15【毕业设计】板式设计精馏塔设计文档

操作时，塔釜流出来的液体经再沸器部分气化后，液体被取出，作为塔底产品，即为釜残液，气体进入冷凝器被冷凝，并将部分冷凝液送回塔顶作为回流液，其余部分被冷凝器冷凝后送出作为塔顶产品，经冷凝器冷却后送入贮槽。

工艺草图第三章塔板的工艺设计工艺计算塔的物料衡算料液及塔顶塔底产品含乙醇摩尔分数原料液流量原料组成摩尔分数，下同塔顶产品流量塔顶组成塔顶残液流量塔底组成料液料液质量浓度平均摩尔质量水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部向下流的液体混合，逐板溢流，最后流入塔釜。

操作时，塔釜流出来的液体经再沸器部分气化后，液体被取出，作为塔底产品，即为釜残液，气的确定及流程说明精馏装置有精馏塔原料预热器再沸器冷凝器釜液冷却器和产品冷却等设备。

热量又塔釜送入，物料在塔内经过多次部分冷凝和部分气化进行精馏分离，由冷却器和冷凝器的冷却介质将余热带走。

乙醇加热蒸汽以节省操作费用，并省掉间接加热设备。

但由于直接蒸汽的加入，对釜内溶液起定稀释作用，在进料条件和产品纯度轻组分收率定的前提下，釜液组成相应降低，故需在提馏段增加塔板以达到生产要求。

设计方案方式蒸馏多采用间接蒸汽加热，设置再沸器。

有时也可采用直接蒸汽，例如蒸馏釜残液中的主要的主份是水，且在低浓度下轻组分的相对挥发度较低时如乙醇和水的混合液宜采用直接蒸汽加热，其优点是可以利用压强较低的发挥作用。

为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精提馏段采用相同塔径以便于制造，则常采用饱和液体进料，但需增设原料预热器。

若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高料液产生聚合或结焦，则采用气态进料。

加热时，为介于泡点和露点间的气液混合物时，为高于露点的过热蒸汽进料。

进料热状况不同，影响塔内各层塔板的气液相负荷。

原则上，在供热量定情况下，热量应尽可能由塔底输入，使产生的气相回流在全塔热状态以进料热状态参数表达，即每摩尔进料的汽化热蒸汽所需热量使每摩尔进料变成饱和有五种进料状态，即时，为低于泡点温度的进料时，为泡点下的饱和液体，为露点下的饱和蒸汽采用常压蒸馏对热敏性物料或混合液沸点过高的系统则宜采用减压蒸馏对常压下馏出物冷凝温度过低的系统，需提高塔压或采用深井水冷冻盐水作为冷凝剂而常压呈气态的物料必须采用加压蒸馏。

进料热状态的选择进料易堵塞耐腐蚀等。

操作压强的选择精馏操作可在常压减压和加压条件下进行，操作压强常取决于冷凝温度。

般，除热敏性物料外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统，都应定和说明设计方案的选定工业上对塔设备的主要要求生产能力大传质传热效率高气流的摩擦阻力小操作稳定适应性强操作弹性大结构简单材料耗用量少制造安装容易，操作维修方便。

此外不主要工艺计算绘制负荷性能图等。

理论塔板数精馏段块，提馏段块。

本设计选用了筛板塔，筛板塔上有均布的筛孔，上升气流经筛孔分散鼓泡通过上液层，形成气液密切接触的泡沫层或喷射的液滴层。

第二章流程的确条件塔设备的制造安装和维修等。

与物性有关的因素易起泡的物系在板式塔中有较严重的泡沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。

因为填料不易形成泡沫。

对以腐蚀介质，可选用精馏的设计包括设计方案的选定浮阀形式。

由于浮阀生产能力大，操作弹性大及塔板效率高等优点，且加工方便，故有关浮阀塔的研究开发较其他型式的塔板广泛，是目前新型塔板研究开发的主要方向。

塔的选择因素塔的选择因素很多，主要有物料性质操作水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高，其缺点是处理易结焦高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。

以上介绍的仅是几种较为典型的节。

浮阀的类型很多，国内常用的有型型及型等，其中型浮阀应用最为普遍。

浮阀塔板的优点是结构简单操作方便造价低塔板开孔率大，生产能力大由于阀片随气量变化自由升降，故操作弹性大因上升气流塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。

其结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有个可以上下浮动的阀片。

气流从浮阀周边水平得进入塔板上液层，浮阀可以根据气流流量的大小而上下浮动，自行调大气体分散均匀，传质效率较高。

其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理粘度大的易结焦的物料。

尽管筛板传质效率高，但若操作和设计不当，易产生漏液，湿的操作弹性减小，传质效率下降。

浮阀塔浮阀塔是在泡罩塔板和筛孔塔大气体分散均匀，传质效率较高。

其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理粘度大的易结焦的物料。

尽管筛板传质效率高，但若操作和设计不当，易产生漏液，湿的操作弹性减小，传质效率下降。

浮阀塔浮阀塔是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两种塔板的优点。

其结构特点是在塔板上开有若干个阀孔，每个阀孔装有个可以上下浮动的阀片。

气流从浮阀周边水平得进入塔板上液层，浮阀可以根据气流流量的大小而上下浮动，自行调节。

浮阀的类型很多，国内常用的有型型及型等，其中型浮阀应用最为普遍。

浮阀塔板的优点是结构简单操作方便造价低塔板开孔率大，生产能力大由于阀片随气量变化自由升降，故操作弹性大因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高，其缺点是处理易结焦高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。

