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精馏塔设计说明书

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精馏塔设计说明书1.1 塔型选择根据生产任务，若按年工作日330天，每天开动设备24小时，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。

1.2 有关的工艺计算 1.2.1 精馏塔的物料衡算以年工作日为330天，每天开车24小时计，进料量为：3200000101104/3302422.86F kmol h ⨯==⨯⨯由全塔的物料衡算方程可写出： 总物料 F D W =+易挥发组分 F D W Fx Dx Wx =+将0.1736,0.8182,0.0004,1104FD W kmolx x x F h ====代入全塔物料衡算方程得：D=234 kmol h ，W=870 kmol h塔顶易挥发组分的回收率=100%99.99%DFDx Fx ⨯= 塔底难挥发组分的回收率=(1)100%95.28%(1)W F W x F x -⨯=-1.2.2 塔板数的确定1.2.2.1 最小回流比及操作回流比的确定由于是泡点进料，0.1736e F x x ==，即过点(0.1736,0.1736)做直线0.1736x =交平衡线于点e ，由点e 可读得0.495e y =，因此：min 0.81820.4951.00560.4950.1736D e e e x y R y x --===--R (适宜)=(1.1~2)min R所以可取操作回流比 1.5R =理论塔板数的确定精馏段操作线方程：10.60.32711D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作线方程：1 2.490.0006n m W m L W y x x x L W L W+''=-=-''--回流比R=1，则 1.557.8986.835kmol L RD h ==⨯=；因为是饱和液体进料，则q=1，86.835273.4360.235kmol L L F h'=+=+=q 线方程：0.1736x =在~y x 相图中分别画出上述直线，利用图解法可以求出T N =13 块(含塔釜)其中，精馏段11块，提馏2段块。

1.2.2.2 全塔效率的估算用奥康奈尔法('O conenell )对全塔效率进行估算： 由相平衡方程式1(1)x y x αα=+-可得(1)(1)y x x y α-=-根据相平衡数据可以查得：10.8182D y x == 10.79x =(塔顶第一块板) 0.495F y = 0.1736F x =(加料板)0.0004w x = 0.05w y =(塔釜)因此可以求得：1 1.12, 4.67,118.7F w ααα=== 全塔的相对平均挥发度：8.53m α=查得79.60,84.00,99.10D F w t C t C t C =︒=︒=︒即全塔的平均温度：79.6084.0099.1087.5633D F W m t t t t C ++++===º 在温度m t 下查得120.315,0.36mPa s mPa s μμ=⋅=⋅因为L i Li x μμ=∑所以，0.17360.37(10.1736)0.3150.325LF mPa s μ=⨯+-⨯=⋅ 全塔液体的平均粘度：()/3(0.3250.35130.315)/30.33Lm LF LD LW mPa s μμμμ=++=++=⋅ 全塔效率0.2450.24510.49()0.490.38(8.530.33)T L E αμ-==⨯≈⨯ 实际塔板数/13/0.3834P T T N N E ===块(含塔釜)其中，精馏段的塔板数为：11/0.3829=块1.2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 1.2.4 热能利用的计算以釜残液对预热原料液，原料液温度为45C ︒则将原料加热至泡点所需的热量F Q 可记为：21()F F pF F F Q W c t t =-其中84.004564.52Fm t C +==º 在进出预热器的平均温度以及64.5Fm t C =º的情况下可以查得比热4.115/pF c kJ kg C =⋅º，所以，344500010 4.115(84.0045) 4.3910/3002422.86F Q kJ h ⨯=⨯⨯-=⨯⨯⨯釜残液放出的热量12()w w pw w w Q W c t t =- 若将釜残液温度降至245w t C =º 那么平均温度99.104572.052wm t C +==º 其比热为 4.16/pw c kJ kg C =⋅º，因此，4215.5 4.16(99.1045) 4.410/w Q kJ h =⨯⨯-=⨯可知，w F Q Q >，于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点1.2.5 精馏段与提馏段的体积流量1.2.5.1 精馏段由整理精馏段的已知数据列于表，由表中数据可知：液相平均摩尔质量：22.8640.9731.92/22F DM MM kg kmol ++===液相平均温度：84.0079.6081.822F Dmt tt C ++===º精馏段的已知数据表4 精馏段的汽液相负荷1.2.5.2 提馏段整理提馏段的已知数据列于表5，采用与精馏段相同的计算方法可以得到提馏段的负荷，结果列于表6。

