精馏塔设备设计及选型
板式精馏塔的设计
密封件的设计需要考虑到密封性能、耐高温和耐腐蚀性等因素。在实际设计 中，一般选用机械密封或填料密封等形式，并需要对密封件的材料和制造工艺进 行严格筛选和考核。 4.3支架设计支架是板式精馏塔的支撑部件，主要作用是固 定板片和密封件等元件。支架的设计需要考虑到设备的强度、稳定性和操作方便 性等因素。
2.3数据采集为了进பைடு நூலகம்板式精馏塔的设计，需要采集物料的物性参数、操作 条件以及类似设备的运行数据等。
2.4设计参数计算根据采集的数据和流程规划，计算板式精馏塔的主要参数， 包括塔高、塔径、板数、间距、流体力学等。
2.5辅助设计进行辅助设计，包括塔内件的材料选择、制造工艺、结构设计 等，确保塔体和内部构件的稳定性和耐用性。
传感器设计需要考虑到测量的准确性、稳定性和可靠性等因素。在实际设计 中，一般选用电感式、电容式、光电式等传感器形式，并需要对传感器的位置和 数量进行合理布置和选择。 5.
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2、基本设计流程板式精馏塔的设计流程包括以下几个方面：
2.1设计目标确定首先需要明确板式精馏塔的设计目标，包括分离的物料种 类、分离的纯度、处理能力、操作压力和温度等。
2.2流程规划根据设计目标，确定板式精馏塔的流程。流程规划包括物料的 预处理、进料方式、操作模式、加热和冷却方式以及塔内件的结构设计等。
板式精馏塔的设计
基本内容
板式精馏塔是一种广泛应用于化工、石油、食品和医药等行业的蒸馏设备。 它通过将液体混合物进行多次汽化和冷凝，从而将不同沸点的组分分离出来。本 次演示将详细介绍板式精馏塔的设计流程、塔体设计、传质元件设计、控制系统 设计以及数据分析与结果呈现。
1、引言板式精馏塔是一种高效的分离设备，通过多次汽化和冷凝将液体混 合物分离成不同沸点的组分。在化工、石油、食品和医药等行业，板式精馏塔被 广泛应用于原料的预处理、产品的提纯和分离以及废液的处理等。因此，板式精 馏塔的设计对于工业生产过程的经济性和效率具有重要意义。
精馏塔设计方案的选定
精馏塔设计方案的选定
精馏塔是石油化工行业中常见的设备，用于分离和纯化混合物，例如原油、石油制品、化工原料等。
精馏塔的设计方案的选定对于设备的性能和运行效果有着重要的影响。
以下是在选择精馏塔设计方案时应考虑的几个关键因素：
1. 分离要求：根据混合物的成分和目标纯化度，确定所需的分离效率。
分离效率越高，对精馏塔的设计和操作要求就越高。
2. 操作压力和温度：操作压力和温度对于精馏塔的设计和操作有很大的影响。
高压操作会增加设备的强度要求，而高温操作则需要考虑材料的热稳定性。
确定操作压力和温度后，可以选择适当的设计方案。
3. 流体性质：流体的物理和化学性质对于精馏塔的选择也很重要。
流体的粘度、密度、沸点等性质将影响设备的尺寸和设计。
4. 塔板设计：精馏塔的塔板设计影响着紧密接触的液体和气体相之间的传质、传热过程。
常见的塔板设计包括交错填料板、筛板、泡沫塔板等，每种设计都有其适用的操作条件和分离要求。
5. 塔径和塔高：塔径和塔高的选择主要与设备的产能和分离要求相关。
较大的塔径可以提高流体的横向扩散，增加传质和传热效率；较大的塔高则可以提高分离效率。
选择合适的塔径和塔高，可以平衡设备的投资和运行成本。
6. 附属设备：在选择精馏塔设计方案时，还需要考虑塔顶、塔底、冷凝器、再沸器等附属设备的设计和安装。
这些设备的选择应与主设备相匹配，以保证整个精馏系统的正常运行。
在选定精馏塔设计方案时，需要综合考虑以上因素，并参考相关技术规范和经验。
通过合理的设计选择，可以确保设备的性能和运行效果，提高生产效率和产品质量。
乙醇_水精馏塔设计说明
乙醇_水精馏塔设计说明
1.设备选型
2.工艺流程
