板式精馏塔摘要
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。
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/kmolx F =18/65.046/35.046/35.0+=0.174x D =18/1.046/9.046/9.0+=0.779x W =46/995.018/005.018/005.0+=0.0022.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.174×46＋18×(1-0.174)= 22.872 kg/kmol M D =0.779×46＋18×(1-0.779)= 39.812 kg/kmol M W =0.002×46＋18×(1-0.002)= 18.056 kg/kmol3.物料衡算 D=30024812.3948000000⨯⨯=167.454 kmol/hF=D+WF ·x F =D ·x D +W ·x W解得 F=756.464 kmol/h W=589.01 kmol/h｛（三）塔板数的确定1.回流比的选择由任务书提供的乙醇-水物系的气液平衡数据绘出x-y 图；由于设计中选用泡点式进料，q=1，故在图中对角线上自点a（x D,x D）作垂线，与Y轴截距oa=x D/(R min+1)=0.415 即最小回流比R min=x D/oa-1=0.877取比例系数为1.5，故操作回流比R为R=1.5×0.877=1.3162.精馏塔的气液相负荷的计算L=RD=1.316×167.454=220.369 kmol/hV=L+D=(R+1)D=2.316×167.454=387.823 kmol/h L ’=L+qF=220.369+756.464=976.833 kmol/h V ’=V+(q-1)F=V=387.823 kmol/h3.操作线方程精馏段操作线方程为 y=1+R R x+11+R x D =1316.1316.1+x+11.3161+×0.779即：y=0.568x+0.336提馏段操作线方程为y=F q D R qF RD )1()1(--++x-F q D R DF )1()1(--+-x W=1.316*167.454+1*756.464(1.316+1)*167.454x-756.464167.454(1.3161)*167.454-+×0.002 即：y=2.519x-0.0034.采用图解法求理论塔板数塔顶操作压力P D=101.3 KPa单板压降△P=0.7 kPa进料板压力P F=0.7×18+101.3=113.9 kPa塔底操作压力P W=101.3+0.7×26=119.5 kPa精馏段平均压力P m=(101.3+113.9)/2=107.6 kPa 压力P m=(113.9+119.5)/2=116.7 kPa2.操作温度计算计算全塔效率时已知塔顶温度t D=78.43 o C进料板温度 t F=83.75 o C塔底温度t W=99.53 o C精馏段平均温度t m=(t D+t F)/2=(78.43+83.75)/2=81.09 o C提馏段平均温度t m=(t W+t F)/2=(99.53+83.75)/2=91.64 o C3.平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算由x D=y1=0.779 查上图可得x1=0.741M VDm=0.779×46+(1-0.779)×18=39.812 g/molM LDm=0.741×46+(1-0.741)×18=38.748 g/mol进料板平均摩尔质量计算 t f=83.74 o C由y F=0.518 查上图可得x F=0.183M VFm =0.518×46+(1-0.518)×18=32.504 g/mol M LFm =0.183×46+(1-0.183)×18=23.124 g/mol 精馏平均摩尔质量M Vm =( M VDm + M VFm )/2=36.158 g/molM Lm =( M LDm + M LFm )/2=30.936 g/mol4.平均密度计算气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即ρVm =RT PMv =)15.27309.81(314.8158.366.107+⨯⨯=1.321 kg/m 3 液相平均密度计算液相平均密度依1/ρLm =∑αi /ρi 计算 塔顶液相平均密度计算t D =78.43 o C 时 ρ乙醇=740 kg/m 3 ρ水=972.742 kg/m 3ρLDm =)742.972/1.0740/9.0(1+=758.14 kg/m 3进料板液相平均密度计算t F =83.75 o C 时 ρ乙醇=735 kg/m 3 ρ水=969.363 kg/m 3ρLFm =)363.969/636.0735/364.0(1+=868.554 kg/m 3塔底液相平均密度计算t W =99.53 o C 时 ρ乙醇=720 kg/m 3 ρ水=958.724 kg/m 3ρLWm =)724.958/995.0720/005.0(1 =957.137 kg/m 3精馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLDm )/2=(758.14+868.554)/2=813.347 kg/m 3提馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLWm ）/2=(957.137+868.554)/2=912.846 kg/m 35.液体平均表面张力计算液体平均表面张力依σLm =∑x i σi 计算塔顶液相平均表面张力计算t D =78.43时 σ乙醇=62.866 mN/m σ水=17.8 mN/m σLDm =0.779×17.8+0.221×62.886=84.446 mN/m 进料板液相平均表面张力计算t F =83.75时 σ乙醇=61.889 mN/m σ水=17.3 mN/m σLFm =0.183×17.3+0.817×61.889=53.729 mN/m 塔底液相平均表面张力计算t W =99.53时 σ乙醇=58.947 mN/m σ水=15.9 mN/m σLWm =0.005×15.9+0.995×58.947=58.732 mN/m 精馏段液相平均表面张力计算σLm =(84.446+53.729)/2=69.088 mN/m 提馏段液相平均表面张力计算σLm =(58.732+53.729)/2=56.231 mN/m6.液体平均粘度计算液体平均粘度依lgμLm=∑x i lgμi计算塔顶液相平均粘度计算t D=78.43o C时μ乙醇=0.364mPa·s μ水=0.455 mPa·slgμLDm=0.779lg(0.455)+0.221lg(0.364)=-0.363μLDm =0.436 mPa·s进料液相平均粘度计算t F=83.75 o C时μ乙醇=0.341mPa·s μ水=0.415 mPa·slgμLFm=0.183lg(0.415)+0.817lg(0.341)=-0.452μLFm=0.353 mPa·s塔底液相平均粘度计算t W=99.53 o C时μ乙醇=0.285mPa·s μ水=0.335 mPa·slgμLWm=0.002lg(0.335)+0.998lg(0.285)=-0.544μLWm=0.285 mPa·s精馏段液相平均粘度计算μLm=(0.436+0.353)/2=0.395 mPa·s提馏段液相平均粘度计算μLm=(0.285+0.353)/2=0.319 mPa·s（五）精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算精馏段的气液相体积流率为V S =ρ3600VM =2.949 m 3/s L S =ρ3600LM =0.0023 m 3/s 查史密斯关联图，横坐标为Vh Lh (vlρρ)21=949.20023.0(321.1347.813) 1/2=0.0196取板间距H T =0.45m ，板上液层高度h L =0.06m ， 则H T -h L =0.39m 查图可得C 20=0.08 由C=C 20(20L σ)0.2=0.08(69.088/20)0.2=0.103u max =C (ρL -ρV )/ ρV =2.554 m/s取安全系数为0.7，则空塔气速为 u=0.7u max =1.788 m/sD=4V s /πu=788.1/14.3/949.2*4=1.39 m 按标准塔径元整后 D=1.4 m 塔截面积A T =(π/4)×1.42=1.539 ㎡ 实际空塔气速为 u=2.717/1.539=1.765 m/s 2.