精馏塔的设计计算

温度差较小，传热面积将增加。冷却水出口温度的选择由当
地水资源确定，但来自百度文库般不宜超过50℃，否则溶于水中的无机 盐将析出，生成水垢附着在换热器的表面而影响传热。
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•6、热能的利用 • 精馏过程耗能较多，节约和合理地利用精馏过程本身的热能。 •◇选取适宜的回流比，使过程处于最佳条件下进行，可使能耗 降至最低。 •◇塔顶蒸汽冷凝潜热及釜液产品的余热充分利用。
• 对典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定；
• （4）工艺流程简图
• 以单线图的形式绘制流程图，标出主体设备和辅助设备的物料
流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点；
• （5）主体设备工艺条件图（装配图）
•
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图面上应包括设备的主要工艺尺寸，技术特精馏性塔的表设计和计算接管表；
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•二、化工原理课程设计的内容
• 1、课程设计的基本内容
• （1）设计方案简介
• 对给定或选定的工艺流程，主要的设备型式进行简要的论述；
• （2）主要设备的工艺设计计算
• 包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸
计算及结构设计；
• （3）典型辅助设备的选型和计算
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第二节 板式精馏塔的工艺计算
•一、设计方案的确定 •1、设计方案确定的原则： • ◇满足工艺和操作的要求：保证产品达到任务规定的要求， 质量要稳定 ，有一定的操作弹性 ，要考虑必需装置的仪表(如 温度计、压强计，流量计等)。
• ◇经济方面：要节省热能和电能的消耗，降低操作费用；减 少设备及基建费用。 • ◇保证安全生产
• 本设计按以下几个阶段进行： •1、根据设计任务和工艺要求，确定设计方案。根据给定任务， 对精馏装置的流程、操作条件、塔板类型等进行论述。 •2、蒸馏塔的工艺计算 • ◇确定理论塔板数（作图法）、实际板数； • ◇确定塔高和塔径。
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•3、塔板设计： • ◇设计塔板各主要工艺尺寸 • 溢流装置、塔板布置、筛孔或浮阀的设计及排列（图）； • ◇进行流体力学校核计算； • ◇画出塔的负荷性能图。 •4、辅助设备的设计： • ◇换热器的热负荷：求取塔顶冷凝器、冷却器的热负荷和所 需冷却水用量；再沸器的热负荷和所需加热蒸汽用量。
•2、课程设计组成 •（1）设计说明书及主要内容：
• ◇封面（课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 ）； • ◇ 目录； • ◇ 设计任务书； • ◇ 工艺流程及设计方案说明； • ◇ 设计条件及主要物性参数表； • ◇ 工艺设计计算； • ◇ 设计结果汇总表； • ◇ 辅助设备的设计及选型； • ◇ 设计评述及设计者对本设计有关问题的讨论； • ◇参考资料。 •（2） 工艺流程图及主体设备装配图；
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• ◇换热器的设计选型 • ◇输液用泵的型号：根据流体的输送量、杨程和流体 物性，选定泵的型号(在各输液泵中任选一个选型)； • ◇流程中主要管线的设计：先选定物料在管路中的适 宜流速，经计算、圆整，最后确定管路尺寸和材质。 •5、抄写说明书。 •6、绘制精馏装置工艺流程图和精馏塔装配图。
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•5、冷却方式 • ◇冷却器：通常在塔顶设置蒸气全部冷凝的全凝器。其为 辅助设备，需进行选型，多采用列管式，水平或垂直放置。
• ◇冷却剂的选择：由塔顶蒸汽温度决定。如果塔顶蒸汽温 度低，可选用冷冻盐水或深井水作冷却剂。如果能用常温水
作冷却剂，是最经济的。
• ◇水的入口温度：由气温决定，出口温度由设计者确定。 冷却水出口温度取得高些，冷却剂的消耗可以减少，但同时
• ◇本次设计，塔顶操作压力为4kPa（表压），每层塔板压降 p≤0.7kPa。
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•3、进料状况的选择 • 进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密 切的联系。 • 在实际的生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热 到泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比 较容易控制，不致受季节气温的影响。 • 此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为 设计和制造上提供了方便。
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2020/11/30
精馏塔的设计计算
•第一节 概述
•一、化工原理课程设计的目的和要求
• 通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养： • 1. 查阅数据手册，正确选用公式和搜集数据的能力； • 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的 合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思 想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； • 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； • 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
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•3、注意事项 • 整个设计是由论述、计算和绘图三部分组成。 • ◇论述应该条理清晰，观点明确； • ◇计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所用 数据必须注明出处；
• ◇图表应能简要表达计算的结果。
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•三、化工原理课程设计的步骤
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•4、加热方式的选择 • ◇加热方式：蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设 置再沸器。 • 若塔底产物近于纯水，而且在浓度稀薄时溶液的相对挥发度 较大(如酒精与水的混合液)，便可采用直接蒸汽加热。 • ◇加热剂：T＜180℃，常用饱和水蒸气。 • ◇再沸器结构： • 小塔可在塔底，形式有夹套式、蛇管式、列管式。 • 大塔一般在塔外，形式为列管式，有立式和卧式两种。
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•2、操作压力的选择：设计压力一般指塔顶压力。
• ◇蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。
• ◇确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，兼顾技术 上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
• ◇减压操作有利于分离相对挥发度较大组分及热敏性的物料， 但压力降低将导致塔径增加，同时还需要使用抽真空的设备。 对于沸点低、在常压下为气态的物料，则应在加压下进行蒸馏。 当物性无特殊要求时，一般是在稍高于大气压下操作。