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精馏塔设备设计

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������
ρL ;ρV 0.5 ρV
)
= 0.12 (
1095.270;2.466 2.466
)
0.5
= 2.526������/������
Vs
3.40794 2.526
= 1.69������2
塔板上液流型式选单流型，取堰长 Lw=0.5D 查得溢流管面积和塔板总面积之比
������ ′ 1.69 ������������ ′ ������������
筛板塔的设计
该精馏塔与前一步的氢氯化反应釜相连，该反应釜氢氯化反应后的产物分为气液两相， 两相中都含有中间产物 1、3-二氯丙醇。而该精馏塔的目的就是从反应釜的釜底液中提取出 中间产物 1、3-二氯丙醇，提纯到一定的浓度，送入之后的皂化工艺生产出产品。进料温度 110℃， 压力 1atm， 总料液为 14776.8297kg/h， 组成分别为质量分数： 1、 3-二氯丙醇 0.795、 水 0.165、醋酸 0.026、3-氯丙二醇 0.004、1、2、3-三氯丙烷 0.004。塔顶采出主要是轻组分 1、3-二氯丙醇和，塔顶温度是 111.4℃。塔底液主要组分是 3-氯丙二醇，塔底釜液的温度是 208.2℃。整个塔的塔板数是 27 块板，在第 13 块板处进料。本设计根据 ASPEN 模拟所得到 的流体力学数据进行设计。 考虑到该塔处理量较大选用板式塔，由于筛板塔结构简单，易于加工制造，成本相对较 低该处选用筛板塔。由于进料量较大，考虑分两段进行设计。 通过 ASPEN 模拟得到以下设计相关数据（精馏段） ： 液相温度 塔板 ℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 平均 111.43 143.30 156.29 158.92 159.52 159.80 160.02 160.23 160.44 160.65 160.86 161.07 161.16 158.52 ℃ 143.30 156.29 158.92 159.52 159.80 160.02 160.23 160.44 160.65 160.86 161.07 161.16 153.91 159.41 气相温度 液相流量 Lsm3/s 0.00576 0.00352 0.00394 0.00401 0.00402 0.00402 0.00402 0.00402 0.00402 0.00402 0.00402 0.00402 0.00420 0.00399 气相流量 Vsm3/s 3.50243 3.48914 3.50020 3.48545 3.46453 3.44289 3.42138 3.40012 3.37912 3.35838 3.33788 3.31754 3.29327 3.40749 液相密度 ρLkg/m3 1121.218 1113.555 1098.486 1095.092 1094.269 1093.864 1093.526 1093.200 1092.876 1092.551 1092.223 1091.891 1091.704 1095.270 气相密度 ρVkg/m3 1.842 2.278 2.388 2.418 2.435 2.450 2.465 2.480 2.494 2.509 2.524 2.539 2.616 2.466 表面张力 σdyne/cm 44.844 29.368 25.349 24.664 24.534 24.489 24.458 24.428 24.400 24.371 24.343 24.316 24.321 24.920
������������ ������������
=
3.40749 1.94
= 1.75������/������
求出实际堰长 LW=0.5D=0.5*1.6=0.8m
求出实际泛点百分率
un uf
=
1.75 2.526
= 0.69
二塔板详细设计 选择平顶溢流堰，由于在常压下操作，取堰高 hw=0.04m 由于液体负荷不大、塔径较小，采用垂直弓形受液管；由于塔径不算很大可以选用普通平底 受液盘，取 ho=0.04m 取出入口稳定区 WS=WS’=0.07m，取边缘区 WC=0.05m 从弓形降液管的宽度与面积图中可读得 Wd/D=0.07 求得 Wd=0.07D=0.07*1.6=0.112m 可以算出 x = 可以算出r =
0.5 相应的动能因子F = u������ ������������ = ������������������ ������������ A������ ;2A������ 0.5 ������������ = 6.5∗0.163 2;2∗0.06 ������������ ������������ ������������
