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精馏塔的设计及选型

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. 精馏塔的设计及选型

目录

精馏塔的设计及选型 ................................................................................................................................ 1

目录 ................................................................................................................................................................. 1

1设计概述 ............................................................................................................................................................. 1

1.1工艺条件 ................................................................................................................................................ 1

1.2设计方案的确定 ................................................................................................................................... 1

2塔体设计计算 .................................................................................................................................................... 3

2.1有关物性数据 ....................................................................................................................................... 3

2.2物料衡算 ................................................................................................................................................ 6

2.3塔板数的确定 ....................................................................................................................................... 6

2.4精馏塔的工艺条件及相关物性数据 ........................................................................................... 10

2.5塔体工艺尺寸的设计计算 ............................................................................................................. 13

2.6塔板工艺尺寸的设计计算 ............................................................................................................. 17

2.7塔板流体力学验算 ........................................................................................................................... 21

2.8负荷性能图 ......................................................................................................................................... 25

2.9精馏塔接管尺寸计算 ...................................................................................................................... 31

3精馏塔辅助设备的设计和选型 ................................................................................................................. 36

3.1原料预热器的设计 ........................................................................................................................... 36

3.2回流冷凝器的设计和选型 ............................................................................................................. 39

3.3釜塔再沸器的设计和选型 ............................................................................................................. 44

3.4泵的选择 ............................................................................................................................................. 47

3.5筒体与封头 ......................................................................................................................................... 48

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1设计概述

1.1工艺条件

（1）生产能力：2836.1kg/d（料液）

（2）工作日：250天，每天4小时连续运行

（3）原料组成：35.12%丙酮,64.52%水,杂质0.35%，由于杂质含量较小且不会和丙酮一起蒸馏出去，所以可以忽略。所以此母液可以视为仅含丙酮和水两种成分，其质量组成为：35.12%丙酮，水64.88%（下同）

（4）产品组成：馏出液99%丙酮溶液，回收率为90%，由此可知塔釜残液中丙酮含量不得高于5.16%

即每天生产99%的丙酮905.54kg。

（5）进料温度：泡点

（6）加热方式：间接蒸汽加热

（7）塔顶压力：常压

（8）进料热状态：泡点

（9）回流比：自选

（10）加热蒸气压力：0.5MPa（表压）

（11）单板压降≤0.7kPa

1.2设计方案的确定

（1）、精馏方式及流程：

在本设计中所涉及的浓度范围内，丙酮和水的挥发度相差比较大，容易分离，且丙酮和水在操作条件下均为非热敏性物质，因此选用常压精馏，并采取连续精 .

. 馏方式。母液经过换热器由塔底采出液预热到泡点，在连续进入精馏塔内，塔顶蒸汽经过塔顶冷凝器冷凝后，大部分连续采出，采出部分经冷却器后进入储罐内备用，少部分进行回流；塔底液一部分经过塔釜再沸器气化后回到塔底，一部分连续采出，采出部分可用于给原料液预热。塔顶装有全凝器，塔釜设有再沸器，进料输送采用离心泵，回流液采用高位槽输送。

（2）、进料状态：泡点进料。

（3）、加热方式：间接蒸汽加热。

（4）、加热及冷却方式：原料用塔釜液预热至泡点，再沸器采用间接蒸汽加热，塔顶全凝器采用自来水作为冷却剂。优点是成本低，腐蚀性小，黏度小，比热容大，易于输送。

（5） 、流程示意图

图1-1连续精馏筛板塔流程示意图 .

. 2塔体设计计算

2.1有关物性数据

1、丙酮和水的物性常数

表1-1 水的黏度和表面张力

温度 黏度MPa 表面张力

50 0.592 67.7

60 0.469 66.0

70 0.400 64.3

80 0.33 62.7

90 0.318 60.1

100 0.248 58.4

表1-2 丙酮的黏度和表面张力

温度 黏度MPa 表面张力

50 0.260 19.5

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精馏塔设计

精馏塔设计

化工原理课程设计说明书

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精馏塔设计

目 录

§1 设计任务书…………………………………………………………………………………

1

§1.1 设计条件…………………………………………………………………………… 1

§2 概述………………………………………………………………………………………… 1

§2.1 塔型选择…………………………………………………………………………… 1

§2.2 精馏塔操作条件的选择…………………………………………………………… 3

§2.3 再沸器选择………………………………………………………………………… 4

§2.4 工艺流程…………………………………………………………………………… 4

§2.5 处理能力及产品质量……………………………………………………………… 4

§3 工艺设计…………………………………………………………………………………… 5

§3.1 系统物料衡算 热量衡算………………………………………………………… 5

§3.2 单元设备计算……………………………………………………………………… 9

§4 管路设计及泵的选择……………………………………………………………………… 28

§4.1 进料管线管径……………………………………………………………………… 28

§4.2 原料泵P－101的选择…………………………………………………………… 31

§5 辅助设备的设计和选型…………………………………………………………………… 32 化工原理课程设计说明书

Page - 2 - of 30 §5.1 贮罐…………………………………………………………………………………

32

§5.2 换热设备…………………………………………………………………………… 34

§6 控制方案…………………………………………………………………………………… 34

乙苯、苯乙烯精馏塔设备选型

乙苯、苯乙烯精馏塔设备选型

设备计算部分：

苯乙烯是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是有机化工重要产品之一，为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。苯乙烯难溶于水，25摄氏度时其溶解度为0.066%，能溶于甲醇，乙醇，乙醚等溶剂中