精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为Z 精=（N 精-1）H T =7.65 m 提馏段有效高度为Z 提=（N 提-1）H T =3.15 m在进料板上方开一人孔，其高度为 1m 故精馏塔的有效高度为 Z=Z 精+Z 提+1=7.65+3.15+1=11.8 m（六）塔板主要工艺尺寸的计算1.溢流装置计算因塔径D=1.4 m ，可选用单溢流弓形降液管 堰长l W =0.7×1.4=0.98 m 2.溢流强度i 的校核i=L h /l W =0.0023×3600/0.98=8.449≤100~130m 3/h ·m 故堰长符合标准 3.溢流堰高度h W平直堰堰上液层高度h ow =100084.2E （L h /l W ）2/3由于L h 不大，通过液流收缩系数计算图可知E 近似可取E=1h ow =100084.2×1×（L h /l W ）2/3=0.0119 mh W =h L -h ow =0.06-0.0119=0.0481 m 4.降液管尺寸计算查弓形降液管参数图，横坐标l W /D=0.7 可查得A f /A T =0.093 W d /D=0.151 故 A f =0.093A T =0.143 ㎡ W d =0.151W d =0.211 ㎡留管时间θ=3600A T H T /L H =27.64 s ＞5 s 符合设计要求5.降液管底隙高度h oh O =L h /3600l W u 0’=0.0023/0.98×0.08=0.03 m h W -h O =0.0481-0.03=0.0181 m ＞0.006 m 6.塔板布置塔板的分块 D=1400 mm ＞800 mm ，故塔板采用分块式。
板式精馏塔
板式精馏塔概述板式精馏塔是一种在化工工业中常用的设备，用于分离和纯化混合物。
它以其高效的分离效果和广泛的应用而被广泛采用。
本文将介绍板式精馏塔的工作原理、结构特点、应用领域以及一些常见的维护和安全注意事项。
一、工作原理板式精馏塔的工作原理基于物质的分馏和蒸馏。
内部设置有一系列的水平平板，称为分馏板。
原料在塔内加热，产生蒸汽。
当蒸汽通过分馏板时，会与冷却器接触，从而冷凝。
冷凝后的液体从板上回流，向下落入下一个分馏板。
这种逐级向下的流动使得组分在塔内逐渐分离。
在板式精馏塔中，分馏板是关键部件。
它可以分为两种类型：穿孔板和交互堆板。
穿孔板上设置有一些小孔，使得液体和蒸汽可以通过，而交互堆板上则有一些小柱子，用来阻碍液体的流动，增加接触面积，提高分离效果。
根据需要，可以选择不同类型的分馏板。
二、结构特点1. 塔体结构板式精馏塔的主体结构包括塔壳、塔盖和塔底。
塔壳是一个高大的圆柱体，内部设置有一系列的分馏板。
塔盖在塔壳顶部覆盖，用于密封和连接装置。
塔底连接塔壳和下部的分离设备。
2. 分馏板结构分馏板一般由板板、横梁和支撑框架组成。
板板是水平平面，用于支撑液体和蒸汽的流动。
横梁用来加固板板，防止其过度变形。
支撑框架则起到支撑分馏板的作用。
3. 进出料装置板式精馏塔上设置有进料和出料装置。
进料装置通常位于下部，用于输入混合物。
出料装置则设置在上部，用于收集纯化后的产物。
三、应用领域板式精馏塔广泛应用于以下领域：1. 石油化工在石油化工过程中，板式精馏塔用于对石油原料进行分离和纯化，得到不同级别的馏分油。
它在原油炼制和石化产品生产中起到至关重要的作用。
2. 化学工业在化学工业中，板式精馏塔用于将化工原料进行分离和纯化，得到所需的产品。
它可以应用于有机溶剂的回收、催化剂的制备、酯化反应的分离等过程。
3. 制药工业在制药工业中，板式精馏塔被用于药物的提纯和分离。
它可以帮助去除杂质和不纯物质，确保药物的纯度和质量。
四、维护和安全注意事项1. 定期清洁板式精馏塔在使用过程中会积累一定的污垢和沉淀物，定期清洁是必要的。
常压板式蒸馏塔
在操作过程中要密切注 意设备的运行情况：如 发现异常声响或泄漏等 现象，应立即停机检查
操作要点
1 停机时应先关闭蒸汽发生器：待塔内液体冷却后将余液排出，并清洗干净设备表面和内部
在日常维护中：要定期检查和清理设备内部，防止结垢和堵塞现象的发生。同时要保持设备表面的清洁
2 和干燥，防止锈蚀和腐蚀
3
要根据待分离物料的性质和工艺要求选择合适的塔板形式和操作参数：以保证设备的正常运转和分离效 果达到最佳
10 LOREM
3PART 3
操作要点
操作要点
操作前应检查设备是 否完好无损：各阀门 、管道是否畅通无阻
调整回流比控制装置 ：控制回流比，以得 到满意的产品质量和 产量
按照工艺要求：将待 分离的液体混合物从 进料口引入蒸馏塔
启动蒸汽发生器：向 蒸馏塔提供热源，使 液体在塔板上形成液 膜并蒸发
定期检查各组分的分离 情况：如发现分离效果 不佳，需及时调整工艺 参数或更换塔板
20XX
常压板式蒸馏塔
汇报人：xxx
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目录
CONTENTS
1
结构
2
工作原理
3
操作要点
2
常压板式蒸馏塔
常压板式蒸馏塔是一种广泛应用于化工、石油、食品
1
等行业的蒸馏设备
2
它具有结构简单、操作方便、分离效果好等优点
下面将对常压板式蒸馏塔的结构、工作原理、操作要
3
点和注意事项进行详细介绍
1PART 1
2PAR塔的工作原理主要是基 于液液萃取和蒸馏分离的原理。具体 来说，待分离的液体混合物从进料口 进入蒸馏塔，通过塔板的分散作用， 液体在塔板上形成液膜，与上升的气 体进行充分接触和热交换，使得各组 分得以分离
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，材质不锈钢 304。
精馏实验报告
北京化工大学化工原理实验报告实验名称：精馏实验班级：姓名：学号：序号：同组人：设备型号：板式精馏塔实验日期：一、实验摘要本次实验采用板式精馏塔，通过全回流和部分回流的操作模式，分离乙醇—正丙醇混合物。
全回流时，x F=0.1177，x D=0.9017，x w=0.0942，通过画梯级图得到的理论板数为6.1，全塔效率为63.75%，单板效率E mL,N=73.25%，E mV,N=69.66%。
部分回流时，x F=0.316,x D=0.8341，x W=0.0877，通过画梯级图得到的理论板数N T=7.5，全塔效率：E T=81.25%， D=10.91 ml/min，W=24.72 ml/min。
二、实验目的1、了解板式精馏塔的结构特点和测控系统2、测量全回流时的全塔效率和单板效率3、测量部分回流时的全塔效率4、测量精馏塔操作弹性、负荷性能等5、观察冷模板式塔的气液（鼓泡、泡沫、喷射）接触状态6、观察冷模板式塔的漏液、雾沫夹带或液泛等情况三、实验原理精馏是根据液体混合物组分的挥发度不同，经塔底供热产生蒸汽向上回流，塔顶移走热量产生液体向下回流，塔内发生气液逆流接触和物质传递，最后轻组分富集于塔顶，重组分富集于塔底，将混合物分开的单元操作。
精馏塔的操作参数有：板效率、板压降、持液量、塔板温度等。
其中，板效率是体现塔板性能及操作条件好坏的主要参数，包括：1、全塔效率E T=N T−1NN T—理论塔板数（包括塔釜1块理论板） N—实际塔板数理论塔板数N T可通过画梯级图（如图5-1）求得，还可以通过逐板计算得到。
图5-1 全回流和部分回流操作的理论板梯级对于全回流操作，以作图法为例:首先画出乙醇—正丙醇溶液在101.3kPa下的y-x相平衡曲线(平衡数据见附录)，对角线即是操作线.然后以塔顶组成x D和塔釜组成x W为始、终点，在平衡线和操作线之间画梯级，梯级数(含小数部分)等于理论板数N T。
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
板式精馏塔
塔要 塔 高 出 板 塔 顶根 高 为度 塔 与 顶 空据 示 （应 气 塔 空 间除 意 大 体 顶 间 。沫 图 于 夹 空 见 器 需 ～板 带 间 图 的要 间的的 指 安安 距液距 塔 ）， 滴 离 装装 内 要除 通沉。 最 求 沫 。常 降 为 上 确 器 若取 ， 利 层 定时 图 其于 塔 ，
Jet Co-flow Valve Tray，00105902.5)阀 笼与塔板固定，阀片在阀笼内上下浮动。主要由 塔体、降液管、受液盘、塔板与由阀体、阀片、 阀盖组成的JCV浮阀构成的双流喷射浮阀塔，它 从根本上改变了传统浮阀塔板的传质机理，将单 一鼓泡传质，变为双流传质，一部分为鼓泡、另 一部分为喷射湍动传质，使塔的分离效率和生产 能力都大大提高。该塔板可作为化工过程中的气 液传质、换热设备。JCV浮阀塔板具有结构简单、 阀片开启灵活、高效、高通量、寿命长、耐堵塞 的特点。