(1)加热阶段：将乙醇_水混合物加热到沸点，使其部分汽化，进入下一个阶段。
(2)蒸馏阶段：乙醇和水在塔内进行汽液两相的分离，高纯度的乙醇向上升腾，低纯度的水向下流动。
(3)冷凝阶段：将高纯度的乙醇气体冷凝成液体，便于收集和储存。
(4)分离阶段：将冷凝后的液体进一步分离，得到纯度较高的乙醇和水。
3.操作参数
(1)温度控制：加热阶段需要将混合物加热到适当的沸点，通常控制在80-100摄氏度。
而在蒸馏阶段，控制塔顶和塔底的温度差异，有助于提高分离效果。
(2)压力控制：塔的进料和出料口通常需要控制一定的压力，以保证流量的稳定。
(3)流量控制：塔内液体的流速对塔的操作效果有较大影响，需保持适当的流速，通常通过调节塔顶和塔底的流量或液位来实现。
4.塔的结构及内件设计
乙醇_水精馏塔的结构包括塔壳、进料装置、分离器、冷凝器、再沸器、集液器等。
其中，塔内需要配置一些内件，如填料和板式塔板等，以
提高传质和传热效果。
填料可采用金属或塑料材料，板式塔板可选用槽式、波纹式等不同形式。
通过合理配置和设计这些内件，提高乙醇_水分离效果。
综上，乙醇_水精馏塔的设计需要综合考虑设备选型、工艺流程、操
作参数以及塔的内部结构等因素。
通过合理的设计和选择，可以实现高效
分离乙醇和水的目的。
精馏塔(板式)设计
精馏塔板的设计还需要考虑到不同物 质的沸点、蒸汽压等物性参数，以及 操作条件下的温度、压力等参数，以 确保分离过程的顺利进行。
精馏塔板的设计需要考虑到液体的流 动特性、蒸汽的流动特性以及它们之 间的相对流动方向，以达到最佳的分 离效果。
设计流程
选择合适的塔板类型
根据设计目标和工艺要求，选 择适合的塔板类型，如泡罩塔 板、浮阀塔板、筛孔塔板等。
详细描述
石油精馏塔设计需要考虑多方面的因素，如原料性质、产品 要求、操作条件等。在设计过程中，需要选择合适的塔板类 型和数量，确定适宜的工艺流程和操作参数，以满足生产需 求。
案例二：酒精精馏塔设计
总结词
酒精精馏塔设计是一种常见的精馏塔设计案例，主要应用于酿酒和生物燃料领域 。
详细描述
酒精精馏塔设计需要考虑酒精的提取和纯化过程。在设计过程中，需要选择适合 的塔板和填料，确定适宜的操作压力和温度，以保证酒精的纯度和回收率。
设计的重要性
01
02
03
提高分离效率
精馏塔板设计的核心目标 是提高分离效率，使产品 达到更高的纯度或回收率。
降低能耗
精馏塔板设计的另一个重 要目标是降低能耗，通过 优化设计，降低操作过程 中的热能消耗。
提高生产能力
良好的精馏塔板设计可以 提高生产能力，从而提高 设备的产能和经济效益。
02 精馏塔(板式)的工艺设计
塔板热力学计算
传热系数
根据物料特性和工艺要求，计算并选 择合适的传热系数，以提高热力学效 率。
温度分布
通过计算温度分布，可以了解物料在 塔板上的温度变化情况，从而优化操 作条件和塔板结构。
03 精馏塔(板式)的设备设计
塔体设计
塔体直径
苯氯苯精馏塔设计
设计任务一. 设计题目:苯-氯苯连续精馏塔的设计二. 设计任务及操作条件1. 进精馏塔的原料液含苯40%（质量%，下同），其余为氯苯；2. 产品含苯不低于95%，釜液苯含量不高于2%；3. 生产能力为96 吨/day（24h）原料液。
4. 操作条件（1）塔顶压强4kPa（表压）；（2）进料热状态自选；（3）回流比自选；（4）塔底加热蒸汽压力：0.5MPa（5）单板压降≤ 0.7kPa。
