精馏塔课程设计教案2015年

1、板式塔设计板式塔设计一、设计方案的确定一、设计方案的确定( (一一) )从经济性和稳定性两方面论证、阐述从经济性和稳定性两方面论证、阐述1 1、经济性、经济性: :热量充分利用热量充分利用 2、稳定性、稳定性: :操作压力、流量、温度的稳定操作压力、流量、温度的稳定（二）、设计中应考虑的问题（二）、设计中应考虑的问题1、操作压强（塔顶冷凝器）操作压强（塔顶冷凝器）-常压、减压、加压常压、减压、加压每层塔板压降的选取；每层塔板压降的选取； 2、进料温度，回流温度及回流方式的确定（泵进料温度，回流温度及回流方式的确定（泵 回流或自然回流）；回流或自然回流）；3、进料方式、塔顶冷凝方式（全凝器或分凝

2、器）进料方式、塔顶冷凝方式（全凝器或分凝器） 以及塔底加热方式（直接蒸汽加热或间接蒸汽以及塔底加热方式（直接蒸汽加热或间接蒸汽 加热）、冷却器的放置、原料预热方式、冷却介质等加热）、冷却器的放置、原料预热方式、冷却介质等 的选取；的选取；4、塔板形式的确定（如筛板塔、浮阀塔或泡罩塔）塔板形式的确定（如筛板塔、浮阀塔或泡罩塔）二、精馏过程的工艺计算及设计二、精馏过程的工艺计算及设计1、精馏塔的物料衡算：、精馏塔的物料衡算：质量分率转化成摩尔分率：质量分率转化成摩尔分率：xF 、 xD、 xW；平均分子量的计算：平均分子量的计算：MF、MD、MW；由由F、xD、xW、xF求出求出D、W； 或由或由

3、D 、xF、xD、xW求出求出F、 W 由相平衡数据绘出由相平衡数据绘出t-x-y相图和相图和x-y相图，相图，xD、xW、xF、q Rmin R 两操作线方程两操作线方程 NT， 选取合适的选取合适的ET NP和和NF注：注：Np=NT-1/ ET，ET=0.17-0.616lgm； 对于难分离的物系，选较大的对于难分离的物系，选较大的R，以免，以免NT过多。过多。 对于易分离的物系，所需对于易分离的物系，所需NT较少，则较少，则R选小些；选小些；2、塔板数的确定：、塔板数的确定：三、精馏塔的工艺条件及有关物性参数的三、精馏塔的工艺条件及有关物性参数的计算计算由泡点方程和安托因方程通过由泡点

4、方程和安托因方程通过试差试差求解求解1、操作压强的计算、操作压强的计算塔顶压强的确定塔顶压强的确定PD，每层压板压降的确定，每层压板压降的确定P；PF=PD+NF* P PW=PD+NP* P精馏段平均压力精馏段平均压力P精馏段精馏段=（PD+PF）/2提馏段平均压力提馏段平均压力P提提馏馏段段=（PF+PW）/22、操作温度的计算、操作温度的计算 塔顶由塔顶由y1和和x1确定确定MVDm、MLDm进料由进料由xF和和yF确定确定MVFm、MLFm塔底由塔釜气液相组成确定塔底由塔釜气液相组成确定MVWm、MLWm计算出精馏段和提馏段的平均分子量计算出精馏段和提馏段的平均分子量3、平均分子量的确

5、定、平均分子量的确定4、平均密度的计算、平均密度的计算气相平均密度气相平均密度液相平均密度液相平均密度 5、液体平均表面张力的计算、液体平均表面张力的计算l Lm=xii 精馏段精馏段Lm=（LDm+LFm）/2 提馏段提馏段Lm=（LFm+LWm）/26、平均粘度的计算、平均粘度的计算l lg Lm=xilgi 精馏段精馏段Lm=（LDm+LFm）/2 提馏段提馏段lm=（LFm+LWm）/27、精馏段或者提馏段气液负荷的计算精馏段或者提馏段气液负荷的计算l 把摩尔流量转换成体积流量把摩尔流量转换成体积流量四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算1、塔径的计算、塔径的计算 注