表6 提馏段的汽液相负荷1.2.6 精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.2.6.1 塔径的计算由于精馏段和提馏段的上升蒸汽量相差不大，为便于制造，我们取两段的塔径相等。

有以上的计算结果可以知道：汽塔的平均蒸汽流量：3() 1.056 1.151.103/22SJ ST S V V V m s ++=== 汽塔的平均液相流量：3()0.0006750.002250.00146/22SJ ST S L L m s ++=== 汽塔的汽相平均密度： 31.2530.791.0215/22VJ VTV kg m ρρρ++=== 汽塔的液相平均密度：3815.4888.6852/22LJ LTL kg m ρρρ++===塔径可以由下面的公式给出：D =由于适宜的空塔气速max (0.6~0.8)u u =，因此，需先计算出最大允许气速max u 。

max u =取塔板间距0.45T H m =，板上液层高度1600.06h mm m ==，那么分离空间： 10.450.060.39T H h m -=-=功能参数：(0.0416S S L V == 从史密斯关联图查得：200.083C =，由于0.220()20C C σ=，需先求平均表面张力：全塔平均温度78.9284.8399.1087.6233D F W T T T C ++++==º，在此温度下，平均摩尔分数为0.5780.14360.00040.2413++=，所以，液体的临界温度：0.241(273243)(10.241)(273342.2)591c i ic T xT K ==⨯++-⨯+=∑溶液的表面张力2126/dyn m σ=平均塔温下表面张力可以由下面的式子计算：1.22211()mc mc T T T T σσ-=-， 1.22591(27387.62)[]2619.48/591(27325)dyn cm σ-+=⨯=-+ 所以：0.219.50.083()0.082620C ==max 0.0826 2.38/u m s === 取max 0.7u u =，所以0.7 2.38 1.67/u m s =⨯=0.918D m ==根据塔径系列尺寸圆整为1000D mm = 此时，精馏段的上升蒸汽速度为：2244 1.0561.345/1SJ J V u m s D ππ⨯===⨯ 提馏段的上升蒸汽速度为： 24 1.464/STT V u m s D π== 1.2.6.2 塔高的计算塔的高度可以由下式计算：(2)P T T F W Z H N S H SH H H =+--+++已知实际塔板数为31N =块，板间距0.45T H m =由于料液较清洁，无需经常清洗，可取每隔6块板设一个人孔，则人孔的数目S 为：31146S =-=个 取人孔两板之间的间距0.6T H m =，则塔顶空间 1.2D H m =，塔底空 间 2.5W H m =，进料板空间高度0.5F H m =，那么，全塔高度：1.2(3124)0.430.60.52.516Z m =+--⨯+⨯++=1.2.7 塔板结构尺寸的确定1.2.7.1 塔板尺寸由于塔径大于800mm ，所以采用单溢流型分块式塔板。

取无效边缘区宽度40C W mm =，破沫区宽度70S W mm =，0.45T H m = 查得714W l mm =弓形溢流管宽度150d W mm = 弓形降液管面积20.0770f A m =/0.0770/0.78540.098f T A A == /20.50.040.46C R D W m =-=-=/20.50.1500.070.28d S x D W W m =--=--= 验算：液体在精馏段降液管内的停留时间 0.07700.445.650.000675f T J SJA H s s L τ⨯===>液体在精馏段降液管内的停留时间0.07700.413.750.00225f T T STA H s s L τ⨯===>1.2.8 弓形降液管1.2.8.1 堰高采用平直堰，堰高w L ow h h h =-取60,10L ow h mm h mm ==，则601050w h mm =-=1.2.8.2 降液管底隙高度若取精馏段取010h mm =，提馏段取为25mm ，那么液体通过降液管底隙时的流速为精馏段：'00.0006750.0945/0.7140.010SJ w L u m s l h ===⨯ 提馏段：'000.002250.126/0.7140.025ST w L u m s l h ===⨯'0u 的一般经验数值为0.07~0.25/m s所以取降液管底隙处流体流速'0.13m u s=，则 000.001460.0160.7140.13S w L h l u ==='⨯ 1.2.9 浮阀数目及排列采用F 1型重阀，重量为33g ，孔径为39mm 。