三. 设备形式：筛板塔或浮阀塔四. 有关物性参数五. 设计内容（一）设计方案的确定及流程说明（二）精馏塔的物料衡算（三）塔板数的确定1、理论塔板数计算2、实际塔板数计算（四）塔体工艺尺寸计算1、塔径的计算2、塔的有效高度计算（五）塔板主要工艺尺寸的计算（1）溢流装置计算（堰长、堰高、弓形降液管宽度和截面积、降液管底隙高度）（2）塔板布置（边缘区宽度确定、开孔区面积计算、筛孔计算及排列）（3）塔板的流体力学验算（4）塔板的负荷性能图（六）设计结果概要或设计一览表（七）辅助设备选型与计算（八）生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图（九）对本设计的评述或有关问题的分析讨论符号说明：英文字母Aa---- 塔板的开孔区面积，m2Af---- 降液管的截面积, m2Ao---- 筛孔区面积, m2A T----塔的截面积m2△P P----气体通过每层筛板的压降C----负荷因子无因次t----筛孔的中心距C20----表面张力为20mN/m的负荷因子do----筛孔直径u’o----液体通过降液管底隙的速度D----塔径m Wc----边缘无效区宽度e v----液沫夹带量kg液/kg气Wd----弓形降液管的宽度E T----总板效率Ws----破沫区宽度R----回流比Rmin----最小回流比M----平均摩尔质量kg/kmolt m----平均温度℃g----重力加速度9.81m/s2Z----板式塔的有效高度Fo----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2)hl----进口堰与降液管间的水平距离m θ----液体在降液管内停留时间h c----与干板压降相当的液柱高度mυ----粘度hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度m ρ----密度hf----塔板上鼓层高度m σ----表面张力h L----板上清液层高度mΨ----液体密度校正系数h1----与板上液层阻力相当的液注高度m 下标ho----降液管的义底隙高度m max----最大的h ow----堰上液层高度m min----最小的h W----出口堰高度m L----液相的h’W----进口堰高度m V----气相的hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mH B----塔底空间高度mHd----降液管内清液层高度mH D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距mH P----人孔处塔板间距mH T----塔板间距mH1----封头高度mH2----裙座高度mK----稳定系数l W----堰长mLh----液体体积流量m3/hLs----液体体积流量m3/sn----筛孔数目P----操作压力KPa△P---压力降KPa△Pp---气体通过每层筛的压降KPaT----理论板层数u----空塔气速m/su0,min----漏夜点气速m/su o’ ----液体通过降液管底隙的速度m/s V h----气体体积流量m3/hV s----气体体积流量m3/sW c----边缘无效区宽度mW d----弓形降液管宽度mW s ----破沫区宽度mZ ---- 板式塔的有效高度m希腊字母δ----筛板的厚度mτ----液体在降液管内停留的时间sυ----粘度mPa.sρ----密度kg/m3----表面张力N/mφ----开孔率无因次α----质量分率无因次下标Max---- 最大的Min ---- 最小的L---- 液相的V---- 气相的筛板塔的工艺设计计算结果总表：板式塔设计 一、设计方案的选定及流程简图1.设计任务为二元精馏，宜采用连续精馏过程。
化工精馏塔的设计和优化
化工精馏塔的设计和优化化工生产过程中，应用最多就是分离设备，其中又以精馏塔和吸收塔最为常见，无论是在炼油、煤化、高分子、精细化工精馏塔都是随处可见的。
你知道你每天都操作的精馏塔是如何设计出来的吗？如何优化操作参数？精馏塔设计1、设计步骤根据流程整体工艺路线，确定分离要求，进行工艺参数计算得到回流比、进料位置、塔顶温度、塔底温度、进料组成、测线采出位置（多组分）、塔板数（板式塔）或填料高度（填料塔）等。
