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课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计院系：机械工程学院专业班级：过控11-1学号： 2011301936学生姓名：冒鹏飞指导教师：李雪斌2013 年 12 月30 日目录第一部分 概述 (4)一、设计目标 (4)二、设计任务 (4)三、设计条件 (4)四、设计内容 (4)五、工艺流程图 (4)第二部分 工艺设计计算 (6)一、设计方案的确定 (6)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)3.物料衡算原料处理量 (6)三、塔板数的确定 (7)1.理论板层数T N 的求取 (7)2.全塔效率T E (8)3.实际板层数的求取 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)1.操作压强计算 (9)2.操作温度计算 (9)3.平均摩尔质量计算 (9)4.平均密度计算 (10)5.液相平均表面张力计算 (11)6.液相平均粘度计算 (11)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)1.塔径的计算 (12)2.精馏塔的有效高度的计算 (13)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (14)1.溢流装置计算 (14)2.塔板布置 (15)3.筛孔数n 与开孔率 (16)七、筛板的流体力学验算 (16)1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h (16)2.雾沫夹带量V e 的验算 (17)3.漏液的验算 (18)4.液泛验算 (18)八、塔板负荷性能图 (19)1.漏液线 (19)3.液相负荷下限线 (20)5.液泛线 (21)6. 操作线 (22)九、设计一览表 (24)十、操作方案的说明： (25)附表 (26)总结 (29)参考文献 (29)第一部分概述一、设计目标分离正己烷-正庚烷（正戊烷-正己烷）混合液的筛板式精馏塔设计二、设计任务试设计分离正己烷-正庚烷（正戊烷-正己烷）混合物的筛板精馏塔。
精馏分离含正己烷30%（正戊烷60%）的正己烷-正庚烷（正戊烷-正己烷）混合液，要求塔顶馏岀液中含正己烷（正戊烷）不小于96%，塔底釜液中含正己烷不高于2%（正己烷96%）。
化工原理课程设计乙烯-乙烷化工原理课程设计讲明书姓名：院系：学号：指导老师：时刻: 2011/7/1前言本设计讲明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和操纵方案共七章。
讲明中对精馏塔和再沸器的设计运算做了详细的阐述，关于辅助设备和管路的设计也做了简单的讲明。
鉴于设计者体会有限，本设计中还存在许多的错误，期望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅！名目第一章概述4第二章方案流程简介6第三章精馏塔工艺设计8一、设计条件8二、物料衡算及热量衡算81、物料衡算82、回流比运算93、全塔物料衡算104、逐板运算塔板数11第四章精馏塔工艺设计141.物性数据142.初估塔径143.塔高的估算 154.溢流装置的设计155.塔板布置和其余结构尺寸的选取 166.塔板流淌性能校核 177.负荷性能图 18第五章再沸器的设计20一、设计任务与设计条件20二、估算设备尺寸21三、传热系数的校核22四、循环流量校核25第五章辅助设备设计28一、管路设计28二、辅助容器的设计30三、泵的设计31四、传热设备35第七章操纵方案37附录1 过程工艺与设备课程设计任务书38附录2 精馏塔及再沸器运算结果汇总 43附录3 要紧符号讲明46附录4 参考文献 48第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备要紧包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
精馏塔精馏塔是该工艺过程的核心设备，精馏塔按传质元件区不可分为两大类，即板式精馏塔和填料精馏塔。
本设计为板式精馏塔。
精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分不引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐步增加，塔顶最低，塔底最高。
乙烯——乙烷精馏塔设计过程工艺与设备课程设计乙烯——乙烷精馏塔设计设计日期：2014年6月25日班级：化高1102班*名：**指导老师：***前言………………………………………………………………第一章任务书……………………………………………………第二章精馏过程工艺及设备概述………………………………第三章精馏塔工艺设计…………………………………………第四章再沸器的设计……………………………………………第五章辅助设备的设计…………………………………………第六章管路设计…………………………………………………第七章控制方案…………………………………………………附录主要符号说明……………………………………………参考资料……………………………………………………………精馏工艺的设计能够极大地体现学生对知识的应用能力，而设计说明书即是这种能力的结晶。