以上介绍的仅是几种较为典型的浮阀形式。

由于浮阀生产能力大，操作弹性大及塔板效率高等优点，且加工方便，故有关浮阀塔的研究开发较其他型式的塔板广泛，是目前新型塔板研究开发的主要方向。

塔的选择因素塔的选择因素很多，主要有物料性质操作条件塔设备的制造安装和维修等。

与物性有关的因素易起泡的物系在板式塔中有较严重的泡沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。

因为填料不易形成泡沫。

对以腐蚀介质，可选用精馏的设计包括设计方案的选定主要工艺计算绘制负荷性能图等。

理论塔板数精馏段块，提馏段块。

本设计选用了筛板塔，筛板塔上有均布的筛孔，上升气流经筛孔分散鼓泡通过上液层，形成气液密切接触的泡沫层或喷射的液滴层。

第二章流程的确定和说明设计方案的选定工业上对塔设备的主要要求生产能力大传质传热效率高气流的摩擦阻力小操作稳定适应性强操作弹性大结构简单材料耗用量少制造安装容易，操作维修方便。

此外不易堵塞耐腐蚀等。

操作压强的选择精馏操作可在常压减压和加压条件下进行，操作压强常取决于冷凝温度。

般，除热敏性物料外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统，都应采用常压蒸馏对热敏性物料或混合液沸点过高的系统则宜采用减压蒸馏对常压下馏出物冷凝温度过低的系统，需提高塔压或采用深井水冷冻盐水作为冷凝剂而常压呈气态的物料必须采用加压蒸馏。

进料热状态的选择进料热状态以进料热状态参数表达，即每摩尔进料的汽化热蒸汽所需热量使每摩尔进料变成饱和有五种进料状态，即时，为低于泡点温度的进料时，为泡点下的饱和液体，为露点下的饱和蒸汽时，为介于泡点和露点间的气液混合物时，为高于露点的过热蒸汽进料。

进料热状况不同，影响塔内各层塔板的气液相负荷。

原则上，在供热量定情况下，热量应尽可能由塔底输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用。

为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精提馏段采用相同塔径以便于制造，则常采用饱和液体进料，但需增设原料预热器。

若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高料液产生聚合或结焦，则采用气态进料。

加热方式蒸馏多采用间接蒸汽加热，设置再沸器。

有时也可采用直接蒸汽，例如蒸馏釜残液中的主要的主份是水，且在低浓度下轻组分的相对挥发度较低时如乙醇和水的混合液宜采用直接蒸汽加热，其优点是可以利用压强较低的加热蒸汽以节省操作费用，并省掉间接加热设备。

但由于直接蒸汽的加入，对釜内溶液起定稀释作用，在进料条件和产品纯度轻组分收率定的前提下，釜液组成相应降低，故需在提馏段增加塔板以达到生产要求。

设计方案的确定及流程说明精馏装置有精馏塔原料预热器再沸器冷凝器釜液冷却器和产品冷却等设备。

热量又塔釜送入，物料在塔内经过多次部分冷凝和部分气化进行精馏分离，由冷却器和冷凝器的冷却介质将余热带走。

乙醇水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部向下流的液体混合，逐板溢流，最后流入塔釜。

操作时，塔釜流出来的液体经再沸器部分气化后，液体被取出，作为塔底产品，即为釜残液，气体进入冷凝器被冷凝，并将部分冷凝液送回塔顶作为回流液，其余部分被冷凝器冷凝后送出作为塔顶产品，经冷凝器冷却后送入贮槽。

工艺草图第三章塔板的工艺设计工艺计算塔的物料衡算料液及塔顶塔底产品含乙醇摩尔分数原料液流量原料组成摩尔分数，下同塔顶产品流量塔顶组成塔顶残液流量塔底组成料液料液质量浓度平均摩尔质量物料衡算总物料衡算易挥发组分物料衡算回流比的确定由乙醇水相平衡数据画得相平衡图，作出辅助线，取点得精馏段方程得斜率为直线各物理性质的计算常压下乙醇水气液平衡组成摩尔与温度的关系温度气相液相温度气相液相温度利用表中数据由拉格朗日插值课求得，因此该截面满足抗拉强度要求。

综合以上各项计算，在各种不同危险截面达到要求时，塔体壁厚取，可以满足强度刚度稳定性要求。

裙座的强度和稳定性计算底部截面强度校核操作时全塔质量收起应力裙座厚度，厚度附加量η，则有效厚度裙座底部截面轴向应力计算操作时全塔质量引起的压应力风载荷引起的截面弯曲应力