之后再进行流体力学计算，计算出板间距、压降、塔高、塔径等参数由此选出塔板类型或填料类型等塔内部件。
之后进行强度计算及校核，选出塔体壁厚及材料，最后确定控制方案。
2、工艺计算工艺计算是根据进料组成与分离要求计算工艺参数，分为手算与软件计算两种，目前工业上多用软件进行模拟，我们在Aspen教程中会重点进行讲解。
这里我们举一个最简单二元物系板式精馏塔的手动计算流程方便大家理解计算原理。
物料衡算与物性估算对于二元物性而言物料衡算很简单，但是对于多元物系就必须先规定轻重关键组分。
根据热力学方程估算物性参数，多采用逸度法或活度系数法。
同时计算出物系汽液相平衡方程。
确定塔板数根据物料衡算结果计算R（min）＝L／D，实际回流比一般为最小回流比的1.2-2倍。
然后分别计算出精馏段、提馏段操作线方程。
采用操作线方程与汽液相平衡方程交替主板计算确定理论塔板数，或采用图解法原理相同。
再将理论塔板数除以塔板效率，得到实际塔板数。
实际设计流程工业上应用的精馏塔多是物系复杂，带侧线采出，实际实际中多采用FUG法计算。
3、流体力学计算与塔内部件设计流体力学计算多采用软件计算，而塔内部件多为定型部件或专利部件。
这里介绍几种常见的塔板。
4、强度计算与绘制装配图在完成内部设计之后，我们将根据压力、温度、介质环境等对塔体进行选材并计算出壁厚，载荷等参数。
并提出加工要求绘制装备图。
5、确定控制方案绘制PID图根据工艺要求，进行配套的仪表、阀门选型，确定控制方案，并绘制出带夹点控制的工艺流程图PID。
丙烯—丙烷板式精馏塔设计
丙烯—丙烷板式精馏塔设计丙烯-丙烷分离是石油炼制过程中的重要操作之一、丙烯-丙烷板式精馏塔是进行该分离的常见设备之一、本文将介绍丙烯-丙烷板式精馏塔的设计。
一、塔内结构设计1.塔径和塔高：根据丙烯-丙烷的物理性质和进出料的要求，决定塔径和塔高。
一般来说，塔径选择在0.5到2.5米范围内，塔高选择在20到30米范围内。
2.装塔板设计：为了提高分离效率，常采用板式结构。
根据工艺要求和流体性质，确定装塔板的类型、布置和数量。
常用的板式结构有筛板和壳程板。
筛板形状为圆形孔，使得流体分布更均匀；壳程板则是在板上装置隔流器，使流体分配均匀。
塔板的数量根据物料组分和分离要求确定。
3.塔壳设计：塔壳一般采用圆筒形结构，确保塔内压力稳定。
根据设计要求和工艺条件，确定壳体材料和厚度。
二、热量平衡设计1.进料和出料的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，计算出料的焓值，从而得到进出料之间的热量差。
2.塔板的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，在塔板上进行热量平衡计算，以确定塔板上液体和气体的温度和流量。
3.塔壳的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，在塔壳内进行热量平衡计算，以确定塔壳内的温度和流量。
三、物料平衡设计1.塔板的物料平衡计算：根据塔板上液体和气体的温度和流量，计算塔板上液体和气体的物料平衡，以确定各组分的质量分数。
2.塔壳的物料平衡计算：根据塔壳内的温度和流量，计算塔壳内的物料平衡，以确定各组分的质量分数。
四、压力平衡设计1.压力损失计算：根据装塔板和塔壳的结构参数，计算出塔板和塔壳内的压力损失，以确定塔板和塔壳的工作压力。
2.压力平衡设计：根据丙烯-丙烷的物理性质和工艺要求，确定塔板和塔壳的工作压力，从而确保各部分之间的流体压力平衡。
五、其他设计考虑因素1.材料的选择：根据工艺要求和流体性质，选择适当的材料，以确保设备的耐腐蚀性和机械性能。
2.设备的安全性和可靠性：考虑设备的安全性和可靠性，采取必要的安全措施，如设置安全阀、温度传感器等。
设备选型-精馏塔设计说明书.