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。
说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在一些错误，希望各位老师给予指正感谢老师的指导和参阅！（2）必要的检测手段为了随时了解操作情况及各设备的运行状况，及时地发现操作中存在问题并采取相应的措施予以解决，需在流程中的适当位置设置必要的测量仪表，以及时获取压力，温度等各项参数，从而间接了解运行情况。
另外。
常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期检修各设备及检查装置的运行情况。
（3）调节装置由于实际生产过程中各种状态参数都不是定值，都会或多或少随着时间有所波动，应在适当位置设置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，有时还可以根据需求设置双调节，即自动调节和手动调节两种调节方式并可以根据需要随时进行切换。
2.3、设备简介及选用所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
1）、精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
化工分离工程的案例教学一、案例背景介绍化工分离工程是化学工程中的一个重要领域，主要研究各种物质的分离和纯化技术。
在实际生产中，化工分离工程广泛应用于炼油、化肥、医药等行业。
本文将以某石油公司的精制装置为例，介绍化工分离工程在实际生产中的应用。
二、案例分析1. 精制装置概述该石油公司的精制装置主要包括蒸馏塔、萃取塔和吸收塔三个部分。
其中，蒸馏塔主要用于汽油和柴油等燃料的分离和纯化；萃取塔主要用于苯乙烯和苯乙烷等芳香族化合物的提取；吸收塔主要用于二氧化碳和硫化氢等有害气体的去除。
2. 蒸馏塔设计与操作蒸馏塔是精制装置中最为重要的部件之一，其设计与操作直接影响到产品质量和生产效率。
该公司采用了板式蒸馏塔，并根据不同原料进行了分段设计。
在操作中，需要根据原料特性和工艺要求，调整塔板间距、进料量等参数，以保证产品质量和生产效率。
3. 萃取塔设计与操作萃取塔主要用于芳香族化合物的提取，其设计与操作同样十分重要。
该公司采用了浸入式萃取塔，并根据不同原料进行了分段设计。
在操作中，需要控制进料流量、溶剂流量等参数，以保证提取效果和产品质量。
4. 吸收塔设计与操作吸收塔主要用于有害气体的去除，如二氧化碳和硫化氢等。
该公司采用了填料式吸收塔，并根据不同气体进行了分段设计。
在操作中，需要控制进气流量、吸收液流量等参数，以保证去除效果和设备稳定运行。
5. 操作过程中的问题与解决方法在实际生产中，由于原料特性、设备老化等因素的影响，精制装置经常出现一些问题。
例如，在蒸馏塔操作过程中可能出现板间液位失衡、冷凝器堵塞等问题；在萃取塔操作过程中可能出现溶剂回收不完全、提取效果不理想等问题；在吸收塔操作过程中可能出现填料磨损严重、吸收液泡沫过多等问题。
针对这些问题，该公司采取了相应的解决方法，如调整操作参数、更换设备部件等。
三、案例教学通过以上案例分析，我们可以看到化工分离工程在实际生产中的应用和重要性。
在教学中，可以结合实际案例进行讲解，以提高学生的实践能力和解决问题的能力。
乙酸乙酯-乙醇精馏塔的设计课程设计引言这份课程设计旨在设计一个乙酸乙酯-乙醇精馏塔，以实现有效的分离和提纯乙酸乙酯和乙醇混合物。
本文档将提供有关该塔的设计和操作参数的详细信息。
设计目标该精馏塔的设计目标有以下几点：1. 提供足够的塔高和塔板数以实现充分的分离效果。
2. 最小化能源消耗，提高操作效率。
3. 保证设备的稳定性和安全性。
设计参数1. 塔高：根据所需的分离效果和流量要求，确定合适的塔高。
通常，较高的塔高可以提供更好的分离效果，但也增加了设备成本和能源消耗。
2. 塔板数：根据乙酸乙酯和乙醇混合物的成分和所需的分离效果，确定合适的塔板数。
较多的塔板数可提供更充分的分离效果。
3. 进料温度：通过调整进料温度，可以控制乙酸乙酯和乙醇的沸点差异，从而实现有效的分离。
4. 冷凝器温度：通过调整冷凝器温度，可以控制乙酸乙酯和乙醇的沸点差异，从而实现有效的分离。
5. 塔板压力：通过调整塔板压力，可以控制乙酸乙酯和乙醇的汽液平衡，从而实现有效的分离。
6. 冷却介质的选择：根据操作要求选择合适的冷却介质，以实现对乙酸乙酯和乙醇的冷凝。
操作参数在设计乙酸乙酯-乙醇精馏塔时，需要考虑以下操作参数：1. 进料流量：根据生产需求确定进料流量。
2. 乙酸乙酯产品纯度：根据生产要求确定所需的乙酸乙酯产品纯度。
3. 乙醇产品纯度：根据生产要求确定所需的乙醇产品纯度。
4. 乙酸乙酯回收率：根据生产要求确定所需的乙酸乙酯回收率。