此外普通浮阀塔板开孔F因子大多在8～18之 间操作，即操作弹性约为2.2。而VFV浮阀塔板开 孔规格为Ø50，阀片开孔规格为Ø50/Ø15，低负荷 下阀片不开启开孔为Ø15，高负荷下阀片全开启 开孔为Ø50，因此这种独特结构使VFV浮阀自身 具有约12的操作弹性。 这种高操作弹性可同时适应多种不同操作工况 的要求，简化工艺及塔内件选型和设计，避免了 采用普通浮阀塔板在不同工况下需采取堵孔的繁 琐操作。 JCV浮阀塔板开孔率、开孔分布设计可按普通 F1型浮阀塔板进行设计。
整块式塔板结构
小塔的塔板均做成整块式的，相 应地，塔体则分成若干段塔节，塔节 与塔节之间用法兰连接。每个塔节中 安装若干块叠置起来的塔板。塔板与 塔板之间用一段管子支承，并保持所 需要的板间距。塔节内的板数与塔径 和板间距有关。
与泡罩塔相比筛板塔是最早用于化工生产的塔 设备之一，但以往因操作不易掌握而未被广泛使 与用。近年来，筛板塔经过大量研究和工业实践， 在结构和设计方面得到改进，筛板塔有以下优点： 生产能力约大10%，在优惠条件下板效率约大 10%（与浮阀塔相近），气体流动的压强降少 30%，造价少40%。筛板塔的主要缺点是气液流 量变化范围窄，气液流量的变动会显著影响操作 的稳定性和塔板效率，此外，筛孔也容易堵塞。
化工原理课程设计-板式精馏塔的设计之欧阳文创编
化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计摘要4 Abstract…………………………………………………………………………………………….引言第一章设计条件与任务8第二章设计方案的确定10第三章精馏塔的工艺计算123.1 实际回流比123.2全塔物料衡算123.3塔板数的计算123.3.1 理论塔板数123.3.2 实际塔板数133.4精馏塔物性参数的计算123.4.1 操作压力计算123.4.2 操作温度计算133.4.3平均摩尔质量计算123.4.4平均密度计算133.4.5液体表面张力计算123.4.6液体表面黏度计算133.5精馏塔的塔体工艺尺寸的计算123.5.1塔径计算123.5.2 精馏塔有效高度的计算13第四章塔板工艺尺寸的计算144.1精馏段塔板工艺尺寸的设计154.1.1溢流装置的设计154.1.2塔板设计154.2提馏段塔板工艺尺寸的设计154.2.1溢流装置的设计154.2.2塔板设计154.3塔板的流体力学性能验算154.3.1精馏段塔板的流体力学性能验算154.3.2提馏段塔板的流体力学性能验算154.4塔板的负荷性能图154.4.1精馏段塔板的负荷性能图154.4.2提馏段塔板的负荷性能图15第五章设计结果汇总175.1设计小结与体会175.2 参考文献18第六节精馏装置的附属设备206.1回流冷凝器206.2管壳式换热器的设计与选型216.2.1流体流动阻力（压强降）的计算216.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤226.3 再沸器236.4接管直径246.4加热蒸气鼓泡管256.5离心泵的选择25附录工艺流程图摘要一、化工原理课程设计的目的和要求课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
板式精馏塔的类型
板式精馏塔的类型板式精馏塔是一种常见的工业设备，用于分离液体混合物中的组分。
它的设计和操作方式会根据需要分离的物质以及工艺要求而有所不同。
在本文中，我们将深入探讨板式精馏塔的类型，并介绍它们在化工、石油等行业中的应用。
一、根据塔板结构分类1. 全开孔板式精馏塔：全开孔板式精馏塔是最简单的类型。
它的板面上布置了许多孔洞，使得液体和气体可以通过。
全开孔板式精馏塔主要用于处理易于分离的物质，如精馏水。
它的优点是操作简单，但对于较复杂的分离过程，效率可能较低。
2. 弗利斯塔式精馏塔：弗利斯塔式精馏塔采用更复杂的结构设计，可以提高分离效率。
它的板面上有许多小孔，通过这些小孔液体和气体进入阀流区，然后再进入孔板下的塔板。
弗利斯塔式精馏塔能够更好地分离液体混合物，使得不同组分的纯度更高。
3. 旁通式精馏塔：旁通式精馏塔也是常见的一种类型。
它的设计在塔板上有旁通管，使得液体在不同的塔板之间流动。
这种结构适用于处理较复杂和难分离的物质。
旁通式精馏塔可以提高塔内的混合物接触，增加分离效果。
4. 蛇形孔板式精馏塔：蛇形孔板式精馏塔的塔板上有许多弯曲的蛇形孔，使得液体和气体在塔板上形成多个旋涡流动的小区域。
这种结构使得液体和气体充分接触，提高了分离效果。
蛇形孔板式精馏塔常用于分离粘度较高的液体。
二、根据馏分进料方式分类1. 上进料精馏塔：上进料精馏塔是指精馏馏分从塔底进入塔体。
这种方式适用于处理重质组分。
一般情况下，重质组分易于液化，因此上进料精馏塔可以更好地控制液体的流动。
2. 下进料精馏塔：下进料精馏塔是指精馏馏分从塔顶进入塔体。
这种方式适用于处理轻质组分。
轻质组分易于气化，下进料精馏塔可以更好地控制气体的流动。
三、根据液体分布方式分类1. 平板式精馏塔：平板式精馏塔是指塔板上液体的分布是均匀的。
它的塔板上有许多小孔，液体通过这些小孔均匀分布在整个塔板上。
平板式精馏塔可以提高液体在塔内的均匀性，增加分离效率。
2. 管壳式精馏塔：管壳式精馏塔是指塔板上液体的分布是通过管壳系统实现的。
化工原理课程设计-板式精馏塔的设计
化工原理课程设计-板式精馏塔的设计(总29页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计摘要................................................... 错误!未定义书签。
Abstract…………………………………………………………………………………………….引言第一章设计条件与任务 .......................... 错误!未定义书签。
第二章设计方案的确定 .......................... 错误!未定义书签。
第三章精馏塔的工艺计算 ....................... 错误!未定义书签。
实际回流比........................................... 错误!未定义书签。
全塔物料衡算 ........................................ 错误!未定义书签。
塔板数的计算 ........................................ 错误!未定义书签。
理论塔板数........................................ 错误!未定义书签。
实际塔板数........................................ 错误!未定义书签。
精馏塔物性参数的计算 ............................... 错误!未定义书签。
操作压力计算...................................... 错误!未定义书签。
操作温度计算...................................... 错误!未定义书签。
平均摩尔质量计算.................................. 错误!未定义书签。
板式精馏塔工作原理
板式精馏塔工作原理
板式精馏塔是一种常用的分离设备，用于在石化、化工等工业领域中进行精馏和分馏操作。
其工作原理如下：
1. 进料：混合物通过塔底进入精馏塔。
混合物可以是不同沸点的液体，如原油经预处理后的馏分。
2. 液体上升：混合物进入塔底后，被喷淋到塔内。
液体通过底部的冷凝器冷却，形成饱和蒸汽。
3. 气液分离：饱和蒸汽与液体混合物在塔底的反流板上发生气液分离。
液体从反流板上流下塔底，而蒸汽则继续向上流动。
4. 传质传热：蒸汽从塔底逐渐上升，途中与下方的液体反应，实现质量传递。
同时，蒸汽与塔内壁面接触，进行热量传递。
5. 分馏过程：蒸汽逐渐上升，经过塔内多个水平的板层。
在每个板层上，再次发生气液分离，重复传质传热过程。
6. 产品收集：在塔顶部，蒸汽进一步冷却，形成液体产品。
这些产品通过凝冷器冷却后被收集、分离，并用于下游工艺。
7. 废物处理：在塔顶部，未完全冷凝的气体由顶盖排出，这些气体可能是未分离的轻组分或废料，需要进行排放或经过进一步处理。
通过使蒸汽和液体在塔内多次反复接触和分离，板式精馏塔能
够实现混合物中不同沸点组分的有效分离。
塔内的板层提供了更大的接触面积和更好的传质传热条件，有助于提高分离效率。
板式精馏塔实验报告
板式精馏塔实验报告一、实验目的1.了解和掌握板式精馏塔的结构和特点。
2.熟悉馏分的测量方法。
3.学习利用实验数据确定馏分温度、成分和流量的方法。