1.2.9.1 浮阀数目浮阀数目2004SV N u π=气体通过阀孔时的速度0u =取动能因数11F =，那么010.88/u m s ==，因此21.1034850.03910.88N π⨯=≈⨯⨯个 1.2.9.2 排列由于采用分块式塔板，故采用等腰三角形叉排。

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空分精馏塔设计说明书(下塔提污氮)

空分精馏塔设计说明书(下塔提污氮)

目录设计任务书 (1)第一部分精馏计算 (2)一、下塔精馏计算 (2)到第六块塔板的时候氧浓度已经超过36了,故第I段取7块 (5)二、液空、污液氮、纯液氮节流气化率的确定 (5)三、液空节流后气液相组分的计算 (6)四、膨胀空气过热引起气化量的计算 (7)五、上塔的精馏计算 (7)六、实际塔板数的确定 (12)第二部分塔板流动工况及结构计算（下塔） (13)一、塔径的计算 (13)二、溢流斗结构设计计算 (15)三、塔板阻力计算 (16)四、溢流斗尺寸及塔板间距计算 (17)第三部分容器及强度计算 (19)一、塔体壁厚计算 (19)二、封头的设计计算 (20)三、塔体开孔及开孔补强 (21)四、支座设计 (24)五、支撑梁工字钢的选取 (27)设计任务书已知条件：上塔压力 MPa P 136.0=上下塔压力 MPa P 58.0=下氧产量 h Nm Vo /1000032=氧浓度 %6.992=o y 氮产量 h Nm V N /1000032=氮浓度 %99.992=N y加工空气量 h Nm V K /550003=液空氧浓度 O X21LK%36=过冷度 C t ︒=∆5冷过热度C t ︒=∆20热膨胀空气量14.0=PK V标准空气体积百分含量 20.95%2O ，0.93%Ar ，78.12%2N设计任务：1、三相液体精馏计算—确定上下塔板数；2、塔板动力工况及结构计算—确定塔径、塔板间距、溢流斗个数等；3、容器及强度计算—包括选材、壁厚、封头的选择计算；4、绘制下塔装配图—包括焊接形式及主要装配结构；5、书写设计说明书。

备注：1、 本设计中凡涉及标注1，2，3的均分别表示氧、氩、氮组分；2、 本设计为双高精馏塔，理论塔板数计算为三元逐板计算法；3、 假设纯产品为二元混合物，即纯2O 或2N 中杂质为Ar ；4、本设计中数据多采集自《深冷手册》和压力容器设计国家标准以及部分经验公式。

苯甲苯精馏塔的课程设计说明书

苯甲苯精馏塔的课程设计说明书

《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。

3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。

摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。

2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。

本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。

关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ......................................... 9 4.1操作压力计算 ............................................................... 9 4.2安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。