结论通过合理的设计和操作参数选择，乙酸乙酯-乙醇精馏塔可以实现有效的分离和提纯乙酸乙酯和乙醇混合物。
必须充分考虑分离效果、能源消耗和操作安全，以实现最佳的设备性能和生产效益。
以上是乙酸乙酯-乙醇精馏塔的设计课程设计的内容。
谢谢！。
乙醇水分离筛板式精馏塔化工原理课程方案设计书1目录1 设计任务书11.1设计题目11.2工艺条件11.3塔板类型11.4生产制度11.5设计内容12 设计方案22.1 设计方案简介22.2 设计方案的确定及工艺流程的说明23 工艺计算33.1 塔板的工艺计算33.1.1 物料衡算33.1.2 q线方程43.1.3 R的确定53.1.4 总物料恒算63.1.5 回收率73.1.6 操作线方程73.1.7 图解法求理论板层数73.1.8实际板层数的求取83.2精馏塔工艺条件及计算93.2.1操作压力93.2.2操作温度93.2.3平均摩尔质量93.2.4液体的平均密度103.2.5液体表面张力计算113.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算12 3.3.1塔径的计算123.3.2精馏塔有效高度计算143.4塔板主要工艺尺寸计算143.4.1溢流装置计算143.4.2塔板布置153.5 筛板的流体力学验算173.5.1精馏段校核173.5.2 提馏段校核193.6塔板负荷性能图213.6.1精馏段213.6.2 提馏段234 板式塔的塔体总高度的计算25 254.1 塔顶空间HD4.2 塔底空间H25B4.3 人孔264.4 裙座264.5 筒体与封头264.5.1 筒体264.5.2 封头274.6塔体总高度275 精馏塔附属设备的选型及相关计算27 5.1 换热器的选型与核算275.1.1 估算传热面积，初选换热器型号27 5.1.2确定物性数据285.1.3估算传热面积285.1.4换热器核算305.2接管325.2.1进料管325.2.2回流管335.2.3塔底出料管335.2.4塔顶蒸汽出料管345.2.5塔底蒸汽进料管345.4 泵的计算与选型346 计算结果一览表错误！未定义书签。
7设计感想评价及有关问题的分析讨论368 参考文献379绘制塔顶全凝器设备图371 设计任务书1.1设计题目：乙醇-水常压分离过程筛板式精馏塔工艺设计1.2工艺条件：生产能力：乙醇-水混合液处理量5.0万吨/年进料状况：冷液进料原料组成：乙醇的含量20（wt%）塔顶组成：乙醇的含量91（wt%）塔底组成：乙醇的含量0.3（wt%）进料温度：Ct23︒=F适宜回流比R：R=1.3Rmin塔顶压力：（表压）P=a0.4KP单板压降：)KPa∆P=(5.0表压加热蒸汽压力: )KPaP=100表压(0.加热方式：塔底直接加热1.3塔板类型：筛板式精馏塔1.4生产制度：年开工300天，每天24小时连续生产1.5设计内容：1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5) 塔板主要工艺尺寸的计算；6) 塔板的流体力学验算；7) 塔板负荷性能图；8）塔体总高度的计算；9）精馏塔附属设备的选型及相关计算；10) 计算结果一览表11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论；12）参考文献；13）绘制精馏塔及换热器的设备图2 设计方案2.1 设计方案简介精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
化工原理课程设计题目名称：乙醇-水分离筛板精馏塔课程设计学生姓名：院 (系)：专业班级：指导教师：时间：目录1 化工原理课程设计任务书 (1)1.1 设计题目 (1)1.2 操作条件 (1)1.3 设计内容 (1)1.4 设计成果 (1)2 设计计算 (4)2.1 设计方案及工艺流程 (4)2.2 全塔物料衡算 (4)2.2.1 料液及塔顶、塔底产品中乙醇的摩尔分数 (4)2.2.2 平均摩尔质量 (4)2.2.3 料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率 (4)2.3 塔板数的确定 (5)2.3.1. 理论塔板数NT的求取 (5)2.3.22.4 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (8)2.4.12.4.2 (9)2.4.32.4.42.5 精馏段的气液负荷计算 (13)2.6 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (13)2.6.1 塔径 (13)2.6.2 精馏段塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (14)2.6.3塔板布置 (14)2.7 精馏段塔板上的流体力学验算 (15)2.7.2 液面落差 (16)2.7.5 液泛的验算 (16)2.8 精馏段塔板负荷性能图 (17)2.8.1 雾沫夹带线 (17)2.8.2 液泛线（气相负荷上限线） (17)2.8.3 液相负荷上限线 (18)2.8.4 漏液线（气相负荷下限线） (18)2.8.5 液相负荷下限线 (18)2.8.6 操作线与操作弹性 (19)2.9 提馏段的气液负荷计算 (19)2.10 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (20)2.10.1 塔径 (20)2.10.2. 