第三章设备选型-精馏塔设计说明书3.1 概述本章是对各种塔设备的设计说明与选型。
3.2设计依据气液传质分离用的最多的为塔式设备。
它分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。
设计所依据的规范如下：《F1型浮阀》JBT1118《钢制压力容器》GB 150-1998《钢制塔式容器》JB4710-92《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG21514-95《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.3 塔简述3.3.1填料塔简述(1)填料塔填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成。
填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。
填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。
常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。
填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。
该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0.5-1.2 m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6-8 m3/(m2.h)以保证填料润湿，液气比控制在2-10L/m3。
填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。
(2)规整填料塔填料分为散装填料、规整填料(含格栅填料) 和散装填料规整排列3种，前2种填料应用广泛。
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第四章设备设计及选型4.1 设备设计标准➢《钢制压力容器》GB150-98➢《压力容器用钢板》GB6654-96➢《化工装置用不锈钢大口径焊接钢管技术要求》HG20537.4-92➢《安全阀的设置和选用》HG/T20570.2-95➢《设备进、出管口压力损失计算》HG/T20570.9-95➢《钢制化工容器设计基础规定》HG20580-98➢《钢制化工容器材料选用规定》HG20581-98➢《钢制化工容器强度计算规定》HG20582-98➢《钢制化工容器结构设计规定》HG20583-98➢《钢制化工容器制造技术规定》HG20584-98➢《化工设备设计基础规定》HG/T20643-98➢《压力容器无损检测》JB4730-2005➢《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000➢《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000➢《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2007➢《压力容器用钢锻件》JB4726-2000➢《石油化工塔型设备设计规范》SH 3030-19974.2 设备设计及选型塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，塔可以使气液相或者液液相之间进行紧密接触，达到较为良好的相际传质及传热的目的。
在塔设备中常见的单元操作有：吸收、精馏、解吸和萃取等。
此外工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等效果。
4.2.1 塔设备设计原则➢具有适宜的流体力学条件，可使气液两相良好接触；➢结构简单，处理能力大，压降低；➢强化质量传递和能量传递。
4.2.2 塔设备的设计目标作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相能充分接触，以获得较高的传质效率。
此外，为满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求：（1）生产能力大。
在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液、或液泛等破坏正常操作的现象；（2）操作稳定、弹性大。
