少废料排放。

3.精馏塔设计：在精馏塔的设计中，需要考虑以下几个因素：1）确定塔的直径和高度，以满足所需的产品纯度和流量要求。

2）选择适当的填料或板式，以提高塔的分离效果。

3）确定塔的操作参数，如压力和温度。

4.再沸器设计：再沸器是精馏塔强制循环再沸器工艺系统中的关键组件之一，其设计要点如下：1）确定再沸器的操作参数，如压力和温度。

2）选择适当的加热方式，如蒸汽加热、导热油加热等。

3）确定再沸器的循环比例，以达到所需的产品纯度。

5.蒸汽回流系统设计：1）确定蒸汽回流的流量和压力，以满足精馏塔的操作要求。

2）选择适当的冷却方式，如空气冷却、冷水冷却等。

3）确保蒸汽回流系统的密封性和稳定性，以防止蒸汽的泄漏和能源的浪费。

6.控制系统设计：在精馏塔强制循环再沸器工艺系统中，需要设计一个可靠的控制系统来实现产品的分离和蒸汽回流。

控制系统的设计要点如下：1）确定适当的控制策略，如比例控制、反馈控制等。

2）选择适当的传感器和执行器，以实现对流体流量和温度等参数的监测和控制。

3）设计集散控制系统，以实现对整个工艺系统的远程监控和控制。

综上所述，精馏塔强制循环再沸器工艺系统设计需要考虑塔设计、再沸器设计、蒸汽回流系统设计和控制系统设计等方面的因素。

精馏塔和再沸器的设计

前言设计就是根据生产任务的要求，综合各方面知识而设计的满足生产要求的工程技术方案。

化工项目设计的基本过程是，可行性研究、工程设计、详细设计、项目施工、开车验收等。

我们这次课程设计主要是初步设计即方案设计和设备设计。

本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。

说明中对精馏塔和再沸器的设计计算做了详细的阐述，对于辅助设备和管路的设计也做了简单的说明。

鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多的错误，希望各位老师给予指正。

感谢老师的指导和参阅！目录第一章概述 (4)第二章 1.1精馏塔 (5)1.2再沸器 (5)1.3冷凝器 (5)第三章方案流程简介 (6)2.1 精馏装置流程 (6)2.2 工艺流程 (6)2.3设备选用 (7)2.4处理能力及产品质量 (7)第四章精馏塔工艺设计 (9)3.1设计条件 (9)3.2物料衡算及热量衡算 (9)3.3塔板数的计算 (10)3.4精馏塔工艺设计 (13)3.5溢流装置的设计 (15)3.6塔板布置和其余结构尺寸的选取 (16)3.7塔板流动性能校核 (17)3.8负荷性能图 (19)第五章再沸器的设计 (22)4.1设计任务与设计条件 (22)4.2估算设备尺寸 (23)4.3传热系数的校核 (24)4.4循环流量校核 (27)第六章辅助设备的设计 (32)第七章管路设计 (38)第八章控制方案 (39)附录一主要符号说明 (40)附录二参考文献 (44)附件一 C程序附件二 matlab程序附表三塔板负荷性能图第一章概述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的应用。

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。

精馏塔精馏塔是该工艺过程的核心设备，精馏塔按传质元件区别可分为两大类，即板式精馏塔和填料精馏塔。

精馏塔再沸器工艺计算

目录目录 (1)精馏塔再沸器工艺课程设计 (2)1.设计任务及设计条件 (2)2.方案论证 (2)3.估算设备尺寸 (3)4.传热系数校核 (3)5.循环流量校核 (7)6.设计结果汇总 (12)7.工艺流程图 (13)8.带控制点的工艺流程图 (13)精馏塔再沸器工艺设计1.设计任务及设计条件(1) 设计任务：精馏塔塔釜，设计一台再沸器(2) 再沸器壳层和管层的设计条件：潜热γ0=812.24kJ/kg 热导率λ=0.023W/(m•K)粘度=0.361mPa•s 密度ρ0=717.4kg/m3管层流体83℃下的物性数据：潜热γi=31227.56kJ/kg 液相热导率λi=0.112 W/(m•K)液相粘度=0.41 mPa•s 液相密度=721 kg/m3液相定压比热容=2.094kJ/(kg•K)表面张力=1.841×10-2N/m汽相粘度=0.0067 mPa•s 汽相密度=0.032 kg/m3蒸汽压曲线斜率(Δt/Δp)s=2.35×10-3m2•K/kg2.方案论证立式热虹吸再沸器是利用塔底釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，使得釜液在精馏塔底与再沸器间流动循环。

立式热虹吸再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。

由于结垢原因，壳层不能采用机械方法清洗，因此壳层不适宜用高黏度或较脏的加热介质，本设计中壳层介质为乙醇蒸汽，较易清洗。

3.估算设备尺寸计算热流量Φ为 )(1038.33600/100024.81215005W q b mb ⨯=⨯⨯==Φγ计算传热温差m t ∆为(11583)(8583)10.82()(11583)(8583)m t K Ln ---∆==-- 假设传热系数K=XX ，估算传热面积A p 为拟用传热管规格230⨯φ，管长L=3000m ，计算总传热管数N TN T =1006303.014.334.2840=⨯⨯=L d A pπ 若将传热管按正三角形排列，则可用N T =3a(a+1)+1，b=2a+1，D=t(b-1)+（2~3）d 0计算壳径D 为 D=32×(37-1)+3×30≈1400mm取管程进口管径Di=250mm ，出口管直径D 0=600mm 。

精馏塔的计算

精馏塔的计算4.3 塔设备设计概述在化工、石油化工及炼油中，由于炼油工艺和化工生产工艺过程的不同，以及操作条件的不同，塔设备内部结构形式和材料也不同。

塔设备的工艺性能，对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及“三废”处理和环境保护等各个方面，都用重大的影响。

在石油炼厂和化工生产装置中，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的25.93%。

塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60-120万吨催化裂化装置中占48.9%。

因此，塔设备的设计和研究，对石油、化工等工业的发展起着重要的作用。

本项目以正丁醇精馏塔的为例进行设计。

塔型的选择塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。

a．板式塔。

塔内装有一定数量的塔盘，是气液接触和传质的基本构件；属逐级（板）接触的气液传质设备；气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热；两相的组分浓度呈阶梯式变化。

b．填料塔。

塔内装有一定高度的填料，是气液接触和传质的基本构件；属微分接触型气液传质设备；液体在填料表面呈膜状自上而下流动；气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相的传质和传热；两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。

1 填料塔与板式塔的比较：表4-2 填料塔与板式塔的比较塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。

（1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。

因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。