精馏塔设计原则

前言

在设计过程中考虑到设计的精馏塔应具有较大的生产能力，并

且满足工艺要求，另外还要节省能源，综合利用余热。经济合理，

冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量，另一方面影

响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因

此，设计是否合理关系到生产过程的经济问题。

精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、

石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气、

液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不

同，使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。

实现原料混合物中各组分分离的过程是传质传热的过程。本次任务

为设计一定处理量的分离苯和氯苯混合物精馏塔。

通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算，进一步加深

了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度，开阔了视野，

提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力。

目录

前言1

第一章方案设计1

1.1操作条件的确定1

1.1.1操作压力1

1.1.2进料状态1

1.1.3加热方式1

1.1.4冷却剂与出口温度2

1.1.5热能的利用2

1.2确定设计方案的原则3

1.2.1满足工艺和操作的要求3

1.2.2满足经济上的要求3

1.2.3保证安全生产3

1.3工艺流程4

第二章工艺设计及计算5

2.1物料衡算5

2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率5

2.1.2原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量5

2.1.3全塔物料衡算5

2.2理论塔板数估算6

2.2.1常压下苯-氯苯汽液平衡数据6

2.2.2气液平衡线6

2.2.3进料热状况参数7

2.2.4求最小回流比Rmin8

2.2.5精馏段提馏段操作线8

2.2.6图解法求理论板数9

2.3各种操作条件及相关的物性估算11

2.3.1操作温度估算11

2.3.2平均摩尔质量估算11

2.3.3液相平均粘度估算12

2.3.4相对挥发度估算13

2.3.5实际塔板数估算14

2.3.6操作压力估算14

2.3.7液相平均密度估算15

精馏塔的介绍

无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。

精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：①板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。②填料塔，气液两相作连续逆流接触。

一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进人塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。

塔板的分类

板式塔是一种应用极为广泛的气液传质设备，它由一个通常呈圆柱形的壳体及其中按一定间距水平设置的若干塔板所组成。板式塔正常工作时，液体在重力作用下自上而下通过各层塔板后由塔底排出；气体在压差推动下，经均布在塔板上的开孔由下而上穿过各层塔板后由塔顶排出，在每块塔板上皆储有一定的液体，气体穿过板上液层时，两相接触进行传质。

板式塔种类繁多，通常可分类如下：

按塔板结构分，有泡罩板、筛板、浮阀板、网孔板、舌形板等等。历史上应用最早的有泡罩塔及筛板塔，20世纪50年代前后，开发了浮阀塔板。现应用最广的是筛饭和浮阀塔板，其他不同型式的塔板也有应用。一些新型塔板或传统塔板的改进型也在陆续开发和研究中。

按气液两相的流动方式分，有错流式塔板和逆流式塔板，或称有降液管塔板和无降液管塔板。有降液管塔板应用极广，它们具有较高的传质效率和较宽的操作范围；无降液管的逆流式塔板也

常称为穿流式塔板，气液两相均由塔板上的孔道通过。塔板结构简单，整个塔板面积利用较充分。常用的有穿流式筛板、穿流式栅板、穿流式波纹板等。

按液体流动型式分，有单流形、双流形、U形流形及其他流形(如四流形、阶梯形、环流形等)。

精馏塔操作规程

开工前准备工作：

1.查看循环水池水位、设备是否送电、物料输送泵及管线是否连接备齐。

2.启动循环水泵及塔顶冷凝器增压泵，检查管道及冷凝器是否跑冒滴漏。

3.查看锅炉是否开始投用，管道是否跑冒滴漏。

4.了解所需精馏物质4003基本性质（沸点、危害特性等）。

5.全开回流流量计阀门（始终保持全开），关闭采出流量计阀门。

开车操作步骤：

1.确认釜底阀、循环水进水阀、循环水出水阀都关闭，依次打开蒸发釜放空阀、进料阀、气动泵进料阀。打开打气泵，用气动泵把所需精馏物料4003打入蒸发釜，注意观察釜内液位，液位在三分之二左右停止打料，关闭打气泵，依次关闭蒸发釜放空阀、进料阀、气动泵进料阀。

2.打开循环水泵及塔顶冷凝器增压泵。

3.依次打开釜底疏水阀，再打开蒸汽进气阀，开始升温（阀门开度三分之二左右）。

4.当回流流量计流速达到100L/h以上，塔顶温度65~73度时，缓慢打开采出流量计阀门（观察左边回流流量计浮子不能完全落下，以塔顶温度为准）。

5.加强巡检，泵是否有异响、是否发热；管道是否跑冒滴漏；釜内液位是否合适；温度是否正常；精馏出4003含量是否达到要求。

6.利用空隙及时把所需精馏物质4003打入缓冲罐，待釜内液位低时，及时补入釜内。

7.随着不断的精馏与补加，釜内物料含量变低，塔顶温度开始上升，不宜控制在65~73度时，及时更换接受桶（贴上标签：注明后馏），继续精馏，当塔顶温度达到100度时，停止精馏。

8.依次关闭蒸汽进气阀，关闭釜底疏水阀。打开循环水出水阀，进水阀，给釜降温。当釜内温度30度左右时，依次打开釜放空阀、釜底阀，把釜内液体排入废水池。

9.再次加料，按照开车步骤重新开始操作。

停工操作步骤

1.依次关闭蒸汽进气阀、釜底疏水阀。

2.依次开启循环水回水阀，再开循环水进水阀。

3.待釜内温度降至室温时，依次关闭循环水进水阀、循环水回水阀。

4.确认其它工段没有用循环水的前提下，先关闭塔顶冷凝器增压泵，再关闭循环水水池泵。若其他工段正使用循环水时，仅关闭塔顶冷凝器增压泵。

第 1 页 共 2 页 精馏塔塔径圆整规则

【原创实用版】

目录

一、精馏塔塔径圆整规则的概述

二、常用标准塔径

三、精馏塔设计时计算后圆整的提馏段和精馏段的塔径不同的处理原则

正文

一、精馏塔塔径圆整规则的概述

精馏塔是化工行业中常用的设备之一，其主要作用是通过升华和冷凝的过程对物质进行分离和提纯。在精馏塔的设计过程中，塔径圆整规则是非常重要的一个环节。所谓塔径圆整，就是在计算出塔径后，按照一定的标准进行四舍五入取整，使得塔径能够满足实际设计和生产的需要。

二、常用标准塔径

在实际的精馏塔设计中，常用的标准塔径有：400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200 等。这些标准塔径是基于工程实践和设计经验总结出来的，能够满足大多数情况下的生产需求。当然，具体的塔径选择还需要根据实际的生产工艺和设计要求进行确定。

三、精馏塔设计时计算后圆整的提馏段和精馏段的塔径不同的处理原则

在精馏塔设计时，提馏段和精馏段的塔径可能会出现不同的情况。这时，我们需要按照规定的原则进行处理，一般情况下，我们会将塔径圆整到 1.8mm。这样的处理原则既能保证塔径的精度，又能满足实际生产的需要。

总的来说，精馏塔塔径圆整规则是精馏塔设计过程中的一个重要环节， 第 2 页 共 2 页 其目的是为了保证塔径的精度和满足实际生产的需要。