浮阀板式塔在甲胺精馏中的应用

课程设计说明书武汉工程大学化工与制药学院课程设计说明书课题名称 ___________________________________专业班级 ___________________________________ 学生学号学生姓名 _________________________________________ 学生成绩指导教师 _________________________________________ 课题工作时间武汉工程大学化工与制药学院化工与制药学院课程设计任务书1%专业 ____________________ 班级 ________________ 学生姓名_ 发题时间： 2015 _______ 年 12 月1_ ___________ 日 一、 课题名称甲醇-水溶液连续板式精馏塔设计二、 课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）（一） 设计任务（1） 处理能力： T/Y ，年开工7200小时。

（2）原料甲醇-水溶液：（甲醇的质量分数）。

3 产品要求：塔顶产品甲醇含量 （质量分数）不低于 ___________ ，釜液中甲醇含量不高于（二） 操作条件： （1 ）操作压力：塔顶压强为 （2）单板压降：不高于 75mm 液柱（3） ____________________ 进料状况：（4） 回流比：自选（5） 加热方式：间接蒸汽加热 （6）冷却水进口温度：30 C试设计一板式精馏塔，完成该生产任务。

三、 设计任务1确定设计方案，绘制工艺流程图。

2塔的工艺计算。

（1） 精馏塔的物料衡算; （2） 最佳回流比的确定 （3） 塔板数的确定.3塔工艺尺寸的计算（1 ）板间距； （5）塔径；（6 ）塔盘结构设计；4塔板的流体力学核算； 5绘出负荷性能图 6辅助设备的计算与选型确定塔顶冷凝器、塔底再沸器面积，加料泵，回流泵型号。

7附件尺寸确定塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头、进出管口等。

化工原理课程设计––––浮阀式精馏塔的设计学校：班级：姓名：学号：指导教师：时间：课程设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀式精馏塔二、设计的原始数据及分离要求1、原料的规格及分离要求：（1）、生产能力：年处理苯—甲苯混合液6.0万吨（2）、年开工率：8000小时（3）、原料组成：苯含量45%（质量分率）（4）、进料热状况:饱和液体（5）、分离要求：塔顶苯含量不低于95%（质量分率）塔底苯含量不高于5%（质量分率）2、生产条件：（1）操作条件：常压（2）操作温度：原料和产品均为常温（25℃）（3）塔顶冷凝器：用循环水冷却（进口温度28℃）（4）塔底在沸器：用饱和水蒸气加热（5）回流比：取最小回流比的1.4倍三、设计要求：1、编制设计说明书（1）流程的确定及说明（2）精馏塔的设计计算（3）浮阀塔盘结构设计和计算（4）对设计结果讨论（5）参考文献2、绘制精馏系统工艺流程图四、指导教师：李英杰五、设计时间：2011年12月目录前言---------------------------------------------------------------------------------4 1.精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------------------5 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率---------------------------------------5 1.2．原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量--------------------------------51.3．物料衡算-------------------------------------------------------------------52.塔板数的确定---------------------------------------------------------------------5 2.1．理论板层数NT的求取-----------------------------------------------------5 2.2最小回流比及操作回流比----------------------------------------------------5 2.3精馏塔的气、液相负荷-------------------------------------------------------6 2.4操作线方程-------------------------------------------------------------------62.5塔的有效高度-----------------------------------------------------------------63.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------73.1精流段塔体工艺尺寸计算---------------------------------------------------73.2塔经的计算------------------------------------------------------------------73.3 溢流装置-----------------------------------------------------------------------------------84.塔板负荷性计算--------------------------------------------------------------------------------114.1. 雾沫夹带线----------------------------------------------------------------------------114.2漏液线------------------------------------------------------------------------------------124.3液相负荷上限线-------------------------------------------------------------------------124.4液相负荷下限线-------------------------------------------------------------------------12 参考目录----------------------------------------------------------------------------14前言在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。

精馏精华第7期板式塔的15种塔板，你都认识吗？精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。

作为精馏过程的主要设备，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。

今天就带大家了解板式塔的结构和原理。

板式塔板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘）所组成。

在塔内沿塔高装有若干层塔板，液体靠重力的作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。

气液两相在塔内进行逐级接触，两相组成沿塔高呈梯级式变化。

板式塔的塔板塔板是板式塔的主要构件，决定塔的性能。

在几种主要类型错流塔板中，应用最早的是泡罩板，目前使用最广泛的筛板塔和浮阀塔板。

同时，各种新型高效塔板不断问世。

按照结构分，板式塔塔板可以分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和舌形塔等。

•按照流体的路径分，可以分为单溢流型和双溢流型。

•按照两相流动的方式不同，可以分为错流式和逆流式两种。

1溢流塔板溢流塔板(错流式塔板)：塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管)，横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。