二、实验原理板式精馏塔是利用馏程中液体蒸发、汽化、冷凝和重新液化等过程以及多级板塞的回流作用，对混合液进行分离和纯化的一种设备。
塔板式精馏塔由塔体、塔盘、填料层、鼓风板、除液器、上升管和下降管组成。
各塔板间隔一定距离，中间装有塞形填料，使液体与气体在填料层中混合、分散、再结合，达到增大表面积和接触时间的目的。
鼓风板产生均匀气流，使气液混合均匀。
在液体从上一个塔板流到下一个塔板的过程中，一部分液体被蒸发成汽体上升到高位，另一部分液体被重复液化，由下一个塔板回流到上一个塔板。
根据馏程过程的实际情况，精馏塔可以采用不同配置的鼓风板、填料、塔盘和塔体，如板式塔、圆柱体塔、节数分布塔等。
实验中通过多级分馏的方法从混合液中得到所需馏分，馏分的产量、温度和成分可以通过对逐级馏分实验数据的分析计算得到。
三、实验器材板式精馏塔装置、电磁加热器、串联套筒温度计、气、液流量计等。
四、实验步骤1.将实验装置接通电源，开启气源和液源开关。
2.调节塔底加热设备，使塔筒的温度稳定在所需的温度区间内。
3.向塔筒中加入所需混合物，并开始进行加热。
4.在温度逐渐升高的过程中，使用串联套筒温度计测量塔顶温度和塔底温度，并记录下来。
5.在馏分采集瓶与馏分收集器之间连接一个液流量计和一个气流量计，用于检测馏分的流量和成分。
6.随着温度升高，馏分产生并经过液流量计和气流量计进入馏分采集瓶。
7.记录下采集的馏分单位时间内的流量和温度，并将所采集的馏分同样加入馏分收集器中进行保存。
8.等到温度稳定后，记录最后的馏分数据，并关闭所有的开关。
五、实验结果与分析实验结果如下表所示：| 馏分 | 温度/℃ | 流量(L/min) | 浓度 ||----|----|----|----|| A | 25 | 0 | 0.002 || B | 29 | 0.028 | 0.004 || C | 35 | 0.052 | 0.010 || D | 39 | 0.078 | 0.020 || E | 43 | 0.104 | 0.040 || F | 47 | 0.130 | 0.080 || G | 51 | 0.156 | 0.160 || H | 55 | 0.182 | 0.320 || I | 59 | 0.208 | 0.640 || J | 63 | 0.234 | 1.280 || K | 67 | 0.260 | 2.560 || L | 71 | 0.286 | 5.120 || M | 75 | 0.312 | 10.240 |根据实验结果，可以得到混合物的初始浓度为0.002kg/L，所得的各项分馏数据如下：1. 第一个馏分A在混合物开始升温时就得到，其温度和浓度都较低，说明为混合物主要的轻组分。
《化工原理课程设计》板式精馏塔设计报告
《化工原理课程设计》报告4万吨/年甲醇~水板式精馏塔设计目录一、概述 (4)1.1 设计依据·································错误！未定义书签。
1.2 技术来源·································错误！未定义书签。
1.3 设计任务及要求 (5)二：计算过程 (7)1. 塔型选择 (7)2. 操作条件的确定 (8)2.1 操作压力 (8)2.2 进料状态 (8)2.3 加热方式 (8)2.4 热能利用 (8)3. 有关的工艺计算 (9)3.1 最小回流比及操作回流比的确定·········错误！未定义书签。
3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算错误！未定义书签。
3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 (17)3.4 热能利用·····························错误！未定义书签。
精馏实验
实验名称：精馏实验 一、 报告摘要
本实验是使用精馏塔分离乙醇-正丙醇混合物，并通过分析馏出液以及相邻塔板间料 液组成，计算该精馏塔的总板效率及单板效率。在全回流的情况下，在塔顶塔底温 度稳定后取样，用阿贝折光仪测得液体折光率并通过公式换算成摩尔分率。通过计 算和梯级图解法，获得理论板数，最后按要求计算总板效率和单板效率，并进行结 果分析讨论。 二、 实验目的 1、熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法。 2、了解板式塔的结构，观察塔板上汽-液接触状况。 3、测定全回流时的全塔效率及单板效率。 4、测定部分回流时的全塔效率。 5、测定全塔的浓度（或温度）分布。 6、测定塔釜再沸器给热系数。 三、 实验原理 在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶逐板下降的回流液在塔 板上多次部分汽化部分冷凝，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。 回流是精馏操作的必要条件，塔顶的回流量与采出量之比称为回流比。回流比是精馏 操作的主要参数，它的大小直接影响精馏操作的分离效果和能耗。若塔在最小回流比下操作， 要完成分离任务，则需要无穷多块塔板，在工业上是不可行的。若在全回流下操作，既无任 何产品的采出，也无任何原料的加入，塔顶的冷凝液全部返回到塔中，这在生产中无任何意 义。但是，由于此时所需理论板数最少，易于达到稳定，故常在科学研究及工业装置的开停 车及排除故障时采用。通常回流比取最小回流比的 1.2～2.0 倍。 1. 塔板效率 板式精馏塔中汽液两相在各塔板上相互接触而发生传质作用，由于接触时间短暂和不 够充分，并且汽相上升也有一些雾沫夹带，因此其传质效率总不会达到理论板效果。通常用 塔板效率来表示塔板上传质的完善程度。 塔板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数。影响塔板效率的因素很多，大致归 纳为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）塔板结构以及操作条件 等，由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前仍以实验的方法测定。 （1）总板效率 E（或全塔的效率）：反映全塔中各层塔板的平均分离效果，常用于板 式塔的设计。
板式精馏塔的操作_文献原文及翻译
板式精馏塔的操作_文献原文及翻译Operation of plate rectification towerWU Chang-xiangHarbin Gasification Plant,Harbin 154864,ChinaAbstract:The influencing factors,abnoimal phenomenon and rectification process were analyzed to direct actual operation Key words: rectification tower,recification,reboiler,operationDistillation column is a multi-stage partial vaporization and partial condensation according to the different components in the mixture volatility in each floor tower board to achieve the separation of a mixture of various components of the tower gas-liquid contact device, also known as distillation. A plate column and packed column types. According to mode of operation are divided into continuous distillation and batch distillation. Steam from the bottom of the column entry, and the decline in liquid countercurrent contact with the two in contact, the drop in the volatile liquid low boiling point components is continuously transferred to the steam. The difficulty of steam volatile high boiling component continued to decline in the transfer of