《精馏塔的筛板塔设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精馏塔的筛板塔设计（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工原理课程设计任务书一 、设计题目：乙醇水连续精馏塔的设计 二 、原始设计数据 1、原料中含乙醇量 34%（摩尔分数，下同）其余为水，流出液中含乙釜残液中 含乙醇不高于 0.6%，生产能力为日产（24 小时）120 吨的乙醇产品（以馏出液 浓度计） 。 2、操作条件：塔顶压强 4kpa（表压） ；进料热状态：自选；回流比：自选；加 热蒸汽为低压蒸汽；单板压强不大于 0.7kpa；加热方式：间接蒸汽加热。 3、塔板形式：筛板塔。 三、设计内容 (1)设计方案的确定及工艺流程的说明。 (2)她的工艺计算及塔和塔板的主要工艺尺寸的设计（包括塔高、塔径、塔板结 构尺寸的确定，塔板的流体力学性能的验算
2、，她的负荷性能等，有关图示如负 荷性能图、塔板布置等要用坐标纸绘制） 。 (3)设计结果概要或设计一览表。 (4)塔的主要接管尺寸。 (5)辅助设备（馏出液冷凝器）的选型与计算。 (6)对本设计的评论或有关问题的分析讨论。 (7)编写设计说明书。 四、课程设计的步骤和时间安排 1、讲课、布置任务和查阅资料 0.5 天 2、阅读指导书，确定工艺流程 1 天 3、设计计算 3 天 4、辅助设备选型或设计计算 1.5 天 5、绘图 2 天 6、编写设计说明书 1.5 天 7、上交说明书图纸设计日记，考核与答辩 0.5 天 五、图纸： 1、带有控制点的工艺流程图（手绘或 CAD 均可，附在说明书后）
3、； 2、塔的工艺条件图（1#图纸，必须手绘） 。 六、设计时间：二周。 目 录第一章 方案确定1 1.1 摘要 1 1.2 设计方案 2 1.3 设计思路 4 第二章 主要塔的工艺计算4 2.1 精馏塔全塔物料衡算4 2.2 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算5 2.2.1 温 度5 2.2.2 密度6 2.2.3 混合液体表面张力7 2.2.4 混合物黏度8 2.2.5 相对挥发度8 2.3 精馏塔理论塔板及有关数据计算9 2.3.1 精馏段操作数据计算10 2.3.2 提馏段操作数据计算 10 2.3.3 塔板效率的计算 10 2.4 塔径的初步设计 11 2.4.1 精馏段塔径计算 11
4、2.4.2 提馏段塔径计算 12 2.5 精馏塔有效高度及操作压力的计算 12 2.5.1 精馏塔有效高度的计算 12 2.5.2 精馏塔操作压力的计算 12 2.6 塔板主要工艺尺寸的计算及布置 13 2.6.1 溢流装置计算 13 2.6.2 塔板分布 14 2.6.3 塔板的流体力学验算 15 1 塔板压降 15 2 液面落差 16 3 液沫夹带 16 4 漏液 16 5 液泛 17 第三章 塔板负荷性能图17 3.1 漏液线 17 3.2 液沫夹带线 18 3.3 液相负荷下限线 19 3.4 液相负荷上限线 19 3.5 液泛线 20 3.6 作图校核 21 第四章 筛板塔的工艺设计
5、计算结果总表24 第五章 主要附属设备的设计 25 5.1 冷凝器的选择 255.2 再沸器的选择 25 5.3 馏出液冷却器的选择 26 5.3.1 计算流体热负荷 26 5.3.2 计算所需传热面积 27 5.3.3 初选换热器 27 5.3.4 总传热系数的核算 27 第六章 塔体结构及次要附属设备的设计 29 6.1 接管的尺寸及选择 296.1.1 进料管 29 6.1.2 塔顶蒸汽出口管 29 6.1.3 回流管管径 29 6.1.4 塔釜出料液管 29 6.1.5 塔底至再沸器的接管管径 29 6.1.6 再沸器返塔连接管管径 30 6.1.7 法兰的选择 30 6.2 筒体与封
6、头 30 6.2.1 筒体 30 6.2.2 封头30 6.2.3 裙座的设计31 6.2.4 除沫器设计31 6.2.5 吊柱 31 6.2.6 人孔 31 结束语32 设计心得32 参考文献33第一章 设计方案1.1、摘、摘 要要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， 精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷 凝达到轻重组分分离的方法。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。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性， 对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备
7、类型之一。本次设计的筛板塔是 化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、 选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技 术人员广泛的采用。 精馏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 xF=0.34 xD=0.75 xW=0.006 实际塔板数精馏段 21 块，提馏段 5 块。工艺参数 的选定泡点进料、泡点回流。设备的结构设计和工艺尺寸的计计算塔高为 15.70m,筛孔数目为 5522 个，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，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺 流程、生产操作条件及物性参
8、数是合理的，各种接管尺寸是合理的，以保证精 馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。 关键词：乙醇；水；精馏段；提馏段；筛板塔。1.21.2、设计方案、设计方案高径比很大的设备称为塔器塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及 传热的目的常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、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、减湿等在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于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有重大的影 响据有关资料报道，塔设
9、备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比 例因此，塔设备的设计和研究，受到化工 炼油等行业的极大重视作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相充分接 触，以获得较高的传质效率此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考 虑下列各项传质效率此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列 各项要求：（）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（）操作稳定、弹性大当塔设备的气（汽）液负荷量有较大的波 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连 续操作（）流体流动的阻力小即流体通过塔设备的压力降小这将大大 节省
10、生产中的动力消耗，以及降低经常操作费用对于减压蒸馏操作，较大的 压力降还使系统无法维持必要的真空度（）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（）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型，都不可能完全满足上述所有要求，仅 是在某些方面具有独到之处 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应用。精馏过程在能量剂的驱动下 （有时加质量剂） ，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组 分挥发度的不同，使易挥发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
11、料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传质、传热的过程。 精馏塔是大型的设备组装件，分为板式塔和填料塔两大类。板式塔又有筛板塔、 泡罩塔、浮阀塔等。 。根据设计任务书，此设计的塔型为筛板塔筛板塔是很早出现的一种板式 塔它的结构简单，塔盘造价较低，安装、维修都较容易从而一反长期的冷 落状况，获得了广泛应用近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板（孔径可达mm） ，导向筛板等多种形式筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分工业塔 常用的筛孔孔直径为mm，按正三角形排列空间距与孔径的比为 .近年来有大孔径（mm）筛板的，它具有制造容易，不 易堵塞等优点，只是漏夜点低，操作弹性小筛板塔的特点如下：（）结构简单、制造维修方便（）生产能力大，比浮阀塔高（）塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏（）塔板效率较高，但比浮阀塔