板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制，从而可获得较高的板效率，但降液管将占去塔板的传质有效面积，影响塔的生产能力。

溢流式塔板应用很广，按塔板的具体结构形式可分为：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、舌形塔板等。

2逆流塔板逆流塔板（穿流式塔板）：塔板间没有降液管，气、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流而过，板上液层高度靠气体速度维持。

优点：塔板结构简单，板上无液面差，板面充分利用，生产能力较大；缺点：板效率及操作弹性不及溢流塔板。

与溢流式塔板相比，逆流式塔板应用范围小得多，常见的板型有筛孔式、栅板式、波纹板式等。

3泡罩塔板在工业上最早（1813年）应用的一种塔板，其主要元件由升气管和泡罩构成，泡罩安装在升气管顶部，泡罩底缘开有若干齿缝浸入在板上液层中，升气管顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下。

甲胺装置生产流程说明甲胺生产装置共有两套，一套使91年投产，设计能力3600T混甲胺/年，经过多次扩建，现生产能力已经达到15000T混甲胺/年；二套为02年投产，生产能力2万T混甲胺/年。

两装置生产工艺相同，不同之处只是配料系统的工艺流程有些差别。

具体甲胺生产装置流程说明如下：一、配料系统由于甲胺两装置配料系统工艺上有所差别，故将生产工艺分别说明：1、甲胺一套：甲胺一套原料槽分别有：甲醇罐（25M3）一台，液氨罐（25M3）一台，不合格三甲胺槽（25 M3）一台，不合格一二甲胺槽（25 M3）一台，共沸物贮槽（25M3）两台。

通过计量泵按照相应的原料配比（N/C=1.5-2.5）打入配料缓冲罐，当缓冲罐的物料充满后，会从缓冲罐顶部进入配料槽，从配料槽底部出料，按照调节合成升压泵的冲程，调整系统负荷，由升压泵将合成物料打入合成系统。

2、甲胺二套：甲胺二套原料槽分别有：甲醇罐（25.3 M3）一台，液氨罐（25.3 M3）一台，混胺槽（50.1M3）一台，共沸物贮槽（50.1M3）一台。

通过调节计量泵的转数来调节各原料的量，按照相应的原料配比（N/C=1.5-2.5）打入合成缓冲罐，然后通过压差将物料压入至合成系统。

二、合成系统岗位任务：把配料岗位计量泵输送来的合格原料液经升压予热，送合成塔中，在适宜的温度、压力、空速、和催化剂存在的条件下，进行连续气相胺化脱水反应，制取混合粗胺，经换热，减压后送至精馏工序分离。

由于甲胺的生产反应是放热反应，所以在反应后必将放出大量的热，为了保护设备和生产的安全，在原料的配料过程中加入的液氨是过量的，就是为了物料平衡，将合成的反应温度、压力控制在有效的反应温度指标内。

原料进入合成系统后，首先进入合成缓冲罐，低温换热器，在低温换热器中，原料会和合成液进行换热，换热后原料液的温度将会从30℃加热至80℃;原料进入开工气化器，经11Kg蒸汽加热后，原料出口温度达到120℃;进入高温换热器a，原料液和合成液进行换热，换热后，原料液温度升至150℃；进入高温换热器b，原料液被合成液加热至200℃；进入高温换热器c，原料液被再次加热至300℃；进入电炉，进行高压短路盘管加热至320℃，从合成塔顶部进入合成反应器，进行合成反应。

三聚氰胺尾气处理新技术提要概述了三聚氰胺尾气处理新工艺开发原理，原则流程、主要设备及推广应用前景。

关键词选择吸收剂，溶解度控制，吸收，解吸中图法分类号：X78The New Technology of the Off -gas Treatment of MelamineWang Mingke,Cheng Fenghua,Meng Lixin,Wang Xueyan(The Design Institute of Cangzhou Dahua Group Co.,Cangzhou,061000)Abstract The paper describes briefly the development principle of the new processfor the off-linetreatment of melamine,the process flow and the prospect of the main equipment application andpopularization.Key words selective absorbent,solubility control,absorb,desorb三聚氰胺是一种用途十分广泛的化学中间体。