liquid, steam the closer the top of the tower, the higher the concentration of its volatile components, while the decline in the closer tower bottom liquid, its hard to be morevolatile components rich set, to achieve component separation. Steam rising from the top of the tower into the condenser, the liquid part of the condensate as reflux liquid to return into the distillation tower, the rest is removed as distillate. Tower bottom outflow of liquid, some of which into the reboiler, thermal evaporation, the steam back to tower, and the other part of the liquid as residua release.Compared with other chemical unit operations,distillation unit,although relatively simple,single production run that often appear in a variety of problems affecting the operation of the distillation unit,leading to tower top orbottom of product failure,severe constraints of production equipmentthe operation resulting in product loss.1.Regular changes in process conditions of distillation column1.1 Reboiler temperatureUnder the same operating pressure,raising the temperature of the reboiler,the volatile components in the tower liquid to reduce,at the same time,the rising vapor velocity increases,and help to improve the efficiency of mass transfer.If products from the top of the tower,the tower reactor discharge of difficult volatiles volatile components to reduce and reduce losses.If the tower reactor effluents for the product,it can improve product quality tower discharge of volatile components entrained difficult nolatile components increased,thereby increasing the losses.In balanced operation,the reactor temperature is suddenlyincreased,and it too late to adjust the pressure and temperature will inevitably lead to the reboiler fluid is steam-air, the pressure increased.At this time,the tower gas,liquid composition changes,the restructuring were likely to be steamed to the top of the tower,so that the failure of top product.1.2 Operating pressureIn the case of certain operating temperature,increasing the operating pressure can increase the productive capacity of the tower,so that stable operation,but the content of volatile group in the tower reactor products.In distillation,often provides for the adjustment range of the operating pressure.When the fallout of the operating pressure by extmrnal factors,were destroyed,the normal operation of the tower will be completely destroyed.1.3 Feeding temperature1.3.1 Condensate feed,the feed temperature is lower than the temperature of the feeding board,and added if all the material into the stripper segment,stripping segment load increases,the reboiler consumption increase in the amount of steam,and the top of the tower is difficult volatile group were lower.1.3.2 Saturated steam feed,the feed material temperature is higher than the temperature of feed board,all the material of the feed into the rectifying section and stripping section of the load reduction,andincreased load of the rectifying section,make the top product quality reduce.1.4 Feeding quantity and composition changesChanges in the feedstock of a direct impact on the change of the amount of steam,the latter increase will produce entrained,even flooding.The feedstock is too low,the operation is not good to maintain the balance of the tower,the steam velocity decreases,the plate is prone to leakage,the rectification efficiency is low.Inthe low-load operation,may be appropriate to increase the reflux ratio,the tower operating in a load lower limit above normal and stable operation in order to maintain the tower.Feeding component of the changes directly affect the product quality.Increased restructuring concentration increase in the rectifying section load separation is not good,the results of restructuring were brought to the top of