6、：精馏段和提馏段的塔径最好取相等注：精馏段和提馏段的塔径最好取相等2、有效高度的计算、有效高度的计算H=HD+（NP-2-S）HT+SHT+HF+HBHD塔顶空间，塔顶空间，m；HB塔底空间，塔底空间，m;HT塔板间距，塔板间距，m；HT开有人孔的塔板间距，开有人孔的塔板间距，m；HF进料板的高度，进料板的高度，m；NP实际板数，实际板数，m；S人孔数目。人孔数目。五、塔板主要工艺尺寸的设计五、塔板主要工艺尺寸的设计1、溢流装置设计、溢流装置设计Lw、hw、wd、Af、ho、hw、(h1)2、塔板布局设计（、塔板布局设计（坐标纸坐标纸）筛孔或阀孔的设计及排列筛孔或阀孔的设计及排列塔板的分块塔板

7、的分块 (通道板通道板-400mm)六、塔板的流体力学性能验算六、塔板的流体力学性能验算1、塔板压降的验算（小于设计允许值）、塔板压降的验算（小于设计允许值）2、液面落差、液面落差3、雾沫夹带的验算（小于、雾沫夹带的验算（小于0.1Kg液液/Kg气气）4、液泛的验算、液泛的验算Hd（HT+hw）5、漏液的验算、漏液的验算七、塔板负荷性能图七、塔板负荷性能图1、漏液线、漏液线2、液沫夹带线、液沫夹带线3、液相负荷下限线、液相负荷下限线4、液相负荷上限线、液相负荷上限线5、液泛线、液泛线注：注： 由实际的气液量绘出操作线和操作点，求由实际的气液量绘出操作线和操作点，求 出出操作弹性操作弹性； 列出

8、工艺设计计算结果汇总表。列出工艺设计计算结果汇总表。八、板式塔的结构与附属设备八、板式塔的结构与附属设备 再沸器、冷凝器、冷却器、预热器、回流泵、输再沸器、冷凝器、冷却器、预热器、回流泵、输料泵、除沫装置、吊柱、料泵、除沫装置、吊柱、塔顶、塔底封头塔顶、塔底封头、裙座、裙座等。等。1、板式塔的结构、板式塔的结构塔顶空间；塔顶空间；塔底空间；塔底空间；人孔；人孔；HT；塔板类型塔板类型2、附属设备、附属设备 接管接管(计算或选型）计算或选型）（进料口、回流口、塔顶蒸汽排出口、塔底液体排出（进料口、回流口、塔顶蒸汽排出口、塔底液体排出口、塔底上升蒸汽口等）；口、塔底上升蒸汽口等）；九、设计要求九、

9、设计要求1、说明书要求说明书要求：设计任务书、目录、汇总表、附件的选取、：设计任务书、目录、汇总表、附件的选取、参考文献、设计总结，封皮、档案袋；参考文献、设计总结，封皮、档案袋；2、在、在坐标纸坐标纸上绘出：上绘出：（1）相平衡关系图相平衡关系图（t-x图，图，x-y图）图）（2）图解法求理论板数图图解法求理论板数图（注意（注意是否需要是否需要局部放大），局部放大），（3）塔板的排列布局图塔板的排列布局图；（4）负荷性能图负荷性能图3、接管尺寸接管尺寸设计（计算、选型、画图），设计（计算、选型、画图），封头尺寸封头尺寸的选的选择（在说明书画出简易图）；择（在说明书画出简易图）；4、绘制板式精馏塔的绘制板式精馏塔的总装配图总装配图（1#图），图）， 要求：要求： （1）管口方位图、接管表、技术要求、技术条件、明管口方位图、接管表、技术要求、技术条件、明细表细表25个以上；个以上； （2）定位尺寸尽量详细、主要零部件。定位尺寸尽量详细、主要零部件。5、绘制生产任务的绘制生产任务的工艺流程图工艺流程图（3#图），图）， 要求：要求： （1）主要料线标注流量、尺寸、压力；主要料线标注流量、尺寸、压力； （2）冷凝器和加热器的传热量、符号