������ 2 ������ 2
− (������������ + ������ ������ ) =
1.6 2
1.6 2
− (0.07 + 0.07) = 0.618������
− ������ ������ =
−0.05=0.75
所以鼓泡区面积 ������������ = 2 (������√������ 2 − ������ 2 + ������ 2 ������������������;1 ) = 2 (0.618√0.752 − 0.6182 + 0.752 ������������������;1 ������ 取筛孔孔径 do=0.006m 孔中心距 t 与 do 的比值 t/do 取 3.0 所以开孔率φ= ������
三塔板校核 1 板压降的校核 取塔板厚δ=3mm 于是δ/do=3/6=0.5,
A������ A������ ;2A������
=
0.139 2;2∗0.006
= 0.0867,由干板孔流系数图查的 Co=0.72
孔速 uo=Vs/Ao=3.407/0.163=20.902m/s 所以干板压降h������ =
σ=24.920 dyne/cm 一塔径初选 由已知条件可计算出两相流动参数 FLV=Vs (ρ L )
V
Ls
ρ
0.5
= 3.40749 (
0.00399 1095.270 0.5 2.466
)
= 0.0247
选取板间距 HT=0.5m 由筛板塔的泛点关联图查得气相负荷因子 C20=0.12 求得液泛气速 uf=C20 ( 取泛点百分率为 80% 可求出设计气速 un’ =0.8×2.526=2.02m/s 所需气流通面积 An’=������ ′ =
0.5
)
19.6 ∗ 0.00913 ∗ 1095.270 ∗ 0.7022 =( ) 2.466
0.5
= 6.41������/������
塔板的稳定系数 k=uo/uow=20.901/6.41=3.25>(1.5-2.0)表明塔具有足够的操作弹性
四负荷性能图 1 液相下限线 令 how=0.01m,并假设修正系数 E=1.02
= 1.48m
将D′ 圆整到塔径 D=1.6m(标准值) 求出塔截面积������ ������ =
������������ 2 4
=
������∗1.62 4
= 2m2
求出降液管面积������������ = 0.03������������ = 0.03 ∗ 1.2=0.06m2 求出������������ = ������ ������ − ������������ = 2 − 0.06 = 1.94������2 求出操作气速un =
3 3 3
2/3
������������ ������������ ∗3600 3
= ′
������������ ′ ;������������ ′ ������������ ′
Байду номын сангаас= 0.03
������ 估算塔截面积������������ ′ = 1;0.03 = 1;0.03 = 1.742������2
估算塔径D′ = √
4������������ ′ π
=√
4∗1.742 π
������������ 2������������������ ������������
( ������)2 =
������
2.466 19.6∗1095.270
(
20.902 2 ) 0.72
= 0.0968������液柱
所以堰上液高 how=2.84×10-3E(Lh/Lw)2/3=2.84×10-3×(14.353/0.8)2/3=0.019m（修正系数 E=1） 按有效面积A ������ − 2A������ 计算的气速������a =
由上表可以看出精馏段各块板上气液两相的体积流量和密度变化不大， 无需分段设计， 取各 块塔板上数据的平均值进行计算： Ls=0.00399m /s=14.353m /h Vs=3.40749m /s=12266.973m /h ρL=1095.270kg/m ρv=2.466kg/m
3 3 3 3 3 3
������������ A������ ;2A������
=
3.407 2;2∗0.06
1.812������/������
相应的气体动能因子F������ = ������a ������������ 0.5 = 1.812 ∗ 3.4070.5 = 3.346
由充气系数与动能因子关系图查得，充气系数β=0.6 所以液层阻力 hL=β（hw+how）=0.6*(0.04+0.019)=0.0357m 液柱 于是板压降 hf=hd+hL=0.0968+0.0357=0.133m 液柱 本设计为常压操作，对板压降本身无特殊要求。 2 雾沫夹带量校核 按 FLV=0.0247 和泛点百分率 0.694 从液沫夹带关联图中差得ψ=0.08 求得雾沫夹带量e������ =