提馏段塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (20)2.10.3 塔板布置 (21)2.11 提馏段塔板上的流体力学验算 (22)2.11.2 液面落差 (22)2.11.3 雾沫夹带ev的验算 (22)2.11.4 漏液的验算 (22)2.11.5 液泛的验算 (23)2.12 提馏段塔板负荷性能图 (23)2.12.1 雾沫夹带线 (23)2.12.2 液泛线（气相负荷上限线） (24)2.12.3 液相负荷上限线 (24)2.12.4 漏液线（气相负荷下限线） (24)2.12.5 液相负荷下限线 (25)2.12.6 操作线与操作弹性 (25)4.结果汇总 (25)5 总结 (26)1 化工原理课程设计任务书1.1 设计题目设计一座乙醇－水连续精馏的筛板式精馏塔，年产乙醇60000t/a，要求塔顶馏出液中乙醇浓度不低于94％，残液中乙醇含量不得高于0.1％。
乙烯——乙烷精馏塔设计过程工艺与设备课程设计乙烯——乙烷精馏塔设计设计日期： 2014年6月25日班级：化高1102班姓名：黄磊指导老师：贺高红前言………………………………………………………………第一章任务书……………………………………………………第二章精馏过程工艺及设备概述………………………………第三章精馏塔工艺设计…………………………………………第四章再沸器的设计……………………………………………第五章辅助设备的设计…………………………………………第六章管路设计…………………………………………………第七章控制方案…………………………………………………附录主要符号说明……………………………………………参考资料……………………………………………………………精馏工艺的设计能够极大地体现学生对知识的应用能力，而设计说明书即是这种能力的结晶。
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。
说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在一些错误，希望各位老师给予指正感谢老师的指导和参阅！第一章、任务书处理量：210 koml/h产品质量：（以乙烯摩尔质量计）进料 65% ，塔顶产品 99% ，塔底产品≤1% ，总板效率 0.6。
********************************************************** 设计条件1.工艺条件：饱和液体进料，进料乙烯含量f x=65%（摩尔分数，下同）x=99%塔顶乙烯含量Dx≤1%，总板效率为0.6釜液乙烯含量W2.操作条件塔顶压力2.5MPa（表压）加热剂及加热方式：加热剂：水蒸汽；加热方式：间壁换热冷却剂：液氨回流比系数：R/Rmin=1.3塔板形式：浮阀处理量：210 kmol/h，安装地点：大连塔板位置：塔底第二章、精馏过程工艺及设备概述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。
化工分离工程的案例教学1. 概述分离工程是化工工程中的一个重要领域，它主要涉及将混合物中的组分分离出来，以获得纯净的产品或者回收有价值的物质。
本文将通过一些实际案例来介绍化工分离工程的应用和教学。
2. 蒸馏塔的设计与优化2.1 设计原理蒸馏塔是分离工程中最常用的设备之一，它利用液体混合物在不同温度下的沸点差异来完成分离。
在设计蒸馏塔时，需要考虑到混合物的性质、塔板设计和塔顶与塔底的操作条件等因素。
2.2 案例分析：乙醇-水混合物的精馏在乙醇工业中，乙醇-水混合物的精馏是一个常见的工艺过程。
通过对混合物进行多级蒸馏，可以得到高纯度的乙醇产品。
2.2.1 塔板设计塔板是蒸馏塔中的关键组成部分，它用于增加混合物与分馏剂之间的接触，从而实现分离。
在乙醇-水精馏的案例中，塔板的设计要考虑到乙醇与水的沸点差异和塔板上液相和气相的流动状态。
2.2.2 塔顶与塔底操作条件在乙醇-水精馏过程中，塔顶的操作条件通常是冷凝器冷却乙醇蒸汽，并将其液化回流到塔柱中。
而塔底则通常采用回流泵将水回流到塔柱中。
优化塔顶与塔底的操作条件可以提高精馏的效率和产品的纯度。
2.3 优化策略蒸馏塔的设计与优化是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
在乙醇-水混合物精馏的案例中，常用的优化策略包括增加塔板数目、改善传热效果、调整进料位置等。
3. 萃取工艺的应用与优化3.1 工艺原理萃取是一种利用溶剂将混合物中的组分从原料相中分离出来的过程。
它广泛应用于化工工程中，可以用于分离有机物、金属离子等。
在萃取工艺中，选择合适的溶剂和工艺条件是关键。
3.2 案例分析：植物提取物的萃取植物提取物的萃取是化妆品、食品等工业中常见的工艺过程。
通过选择合适的溶剂和优化操作条件，可以提高产率和产品的纯度。
3.2.1 溶剂选择在植物提取物的萃取中，常用的溶剂包括乙醇、乙酸乙酯等。