当塔设备的气（汽）液负荷量有较大波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期稳定操作；（3）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压降小。
这将大大节省生产中的动力消耗，以降低正常操作费用。
对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度；（4）结构简单、材料耗用量小，制造和安装容易。
这可以减少基建过程中的投资费用；（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。
事实上，对于现有的任何一种塔器，都不可能完全满足上述所有要求，但是我们可以在某些方面做到独特之处。
以此来达到较大的生产效率，提高企业的生产效益。
4.2.3 塔设备类型及选择为了便于研究和比较，人们从不同角度对塔设备进行了分类。
例如：按操作压力的不同可分为加压塔、常压塔、减压塔；按单元操作可分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；但最常用的分类是按塔的内件结构进行划分，分为板式塔和填料塔。
塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能，以及塔设备的制造、安装、运转、维修等。
4.2.4 与物性有关的因素（1）易起泡的物系，如处理量不大时，以选用填料塔为宜。
因为填料能使泡沫破裂，在板式塔中则易引起液泛；（2）具有腐蚀性的介质，可选用填料塔。
如必须用板式塔，宜选用结构简单造价便宜的筛板塔，穿流式塔盘或舌形塔盘，以便及时更换；（3）具有热敏性的物料需减压操作，以防过热引起分解或聚合，故应选用压力降较小的塔型。
如可采用装填规整填料或散堆填料等，当要求真空度较低时，也可用筛板塔或浮阀塔；（4）黏性较大的物系，可以选用大尺寸填料。
因为板式塔的传质效率较差；（5）含有悬浮物的物料，应选择液流通道较大的塔型，以板式塔为宜。
可选用泡罩塔、浮阀塔、栅板塔、舌形塔和孔径较大的筛板塔等，不宜使用填料塔；（6）操作过程中有热效应的系统，用板式塔为宜。
因塔板上积有液层，可在其中安放换热管进行有效地加热或冷却。
4.2.5 与操作条件有关的因素（1）若气相传质阻力大（即气相控制系统，如低黏度液体的蒸馏，空气增湿等），宜采用填料塔，因填料层中气相呈湍流，液相为膜状流。
反之，受液相控制的系统，宜采用板式塔，因为板式塔中液相呈湍流，用气体在液层中鼓泡；（2）大的液体负荷系统，可选用填料塔，若用板式塔时宜选用气液并流的塔型或选用板上液流阻力较小的塔型。
此外，导向筛板塔盘和多降液管筛板塔盘都能承受较大的液体负荷；（3）低的液体负荷，一般不宜采用填料塔。
因为填料塔要求一定量的喷淋密度，但网体填料能用于低液体负荷的场合；（4）液气比波动的稳定性，板式塔优于填料塔，故当液气比波动大时，选用板式塔。
4.2.6 其他因素（1）对于多种情况，塔径小于800mm时，不宜采用板式塔，宜用填料塔。
对于大塔径塔设备来说，需进行加压或常压操作时，应优先选用板式塔；对于减压操作过程，宜采用新型填料；（2）一般填料塔比板式塔重；（3）大塔以填料塔造价便宜。
因填料价格约与塔体的容积成正比，板式塔按单位面积计算的价格，随塔径增大而减小。
气液传质分离用的最多的为塔式设备。
它分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。
现将板式塔与填料塔的主要结构特点作简要对比列于表4-1：表4-1 板式塔和填料塔的主要特点比较4.2.7 塔板的选择塔板的主要特征为气液两相在板面上以气体鼓泡和液体喷射状态完成气液接触，传热和传质有明显的“级”式过程。
在实际操作中，塔盘的结构在一定程度上仍然影响着操作的流体力学状态和传质性能的优劣。
现将几种主要塔板的性能比较列表如下：表4-2 几种主要塔板的性能比较下表给出了几种主要塔板性能的量化比较：表4-3几种主要塔板性能的量化比较此塔进行产品脱甲苯精馏塔的分离过程，要求生产能力大，产量稳定，效率高，但对操作弹性要求不高，负荷变化不大。
综合考虑塔板的效率、分离效果和设备的成本、维修等，我们初步选择目前使用较为广泛的筛板塔，下面通过具体的计算，论证选择筛板是否能满足生产要求。