除少量作为特殊医药原料，其主要用途是与甲醛缩合制成塑料和其他日用化工品。

目前，国内外工业化生产的原料路线有两条，即双氰胺法和尿素法，双氰胺法工艺落后，生产成本高，且难以实现大规模连续化生产，已处在淘汰之中。

现在国内外广泛采用的是尿素法，尿素法按压力等级可分为高、中、低三种方法。

其典型代表为NISSAN、DSM、BASF 工艺流程，操作压力分别为8～10MPa、0.78MPa、0.1MPa，反应温度380～400℃。

我国现有的三聚氰胺生产，除了天津双氰胺法外，其余全部采用中、低压尿素分解法，由于装置规模小，设备效率低，工艺落后，催化剂活性差，尿素的转化率不高，加上没有完善的尾气处理技术，因此消耗大，成本高，经济效益低，难以与国际先进工艺技术相竞争。

一、配料系统由于甲胺两装置配料系统工艺上有所差别,故将生产工艺分别说明: 1、甲胺一套:甲胺一套原料槽分别有:甲醇罐(25M3)一台,液氨罐(25M3)一台,不合格三甲胺槽(25 M3)一台,不合格一二甲胺槽(25 M3)一台,共沸物贮槽(25M3)两台。

通过计量泵按照相应的原料配比(N/C=1.5-2.5)打入配料缓冲罐,当缓冲罐的物料充满后,会从缓冲罐顶部进入配料槽,从配料槽底部出料,按照调节合成升压泵的冲程,调整系统负荷,由升压泵将合成物料打入合成系统。

2、甲胺二套:甲胺二套原料槽分别有:甲醇罐(25.3 M3)一台,液氨罐(25.3 M3)一台,混胺槽(50.1M3)一台,共沸物贮槽(50.1M3)一台。

通过调节计量泵的转数来调节各原料的量,按照相应的原料配比(N/C=1.5-2.5)打入合成缓冲罐,然后通过压差将物料压入至合成系统。

二、合成系统岗位任务:把配料岗位计量泵输送来的合格原料液经升压予热,送合成塔中,在适宜的温度、压力、空速、和催化剂存在的条件下,进行连续气相胺化脱水反应,制取混合粗胺,经换热,减压后送至精馏工序分离。

由于甲胺的生产反应是放热反应,所以在反应后必将放出大量的热,为了保护设备和生产的安全,在原料的配料过程中加入的液氨是过量的,就是为了物料平衡,将合成的反应温度、压力控制在有效的反应温度指标内。

原料进入合成系统后,首先进入合成缓冲罐,低温换热器,在低温换热器中,原料会和合成液进行换热,换热后原料液的温度将会从30℃加热至80℃;原料进入开工气化器,经11Kg蒸汽加热后,原料出口温度达到120℃;进入高温换热器a,原料液和合成液进行换热,换热后,原料液温度升至150℃;进入高温换热器b,原料液被合成液加热至200℃;进入高温换热器c,原料液被再次加热至300℃;进入电炉,进行高压短路盘管加热至320℃,从合成塔顶部进入合成反应器,进行合成反应。

由于采用甲胺触媒的不同(新系统用的是T-1221型,老系统用的是A6-2型)所以合成反应的操作温度指标也不相同,新合成塔触媒层温度控制指标为375±5℃,老系统指标为420±5℃。