tower,causing the top of the tower of inferior quality.Product from the reboiler,the top of the tower losses increase.If the concentration of the volatile group in the feeding group were increased,and the stripping section of the load increases,may be poor due to the separation caused by the tower reactor products of inferior quality,which entrained volatile components increased.Feeding restructuring concentration increased,the feeding mouth move down and vice versa,then move up.The same time,operating temperature,back flow and operating pressure must be adjusted accordingly in order to ensure thestability of the distillation operation.Distillation,increasing the reflux ratio,can improve the quality of the product,but the reflux ratio is too large,the inner loop of the tower increased,increasing energy consumption.Reduction of the reflux ratio,the tower gas-liquid contact is not good,the balance to damaged and therefore the mass transfer efficiency decreased.The same time,the operating pressure drop,difficult volatile components easily brought to the top of the tower,resulting in a substandard product.2 Anomalies in the distillation column during operation2.1 Plate capacityRectifying section tray downcomer overflow liquid transportation,however,that the tower upper part of the beginning of flooding,a phenomenon known as downcomer obstruction or liquid flooding.Its causes is to block the liquid leaving the tower board level rise in the downcomer plate between mist entrained excessive leaving the tray efficiency to reduce entrainment of this phenomenon is known as the excessive fog or steam flooding,the reason is the relativein the gas while the tower board bubbling area is too small.2.2 Plate foulingSediment cumulative to the board of board of the tower is an important issue,trays of dirt will tower premature flooding will reduce the plate efficiency.Plate scaling phenomenon:1The reflux ratio is nothigh on liquid pan;2The pressure drop increase between the tray;3Increase the reflux ratio on the bottom of the column temperature,flow or reboiler load does not have any impact,if the reflux ratio to the heat balance and material balance of 20% to 30%,while the tower did not change significantly,then the tower must be completely full of liquid.The amount of returning tower direct stream gas pipeline through the top of the tower back to the reflux tank.2.3 Slug flows in the riserSlug flow in the riser is a distillation column running unstable,may be caused due to an unstable gas-liquid mixture flow in the vertical pipeline.Reflux tank is elevated at the of the condenser by the condenser discharge logistics is that part of the pipeline between the gas-liquid two-phase mixture,the condenser and reflux tank is called the riser.Generate a liquid column in the riser flow rate is too low will result in two-phase separation,the distillation column to produce a back pressure,this liquid column intermittently be introduced after the riser,back pressure will weaken,then the risergradually being filled with liquid,such slug flow will cause the tower pressureperiodic pulse of change.Abnormal factors cause distillation column plate was washed away,condenser corrosion,clogged caondenser,not condensable gas influence condenser.3.ReboilerReboiler in the distillation column occupies a very important position,it used to bebottom after the vaporization of the liquid part of the back to the distillation column,two phases of the tower gas-liquid contact and mass transfer to proceed.Which used the vertical thermal siphon reboiler,which is a vertical placement of the shell and tube heat exchanger.Partial vaporization of liquid in the bottom-up tube passes through the heat exchanger,heating the heat carrier in the shell.Vertical thermal