4.2.8 脱甲苯精制塔(T0101)设计及选型4.2.8.1 精馏塔精馏段的设计1.物性参数在设计中使用Aspen Plus进行模拟，计算得到精馏段为1~19块塔板，现将精馏段各个理论板上的计算结果列于下表：表4-4 精馏段各理论板上的流量及物性数据列表（1）气相平均流量和平均密度3333018.3/=9.17/V m h m s =32.617/v kg m ρ=（2）液相平均流量和平均密度3377.349/=0.0215/L m h m s =3825.15/l kg m ρ= （3）液相平均表面张力和粘度0.0086N/m=8.6dyne/cm σ=0.0030380.3038P cP μ== 2.初算塔径令T H 0.45m =，假设L =0.08m h ，则T L H 0.37m h -=又11220.0215825.15()=()=0.0429.17 2.617L VL V ρρ 查Smith 泛点关联图图4-1 Smith 泛点关联图得：200.081C =则气相负荷因子：0.20.220208.6()=()0.0682020C C C σ=⨯⨯= 所以允许有效空塔气速：(max)-825.15 2.617==0.068/2.617L Vg VU m s -ρρρ 选取表观空塔气速 op (max)=0.8=0.8 1.21=0.97/g U U m s ⨯ 所以初算塔径9.17===3.34m 0.7850.7850.967op V D U ⨯’圆整后取D 3.4m = 3.塔径的初步核算雾沫夹带取0.60.6 3.4=2.04l D m ω==⨯，D 3.4m =则弓形降液管面积220.0620.062 1.70.563f T A A m π=⨯=⨯=所以29.171.08/1.70.563T f G V W m s A A π===-⨯- 则雾沫夹带 3.2v f0.0057()T G W e H h σ=⨯-3.20.0057 1.08()8.60.45 2.50.08=⨯-⨯ 0.05277/0.1/kg kg kg kg =<汽汽停留时间0.4520.5632350.0215T fH A s s Lτ⨯⨯⨯===>根据以上两步核算的结果，可认为塔径D 3.4m =是合适的。
4.塔板布置设计 （1）塔板结构形式降液管主要有弓形、圆形和倾斜弓形三种。
现将不同降液管的对比列于下表：表4-5不同降液管的对比降液管形式弓形圆形倾斜弓形简图特点及适用条件堰与壁之间的全部截面区域均作为降液容积，适用于较大直径的塔，塔板面积利用率较高。
在弓形降液管内另装圆管作为降液管，适用于液量较小的情况。
此形式有利于塔截面的充分利用，适用于大直径的塔及气液负荷较大的情况。
综合以上条件，选取弓形降液管。
液体在塔板上的流动路径是由降液管的布置方式决定的。
常用的布置方式有以下几种形式：U型流、单流型、双流型、阶梯流型。
下表列出了溢流类型、塔径、液体负荷之间的关系。
表4-6液体负荷与板上流型的关系塔径（mm）液体流量（m3/h）U形流单流型双流型阶梯流型1000 7以下45以下1400 9以下70以下2000 11以下90以下90~1603000 11以下110以下110~200 200~300 4000 11以下110以下110~230 230~350 5000 11以下110以下110~250 250~400 6000 11以下110以下110~250 250~450由于反应精馏塔精馏段液体流量为77.343/m h，而初步计算塔径为3.4m，所以选择单流型。
（2）堰及降液管设计堰的设计因为受液盘为凹形受液盘，所以没有内堰。
堰长0.60.6 3.4=2.04l D m ω==⨯ 则2.5 2.577.3413.01()(2.04)L l ω== 查流体收缩系数图图4-2 流体收缩系数得E 1.032=则堰上清液层高度：22332.84 2.8477.34() 1.032()0.024******** 2.58ow L h E m l ω==⨯⨯=由于ow 0.006<0.06m h m <，所以采用平堰。
堰高w L ow 0.080.0240.056h h h m =-=-=，圆整后得w 0.06m h =。
所以板上清液层高度0.060.0240.084L w ow h h h m =+=+=’ 因为L L h h ≈’所以L h 的假设合适。
（3）液面梯度查弓形宽度与面积表图4-3 弓形宽度与面积得弓形降液管管宽0.34d W m = 则平均溢流宽度 2.04 3.42.7222l D b m ω++=== 液体流道长度12 3.420.34 2.72d Z D W m =-=-⨯= 塔板上鼓泡层高度 2.5 2.50.080.2f L h h m ==⨯= 则液面梯度2130.215(2501000)(3600)(1000)f f Lb h L Z bh μρ+∆=230.215(250 2.7210000.2)0.3038(36000.0215) 2.72(1000 2.720.2)825.15⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯ 0.00008023m =液面梯度较小，可以忽略。