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乙醇及水的精馏塔设计

乙醇及水的精馏塔设计

乙醇及水的精馏塔设计
首先，需要确定乙醇和水的混合物的物理性质。

乙醇和水的沸点非常
接近，因此在设计精馏塔时，必须考虑适当的操作条件，以便有效地分离
乙醇和水。

在精馏塔的设计过程中，首先需要选择适当的塔型。

常见的乙醇和水
的分离塔包括简单塔和精馏塔。

简单塔由一个塔板组成，可用于低温分离，而精馏塔则包含多个塔板，可以提供更高的分离效率。

其次，需要考虑精馏塔的高度。

精馏塔的高度决定了分离的效率。

通
常情况下，精馏塔的高度越高，分离效率越高。

然而，高塔会增加成本和
能耗，因此需要在效率和经济性之间做权衡。

此外，需要选择适当的回流比。

回流比是指流经塔板上部的液体返回
到塔底的比例。

适当的回流比可以提高分离效率，但过高的回流比可能导
致能耗过高。

还需要考虑乙醇和水的进料浓度。

通常情况下，浓度较高的进料可以
提高分离效果，但也会增加能耗。

因此，需要找到一个经济和效率之间的
平衡点。

在设计乙醇和水的精馏塔时，还需要考虑传热和传质方面的问题。

特
别是在塔内的塔板上，需要考虑适当的传热和传质设备，以确保有效的分离。

最后，需要进行塔的热力学计算和模拟，以评估设计的可行性和最佳
性能。

这可以通过使用软件模拟工具，如Aspen Plus、CHEMCAD等来完成。

综上所述，乙醇及水的精馏塔设计需要考虑塔的类型、高度、回流比、进料浓度等因素。

通过综合考虑这些关键参数，可以设计出经济、高效的
乙醇和水精馏塔，满足工业生产的需求。

化工原理乙醇精馏塔设计

化工原理乙醇精馏塔设计

目录乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计 (2)前言 (4)精馏塔优化设计计算 (5)一精馏流程的确定 (5)二塔的物料衡算 (5)三塔板数的确定 (7)四、塔的工艺条件及物性数据计算 (10)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (14)七、塔版流体力学验算 (17)浮阀塔板工艺设计计算结果 (22)心得体会 (23)参考文献 (24)精馏塔优化设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计二、设计条件1．处理量：17500 （吨/年）2．料液浓度： 35 （wt%）3．产品浓度： 93 （wt%）4．易挥发组分回收率： 99%5．每年实际生产时间：7200小时/年6. 操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：101.3kpa（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；三、设计任务a) 流程的确定与说明；b) 塔板和塔径计算；c) 塔盘结构设计i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图；ii. 流体力学验算；iii. 塔板负荷性能图。

d) 其它i. 加热蒸汽消耗量；ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量e) 有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。

乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计（南华大学化学化工学院，湖南衡阳 421001）摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主体设备设计。

关键词：精馏塔浮阀塔精馏塔的附属设备（Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001）Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme.Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.前言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。

精馏塔工艺设计

精馏塔工艺设计

一、苯- 氯苯板式精馏塔的工艺设计任务书（一）设计题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为98.5%的苯36432吨，塔底馏出液中含苯1%，原料液中含苯为61%（以上均为质量百分数）。

（二）操作条件1. 塔顶压强4kPa（表压）2. 进料热状况：饱和蒸汽进料3. 回流比：R=2R min4. 单板压降不大于0.7kPa（三）设计内容设备形式：筛板塔设计工作日：每年330 天，每天24小时连续运行厂址：青藏高原大气压约为77.31kpa 的远离城市的郊区设计要求1. 设计方案的确定及流程说明2. 塔的工艺计算3. 塔和塔板主要工艺尺寸的确定（1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学验算（3）塔板的负荷性能图绘制（4）生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制4、塔的工艺计算结果汇总一览表5、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论（四）基础数据1. 组分的饱和蒸汽压p i （mmH）g2. 组分的液相密度ρ（kg/m3）、苯- 氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）一）设计方案的确定及工艺流程的说明原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。

典型的连续精馏流程为原料液经预热器加热后到指定的温度后，送入精馏塔的进料板，在进料上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。

在每层板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。

操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。

塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液）。

（二）全塔的物料衡算1. 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率苯和氯苯的相对摩尔质量分别为 78.11 kg/kmol 和 112.6kg/kmol 0. 61/ 78. 110.61/ 78.11 0.39/ 112.62. 平均摩尔质量3. 料液及塔顶底产品的摩尔流率依 题 给 条 件 ： 一 年 以 330 天 ， 一 天 以 24 小 时 计 ， 有 ：（三）塔板数的确定1. 理论塔板数 N T 的求取 2）确定操作的回流比 R将 1）表中数据作图得 x ~ y 曲线及 t x ~ y 曲线。

乙醇_水精馏塔设计说明

乙醇_水精馏塔设计说明

乙醇_水精馏塔设计说明
1.设备选型
2.工艺流程
(1)加热阶段：将乙醇_水混合物加热到沸点，使其部分汽化，进入下一个阶段。

(2)蒸馏阶段：乙醇和水在塔内进行汽液两相的分离，高纯度的乙醇向上升腾，低纯度的水向下流动。

(3)冷凝阶段：将高纯度的乙醇气体冷凝成液体，便于收集和储存。

(4)分离阶段：将冷凝后的液体进一步分离，得到纯度较高的乙醇和水。

3.操作参数
(1)温度控制：加热阶段需要将混合物加热到适当的沸点，通常控制在80-100摄氏度。

而在蒸馏阶段，控制塔顶和塔底的温度差异，有助于提高分离效果。

(2)压力控制：塔的进料和出料口通常需要控制一定的压力，以保证流量的稳定。

(3)流量控制：塔内液体的流速对塔的操作效果有较大影响，需保持适当的流速，通常通过调节塔顶和塔底的流量或液位来实现。

4.塔的结构及内件设计
乙醇_水精馏塔的结构包括塔壳、进料装置、分离器、冷凝器、再沸器、集液器等。

其中，塔内需要配置一些内件，如填料和板式塔板等，以
提高传质和传热效果。

填料可采用金属或塑料材料，板式塔板可选用槽式、波纹式等不同形式。

通过合理配置和设计这些内件，提高乙醇_水分离效果。

综上，乙醇_水精馏塔的设计需要综合考虑设备选型、工艺流程、操
作参数以及塔的内部结构等因素。

通过合理的设计和选择，可以实现高效
分离乙醇和水的目的。