siphon reboiler features:1cycle driving force:the density of the reactor liquid and the heat exchanger tube gas-liquid mixture;2compact,small footprint,high heat transfer coefficient;3of the shell can not be mechanically cleaned,not suitable for hightower reactor,heat transfer medium viscosity,or dirty;4provide the space and buffer zones of the gas-liquid separator.Factors that determine the distillation column capacity restricted,find the reboiler failure is the most laborious,the distillation column by steam reboiler.1gas-barrier drain valve failure;2steam condensate collected indoor pressure is too large;3the condensate liquid seal failure.Hydrophobic failure caused by hydrophobic failure factors:3.1 Thermosiphon rebiler failureReboiler liquid inlet pipe and outlet pipe cold liquid mixtureexists between the density difference is the density difference driving the process of processing liquid flow through the reboiler.When tower humoral bit elevated to the reboiler back to the liquid nozzle height,siphon circulation will be impeded.The circulation rate reduction will result in the reduction of heat transfer,thus the cover back to the fluid nozzle is clearly an important reason for fluctuations in the reboiler duties.3.2 Non-condensable gas in the water vaporSteam reboiler to run the process,water vapor may be non-condensable gases,or the reboiler leak,the hydrocarbon vapor or other non-condensable gas into the reboiler,the non-condensable gas into the reboiler pipingthereby reducing the heat transfer capacity of the reboiler with the distillation column within a circulating fluid,thus causing the reboiler heat transfer efficiency decreased.4 ConclusionIn view of these problems often appear in a production run affect the operation of the distillion unit,leading ton the top of the tower or the bottom of product failure,seriously restricting the production device to run resulting in product loss.In order to avoid such things from bappening,the operator should do the following:4.1 storage and transportation of materialsPlate column distillation process must be set in place a number ofdifferent volume raw material storage tanks,pumps and all kinds of heat exchanger has been temporarily stored,transported and preheatingcoolingof materials used,in order to protect the device can bea continuous and stable operation.4.2 Necessary means of detectionIn order to facilitate the resolution of the problem in the operation shall be the appropriate place in the process to set the necessary instrumentation,as well as to obtain the pressure,temperature and other parameters.In addition,often set in a particular place manholes and hand holes,so that regular testing and maintenance.4.3 Adjustment deviceState parameters are not in the actual production value should be placed in the appropriate location of a certain number of the valve to be adjusted to achieve the production requirements,can be a double adjustment,that is both automatic and manual adjustment coexist,and at any timeswitch.板式精馏塔的操作吴昌祥（哈尔滨气化厂，黑龙江哈尔滨 154864）摘要：本文通过对影响精馏塔因素的分析及异常现象剖析，分析精馏过程从而指导实际操作。
板式精馏塔设计
《板式精馏塔设计》介绍了精馏塔塔体和相关的附属设备的设计方法。
主要内容包括：几种典型板式精馏塔的介绍.板式精馏塔的工艺设计计算、结构设计以及一些主要附属设备，如冷凝器、再沸器的设计计算。
《板式精馏塔设计》还附有一些必要的设计计算实例，以帮助读者理解其中的设计计算方法。
目录第1章板式塔概述1.1 板式塔的类型1.1.1 泡罩塔1.1.2 筛板塔1.1.3 浮阀塔1.1.4 几种典型塔板的压降和板效率的比较1.1.5 舌形板1.1.6 穿流塔板1.2 塔设计的主要内容第2章板式塔的计算2.1 理论塔板数的计算2.1.1 回流比的影响及其选择2.1.2 理论板数2.2 塔板效率和实际塔板数2.3 板式塔的工艺结构设计及流体力学验算2.3.1 塔板布置2.3.2 塔径和塔高的确定2.3.3 结构计算2.3.4 压降计算2.3.5 F1型（V1型）浮阀塔板的设计计算2.3.6 板式塔的校核2.4 浮阀塔板的设计计算举例2.4.1 初估塔径2.4.2 溢流装置2.4.3 塔板布置及浮阀数目与排列2.4.4 塔板流体力学验算第3章板式塔总体结构3.1 塔板3.1.1 整块式塔板3.1.2分块式塔板3.2 降液装置结构型式3.2.1 整块式塔板的降液管3.2.2 分块式塔板的降液管3.3 受液盘3.4 溢流堰的结构3.5 接管3.5.1 液体接管3.5.2 含闪蒸汽的接管3.5.3 汽液接管3.5.4 进气管与出气管3.6 塔釜3.7 人孔和手孔3.7.1 人孔3.7.2 手孔3.8 裙座3.8.1 裙座的材料3.8.2 裙座结构3.9 法兰及封头的设计第4章冷凝器及再沸器4.1 冷凝器4.1.1 冷凝器的设计基础4.1.2 冷凝器的设计计算4.2 再沸器4.2.1 再沸器概况4.2.2 再沸器的设计4.2.3 再沸器的安装附录附录1 液体比热容附录2 液体黏度附录3 液体汽化潜热附录4 有机物的相对密度（液体密度与4℃水的密度之比）附录5 有机液体的表面张力附录6 常用液体的热导率附录7 气体定压比热容（常压下）附录8 气体黏度（常压下）附录9 常用气体的热导率附录10 乙醇一水平衡数据附录11 不同温度下乙醇一水混合物的比热容附录12 10～70℃乙醇-水溶液的密度附录13 乙醇-水蒸气在沸腾温度下的密度附录14 不同温度下乙醇一水溶液的黏度附录15 乙醇一水溶液的热焓附录16 乙醇一水溶液的表面张力附录17 板式精馏塔装配图。