③苯乙烯用途苯乙烯（SM） 是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS塑料，还 能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。

一、 精馏塔参数计算：

1.1 塔径的计算

以所设计塔为中型

估计塔径

𝑉𝑙𝑉𝑔 ∗ 𝜌𝑔𝜌𝑙 0.3=8.2569.384∗1.58789.130.3=0.0563

根据上述所算出的参数及所设板距（620mm）,经读图可知如下

𝐶20=0.163

可得液泛速度

u=C 𝜌𝐿−𝜌𝐺𝜌𝐺=0.163∗ 788.09−1.6871.687=2.89

取液泛分率等于0.8

塔的有效截面积

𝐴𝑢=7.6540.8∗2.89=3.31𝑚2

则塔的总截面积为4.315𝑚2

塔径D= 4𝐴𝜋= 4∗4.3153.14=2.564𝑚

将塔径整数化D=2.6m

得塔截面积A=5.306𝑚2

1.2精馏塔其他部件主要参数 1.2.1凹形降液管宽度Wd和截面积Af

在精馏段

由

因塔径D=2.0m，选用单溢流弓形降液管查手册参数图得

验算液体在降液管中停留时间，即

故降液管设计合理

1.2.2降液管底隙高度𝒉𝟎

取液体通过降液管底隙的流速𝑢0=0.1m/s

依式计算降液管底隙高度0h，

即：000.00230.0250.910.1swLhmlu

1.2.3降液管的尺寸和停留时间

设计中依据堰长与塔径之比由图可查，为使液体中夹带的气泡得以分离，液体在降液管内应有足够的时间停留，由实践经验可知，液体在降液管停留时间不应小于3~5s，因此确定降液管的尺寸和停留时间。

精馏塔设计书

精馏塔设计书

精馏塔设计书

精馏塔是化学和石油工业中常用的一种分离设备，其设计非常重要。本文将从精馏塔的结构、操作条件、材料选择等方面进行详细介绍和建议，以帮助读者更好地进行精馏塔的设计。

一、结构设计

1.1 塔体结构

精馏塔的塔体一般分为直立式和横卧式两种类型。直立式适合于处理高粘度、高沸点和易结晶的物料，横卧式适合于处理低粘度、低沸点和易挥发的物料。在塔体的结构设计上，需要根据具体的工艺要求，确定塔的高度、直径和壁厚等参数，保证其能够在长期运行中保持稳定的分离效果。

1.2 塔盘结构

塔盘是精馏塔的关键部件，其结构应该符合两相流动的要求，在连续计量流量的同时，实现物料的良好分离。在设计塔盘时，需考虑填料的种类、布置和高度等因素，以保证塔盘的稳定性和分离效率。

二、操作条件

2.1 进料方式

精馏塔的进料方式有顶进、底进、侧进等多种方式，需根据具体的物料性质、流量和工艺特点等因素来选择。在进料过程中，需控制进料速度和温度，避免液位过高和温度变化过大导致塔内压力波动，影响精馏效果。

2.2 温度和压力控制

精馏塔的温度和压力是影响精馏效果的重要因素。在运行过程中，需控制塔底温度和塔顶温度，避免出现气液两相不均匀、突然变化和温度不足等现象。同时，还需控制塔内的压力，保证物料能够在塔内正常流动，达到良好的分离效果。

三、材料选择

3.1 塔体材料

精馏塔的塔体材料应该根据物料的性质和使用环境等因素选用。常用的材料有碳钢、不锈钢、玻璃钢和聚合物等。在选择材料时，需考虑其耐腐蚀性、强度和可焊性等因素，以保证塔体的稳定性和可靠性。

3.2 塔盘材料

对于均相物料的精馏，塔盘一般选用不锈钢、有机玻璃或塑料等材料；对于非均相物料的精馏，塔盘则需选用更耐磨、更耐腐蚀的材料，如钛合金和镍基合金等。

总之，精馏塔的设计需要考虑多方面的因素，包括结构、操作条件和材料选择等，以保证其达到良好的分离效果和稳定性能。通过科学、合理的设计，可实现更加高效、节能的生产过程，大大提高生产效率和质量，为工业生产带来更大的经济效益。

精馏塔的设计及选型

精馏塔的设计及选型

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目录

精馏塔的设计及选型 ..................................................................................................... 1

目录 ............................................................................................................................... 1

1设计概述 ............................................................................................................................ 1

1.1工艺条件 ................................................................................................................. 1

1.2设计方案的确定 ...................................................................................................... 1

2塔体设计计算 .................................................................................................................... 3

2.1有关物性数据 .......................................................................................................... 3