需要考虑到溶剂的毒性、成本和环境影响等因素。
3.2.2 工艺优化优化植物提取物的萃取工艺可以提高产率和产品的质量。
一 综述 塔设备简述 在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。 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，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。 筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。 当前各炼厂的气体分离装置大部分仍然采用精馏分离。化工生产中所
处理的原料中间产物和粗产品等几乎都是由若干组分组成的混合物，蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。低沸点烃类混合物是利用精馏方法使混合物得到分离的，其基本原理是利用被分离的各组分具有不同的挥发度，即各组分在同一压力下具有不同的沸点将其分离的。其实质是不平衡的汽液两相在塔盘上多次逆向接触，多次进行部分汽化和部分冷凝，传质、传热，使气相中轻组分浓度不断提高，液相中重组分浓度不断提高，从而使混合物得到分离。 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔用途较广，它是逐级接触式的气液传质设备。浮阀塔于50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍，对其性能研究也较充分。 浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干大孔，每个孔上装有一个可以上、下浮动的阀片，浮阀的型式很多，目前国内最常用型式的为F1型和V-4型。F1型浮阀的结构简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛用于化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB1118-68）。操作时，由阀孔上升的气流，经过阀片与塔板的间隙与塔板上横流的液体接触，浮阀开度随气体负荷而变，当气量很小时，气体仍能通过静止开度的缝隙而鼓泡。 我国化工工艺发展 我国石油工业具有一定的水平，但还是一个发展中的国家,摆在我们石油工作者面前的任务是繁重的。炼油工业要对现有的炼油厂进行技术改造，继续坚持“自力更生，革新挖潜，全面提高，综合利用，大搞化工原料，赶超世界先进水平”的发展方针。要立足现有基础，搞好一、二次加工和系统工程的配套，扩大综合生产能力;要革新工艺，革新技术，革新设备，把老装置开出新水平;要发展加氢技术，发展新型催化剂和添加剂，全面提高产品质量，增加品种;要开展综合利用，大搞三次加工，增产有机化工原料;要充分利用热能，大力降低消耗，各项经济技术指标要创出新水平;要治理“三废”，保护环境，为实现赶超世界先进水平而奋斗。 二 设计方案的选择 工艺设计的原则 工艺流程设计是工艺设计的核心，在整个设计中，设备选型、工艺计算、设备布置等工作都与工艺流程有直接关系。只有流程确定后，其他各项工作才能展开，工艺流程设计设计各个方面，而各个方面的变化又反过来影响 工艺流程设计，设置使流程发生较大的变化。因此，工艺流程设计是动手最早，而往往结束最晚。 流程设计的主要任务包括两个方面：一是确定生产流程中各个生产过程的具体内容、顺序和组合方式；二是绘制工艺流程图，要求以图解的形式表示生产过程中，当原料经过各个单元操作过程得到产品时，物料和能量发生的变化及其流向，以及采用了哪些化工过程和设备，再进一步通过图解形式表示出化工管道流程和计量控制流程。 选型和工艺设计的原则如下： ⑴合理性
即设备必须满足工艺一般要求，设备与工艺流程、生产规模、工艺操作条件、工艺控制水平相适应，又能充分发挥设备的能力。 ⑵先进性
要求设备的运转可靠性、自控水平、生产能力、转化率、收率、效率要尽可能的达到先进水平。 ⑶安全性
要求安全可靠、操作稳定、弹性好、无事故隐患 。对工艺和建筑，地基、厂房等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度小，尽量避免高温高压操作，尽量不用有毒有害的设备附件附料。 ⑷经济性 设备投资省，易于加工、维修、更新，没有特殊的维护要求，运行费用减少。引进先进设备，亦应反复对比报价，考察设备性能，考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用，避免盲目性。 总之，在设备的设计及选型中，要综合考虑合理性、先进性、安全性、经济性的原则，审慎的研究，认真的设计。 