板式精馏塔
板式精馏塔
一、设备建设背景
为了配合理论教学，提高学生对传质分离设备和操作的认识，于2000年完成了板式精馏塔制造和安装。
该设备直径约φ300mm，高度约8000mm，首先安装在武昌校区实验楼旁，后因实验室搬迁，与其他实验设备一起落户刘芳校区。
二、生产工艺
精馏操作按图1所示，原料罐原料含50%水和乙醇混合物，经原料泵输送到精馏塔提纯，回流比控制1∶1，塔釜夹套通过电加热将热量传给物料，釜温控制95℃；塔顶气体进入冷却器通过冷却水冷却，顶温控制78.2℃，塔顶产品经上采出口采出88%左右乙醇产品进入产品罐B，塔釜为90%左右水由产品罐A 收集。
图1 精馏操作工艺流程
三、精馏塔操作原理
化工过程中物料分离常用方法为精馏，精馏原理是利用混合物之间各组分相对挥发度不同将混合物分开，原料在塔中经过多次部分气化和部分冷凝，沿塔高度形成稳定的温度分布、流量分布、浓度分布。
从而易挥发组分在塔顶有较高浓度；难挥发组分在塔釜有较高浓度，这样混合物在顶、底得到分离。
精馏塔有填料塔和板式塔结构之分，该设备为板式塔。
塔板采用筛板结构，操作如图2，塔体是圆柱形，塔内每隔一定间距装一块塔板。
液体由上部进入流过每层塔板，气体由下部进入穿过每层塔板，板上有一定液层，以保持气液接触。
在总体上汽液呈逆流，而在每块塔板上汽液成错流。
图2 板式塔气液流向。
化工原理课程设计—板式精馏塔的设计
板式精馏塔的设计1.1 概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
（一）泡罩塔泡罩塔是最早使用的板式塔，是Celler于1813年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。
泡罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较大，液气比范围大，适用多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便，板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高。
现虽已为其他新型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。
（a b）图1 泡罩塔（二）浮阀塔浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
10.1板式精馏塔
10.1.1板式塔的构造 板式塔的构造 板式塔的设计意图： 板式塔的设计意图： （1）在每块塔板上汽液两相必须保持密切而 ） 充分的接触， 充分的接触，为传质过程提供足够大而且不断 更新的相际接触面积，减小传质阻力； 更新的相际接触面积，减小传质阻力； （2）在塔内应尽量使汽液两相呈逆流流动， ）在塔内应尽量使汽液两相呈逆流流动， 以提供最大的传质推动力。 以提供最大的传质推动力。 板式塔：总体上气液呈逆流流动； 板式塔：总体上气液呈逆流流动； 每块塔板上呈均匀错流。 每块塔板上呈均匀错流。 首先观看录像片
为防止漏液，设入口安定区。 为防止漏液，设入口安定区。 当塔径较大、液面落差较大时，改为多溢流。 当塔径较大、液面落差较大时，改为多溢流。
2010-9-17 第10章 气液传质设备 14
2、液体沿塔板的不均匀流动 、
当液相流量较小时，可设齿形堰，设折流形塔板。 当液相流量较小时，可设齿形堰，设折流形塔板。
2
P2 P1 = hf ρLg
hf = PG = hd + hl ρLg
H fd =
Hd
φ
ρf φ= ρL
P2
G
L
11
Hd
P1
ρ f 降液管内泡沫层的平均密度。 降液管内泡沫层的平均密度。
2010-9-17
how hw
22
00
h0
G
第10章 气液传质设备 18
10.1.5 板式塔的不正常操作现象
G
11
P1
how hw
2 uL PG Hd =ζ 2g ρLg
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乙烯板式精馏塔
摘要
塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。
塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行；还要能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。
塔设备主要应用在石油化工行业，其种类很多，比如有常压塔，加压塔及减压塔，还有按单元操作分有精馏塔，吸收塔，萃取塔，反应塔，填料塔，干燥塔等。
本次设计的是2.6万吨乙烯精馏塔，在本次设计中主要包括三大方面的内容：一是工艺计算，二是强度及稳定性的计算，三是专题部分。
第一部分主要进行了物料衡算，塔内物件尺寸的确定，各种管径的确定，附属设备的选择等等。
第二部分在强度及稳定性计算中，计算出塔器的各部分质量，对塔的三个危险截面进行校核，主要是质量载荷，风载荷和地震载荷的计算。
还要进行补强的计算。
最后是专题部分，即吊柱的选用与校核。
关键词：板式塔，精馏设备，填料塔，校核
EthylenePlate Distillation Column
Author:Yan Yingchao
Tutor:Li Hui
Abstract
Tower equipment is widely used in chemical industry, petroleum and other important production equipment. The basic function of tower equipment is provided for gas and liquid two-phase to fully contact the opportunity, make heat constitution, two transfer process can quickly and effectively to; also can make contact after the gas and liquid phase separate in time, mutual entrainment. Tower equipment is mainly used in petroleum and chemical industry, its many types, such as atmospheric tower.
This design is the ethylene distillation tower, in this design mainly includes three aspects: one is the process calculation, two is the strength and stability of the calculation, the three is the special part.
The second part in the calculation of strength and stability, calculated for each part of the quality of tower, to check the three dangerous section of the tower, is the main quality load, wind load and earthquake load calculation. Mend strong calculation.
The last is the special subject part, namely the selection and check of the davit
Key words:Plate Type Tower, Distillation Equipment, Packing Tower, Check。