丙酮-水板式精馏塔设计说明书

丙酮-水板式精馏塔设计说明书

目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第1章设计条件与任务 (2)1.1设计条件 (2)1.2设计任务 (2)第2章设计方案的确定 (3)第3章精馏塔的工艺设计 (4)3.1全塔物料衡算 (4)3.1.1原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分数 (4)3.1.2原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.1.3物料衡算进料处理量 (4)3.1.4物料衡算 (4)3.2实际回流比 (5)3.2.1最小回流比及实际回流比确定 (5)3.2.2操作线方程 (6)3.2.3汽、液相热负荷计算 (6)3.3理论塔板数确定 (6)3.4实际塔板数确定 (7)3.5精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (8)3.5.1操作压力计算 (8)3.5.2操作温度计算 (9)3.5.3平均摩尔质量计算 (9)3.5.4平均密度计算 (10)3.5.5液体平均表面张力计算 (10)3.6精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)3.6.1塔径计算 (12)3.6.2精馏塔有效高度计算 (13)第4章塔板工艺尺寸的计算 (14)4.1精馏段塔板工艺尺寸的计算 (14)4.1.1溢流装置计算 (14)4.1.2塔板设计 (15)4.2提馏段塔板工艺尺寸设计 (15)4.2.1溢流装置计算 (15)4.2.2塔板设计 (16)4.3塔板的流体力学性能的验算 (16)4.3.1精馏段 (16)4.3.2提馏段 (17)4.4板塔的负荷性能图 (18)4.4.1精馏塔 (18)4.4.2提馏段 (19)第5章板式塔的结构 (21)5.1塔体结构 (21)5.1.1塔顶空间 (21)5.1.2塔底空间 (21)5.1.3人孔 (21)5.1.4塔高 (21)5.2塔板结构 (21)第6章附属设备 (21)6.1冷凝器 (21)6.2原料预热器 (22)第7章接管尺寸的确定 (23)7.1蒸汽接管 (23)7.1.1塔顶蒸汽出料管 (23)7.1.2塔釜进气管 (23)7.2液流管 (23)7.2.1进料管 (23)7.2.2回流管 (23)7.2.3塔釜出料管 (23)第8章附属高度确定 (24)8.1筒体 (24)8.2封头 (24)8.3塔顶空间 (24)8.4塔底空间 (24)8.5人孔 (24)8.6支座 (24)8.7塔总体高度 (24)第9章设计结果汇总 (25)设计小结与体会 (27)参考文献 (28)引言在炼油、石油加工、精细化工、食品、医药等部门，塔设备属于使用量大，应用面广的重要单元设备。

过程设备设计精馏塔毕业设计说明书

过程设备设计精馏塔毕业设计说明书

前言这次毕业设计是学生在大学期间的最后一次运用4年所学的知识，进行的一个综合性设计。

作为过程装备与控制工程专业的本科生，不仅需要牢固掌握基本的理论知识，还要在设计，实践的过程中学会应用。

正因为如此，认真地去做设计肯定对将来的工作的一次练兵，为今后的发展起到铺垫作用。

课题题目是Φ4500mm常压塔机械设计。

工作介质是原油，地点武汉，最高工作温度360℃，最高工作压力为0.15Mpa。

此常压蒸馏塔应用于炼油工艺过程中期，是最常用的一种单元设备之一。

由于原油具有其独特性，因此在设计时也很有必要去注意一些实际问题。

本设计说明书介绍了设计的主要过程,包括设计的思路。

从材料的选取，结构参数设计和选型，厚度计算，强度与稳定性校核，开孔补强设计，以及主要零部件的制造工艺等，都有基本的叙述。

为做到设计的正确性，合理性，就要严格按照设计原则进行，所有数据必须经过查表和计算得到，同时要考虑实际中存在的问题，比如安装吊运、检修等。

考虑到设备和生产的经济性,设计中遵循最优原则,即在满足基本要求的前提下最大限度地提高经济性和效率。

此书是对整个设计过程的记录以及整合。

全书分为五章,与装配图紧密相连,互成整体。

这次设计工作是由陈世民同学在何家胜副教授的指导以及同学的帮助合作下完成的,在此对提供过帮助的老师和同学表示谢意！但是由于设计者水平有限,肯定会有不妥甚至错误之处,如有发现,请读者指正为谢!编者2010.06.01摘要原油常压蒸馏作为原油加工的一次加工工艺，在原有加工流程中占有举足轻重的作用，其运行的好坏直接影响到整个原有加工的过程。

而在蒸馏加工的过程中最重要的分离设备就是常压塔。

因此，常压塔的设计好坏对能否获得高收益，搞品质的成品油油着直接的影响。

本次设计的常压塔是原油炼制工艺过程的中期塔设备。

设计时要考虑实际要求，遵循塔设备的设计原则，要经历需求分析、目标界定、总体结构设计、零部件结构设计、参数设计和设计实施这几个过程。