甲醇精馏工艺及其塔器优化设计一、本文概述甲醇精馏工艺是化学工业中一项重要的技术，主要用于从原料中分离和提纯甲醇。

随着现代化工的快速发展，对甲醇纯度的要求日益提高，因此，优化甲醇精馏工艺及其塔器设计显得尤为重要。

本文旨在深入探讨甲醇精馏工艺的基本原理、流程设计以及塔器优化的关键技术，以期为提高甲醇生产效率和纯度提供理论支持和实践指导。

本文将首先概述甲醇精馏工艺的基本原理和流程，包括原料预处理、精馏过程以及产品分离等关键步骤。

随后，将重点分析塔器设计的关键因素，如塔型选择、塔径和塔高的确定、填料或塔板的选型等，并对不同设计方案的优缺点进行比较和评价。

在此基础上，本文将探讨塔器优化设计的策略和方法，包括结构优化、热效率提升以及操作条件优化等方面。

通过本文的研究，期望能够为甲醇精馏工艺的改进和塔器设计的优化提供有益的参考和借鉴，推动甲醇生产技术的进步，为化工行业的可持续发展做出贡献。

二、甲醇精馏工艺概述甲醇精馏是甲醇生产过程中的重要环节，主要目的是通过精馏过程将粗甲醇提纯至符合工业或高纯度要求的产品。

甲醇精馏工艺涉及到热力学、流体力学和化学工程等多个领域的知识，是一个复杂而又精细的过程。

甲醇精馏的基本原理是利用甲醇与其他组分的沸点差异，在精馏塔内通过多次部分汽化和部分冷凝，实现不同组分的分离。

在精馏过程中，甲醇和杂质组分在塔内不同高度上达到气液平衡，通过控制操作条件和塔内各段的温度、压力以及回流比等参数，可以实现甲醇与杂质的有效分离。

甲醇精馏塔是精馏过程的核心设备，其设计优劣直接关系到甲醇产品的质量和生产效益。

塔器设计需要考虑多种因素，包括原料组成、产品纯度要求、操作条件、塔型选择、塔板结构、填料类型以及传热传质性能等。

合理的塔器设计可以提高精馏效率，降低能耗和物耗，从而实现生产过程的优化。

随着科学技术的进步和工业生产的需求，甲醇精馏工艺及其塔器优化设计已成为当前研究的热点。

新型塔板、填料以及高效传热传质技术的不断开发和应用，为甲醇精馏工艺的改进和塔器性能的提升提供了有力支持。

最新【精选】范文参照文件专业论文萃取精馏在甲醇精馏中的应用萃取精馏在甲醇精馏中的应用纲要：为了提升甲醇产质量量，研究了萃取精馏在甲醇精馏中的应用。

联合实质工程经验，应用ASPEN模拟软件，剖析在甲醇精馏中应用萃取精馏的实例。

联合萃取精馏的基来源理，剖析萃取精馏在甲醇精馏中的应用。

重点词：萃取精馏甲醇精馏应用甲醇作为重要的基本有机化工原料之一，在世界经济中起着十分重要的作用。

跟着世界能源的日益紧缺，甲醇又逐渐发展成为重要的能源代替品，以甲醇为原料合成二甲醚、烯烃等化工家产也获得了快速的发展。

当前，我国甲醇产能已占世界总产能的1/4，总能力逾1500万t/a。

并且，跟着甲醇衍生物及其下游产品的快速发展和甲醇燃料的应用，甲醇需求量还会愈来愈大，所以提升甲醇产质量量和降低生产耗费就愈来愈惹起人们的关注。

甲醇精馏是甲醇生产装置的最后一道工序，其能耗约占甲醇生产总能耗的20%左右，甲醇精馏技术的利害直接关系到精甲醇的质量，所以选择适合公司生产需要的精馏技术，是降低成本、节能降耗、提升公司经济效益和市场竞争力的重要措施。

甲醇精馏是多个简单蒸馏的组合。

因为液体混淆物中所含组分的沸点不一样，当其在必定温度下部分气化时，低沸点物在气相中的浓度高于其在液相中的浓度，反之液相中高沸点物的浓度较高，这就改变了气液两相的构成。

当对部分气化所得的蒸汽进行部分冷凝时，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物浓度较高，未冷凝气中低沸点物的浓度较高。

这样不停地气化、冷凝，最后使混淆液中的组分几乎以纯甲醇组分被分别出来。

一、萃取精馏原理和萃取剂的采纳萃取精馏作为一种分别近沸点混淆物及其余低相对挥发度混淆物的技术，在石油、化学工业中获得宽泛的应用。

它是在相对挥发度靠近1或许在形成共沸物的物猜中加入挥发性小、沸点高的第3组分，使物系中组分间的相对挥发度增大，易于用精馏方法分别。

萃取剂选择是一个重点问题，优秀的萃取剂应切合以下条件：①选择性好，加入少许的萃取剂就能使原组分的相对挥发度有较大提升；②沸点高，与被分别组分的沸点差适合的大，使萃取剂易于与被分别组分分别；③与原料液互溶度大，不产生疏层现象；④使用安全，性质稳固，价钱廉价等。

课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号**********系专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2012年12月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2．全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1. 精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。

根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。

板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。

本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。

设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。

浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。

本设计采用浮阀塔板。

2. 加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。

采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。

故本设计采用泵直接加料。

3. 进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。

化工原理课程设计甲醇—水连续精馏浮阀塔设计学生姓名 XXX 学号 XXXXXXXXXXXXX指导教师 XXXXXXXXXX院、系、中心化学化工学院专业年级 09化学工程与工艺上交日期2009年9月19日前言化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一，化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取、增湿、减湿等单元操作中，精馏操作是最基本的单元操作之一，它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。

塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。

前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。

一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。

在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。

浮阀塔的特点：1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。

2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。

3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。

4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。

5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。

但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。

随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。

近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。

本次设计就是针对甲醇——水体系，而进行的常压浮阀精馏塔的设计及其辅助设备的选型。

2012年9月1日课程设计任务书1 工艺条件:生产能力：20000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：30%甲醇，70%水（质量分率，下同）产品组成：馏出液95%甲醇，釜液1.5%甲醇操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热2 基本要求和内容:(1) 确定精馏装置流程，绘出流程示意图。