精馏操作对塔设备的要求 精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： (１) 气、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 (２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 (３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 (４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 (５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 (６) 塔内的滞留量要小。 2.2.1板式塔类型： 气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。 板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，而前两者使用尤为广泛。 2.2.2筛板塔： 筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有： (１) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 (２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 (４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。 筛板塔的缺点是： (１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 (２) 操作弹性较小(约2～3)。 (３) 小孔筛板容易堵塞。 2.2.3浮阀塔： 浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。塔径从200mm到6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径，大者可达10m，塔高可达80m，板数有的多达数百块。 浮阀塔之所以这样广泛地被采用，是因为它具有下列特点： (１) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20～40％，而接近于筛板塔。 (２) 操作弹性大，一般约为5～9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大得多。 (３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。 (４) 压强小，在常压塔中每块板的压强降一般为400～660N/m2。 (５) 液面梯度小。 (６) 使用周期长。粘度稍大以及有一般聚合现象的系统也能正常操作。 (７) 结构简单，安装容易，制造费为泡罩塔板的60～80％,为筛板塔的120～130％ 据此本课程设计选取浮阀塔。 设计方案确定 2.3.1操作条件的确定： 确定设计方案是指确定整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指标。本设计的操作压力为。塔顶设置冷凝器，塔底设置再沸器。 2.3.2进料状态： 进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。在实际的生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较容易控制，不致受季节气温的影响。此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设计和制造上提供了方便。本设计采用泡点进料。 2.3.3加热方式： 蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设置再沸器。有时也可采用直接蒸汽加热。若塔底产物近于纯水，而且在浓度稀薄时溶液的相对挥发度较大，便可采用直接蒸汽加热。直接蒸汽加热的优点是：可以利用压力较低的蒸汽加热；在釜内只须安装鼓泡管，不须安置庞大的传热面。这样，可节省一些操作费用和设备费用。然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不断通入，对塔底溶液起了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔底残液中易挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍有增加。本设计采用间接加热方式。 下图是工艺装置原则流程图： 三 脱烷烃精馏塔工艺计算
全塔物料平衡计算 3.1.1 原始数据获取： 表3-1 原料各组分数据汇总
200kmol/h 组分i 04nC 05nC 06nC 0
7nC
进料组成 （摩尔分数） 分离要求 95%l 90%h 进料条件 泡点进料，P= 3.1.2 清晰分隔物料衡算： 根据题意得：正戊烷为轻关键组分，正己烷为重关键组分。由清晰分割法计算:
llldf lllWfd
hhhWf hhhdfW
11llhiiDddf 1clhihWWWf
95%l 90%h 8095%76ld 80764lW 4090%36hW 40364hd 76450130D 4363070w
处 理 量 项
目
