化工原理课程设计

课程设计说明书。

武汉工程大学

化工与制药学院。

课程设计说明书。

课题名称：板式精馏塔的设计

专业班级：

学生学号：学生姓名：

学生成绩：指导教师。

课题工作时间：2024年6月18号——2024年6月30号

化工与制药学院。

课程设计》综合成绩评定表。

指导教师签名学科部主任签名：

年月日年月日。

化工与制药学院。

课程设计任务书。

专业班级学生姓名。

发题时间： 2012 年 6 月 18 日。

一、课题名称。

板式精馏塔的设计。

二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）

1 化工原理及化工原理课程设计相关资料。

2 化学工程设备计算及绘图相关资料。

三、设计任务（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等，只需简明列出大项目）

1 设计计算内容。

1）计算板式精馏塔的实际板数（包括理论板的求取，板效率的计算等）

2）塔板的设计（包括板上的布局，孔的设计等）

3）塔板流体力学的核算（压力降，负荷性能图等）

4）塔附件设计。

2 绘图要求。

设备装备图（1号图纸）和画工艺流程图，图纸规格2#图纸，制图时必须符合国家标准。

四、设计所需技术参数。

设计应满足精馏原理及塔设备相应技术要求。

五、设计说明书内容。

(1) 目录(2) 设计题目(3) 流程示意图(4) 流程和方案的说明及论证(5) 设计结果概要（主要设备尺寸，各种物料量和操作状态，能耗指标，设计时规定的主要操作参数及附属设备的规格型号及数量）(6) 设计计算与说明。

7) 对设计的评述及有关问题的分析讨论(8) 参考文献目录。

六、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）

1.查找资料，初步确定设计方案及设计内容，5天。2.撰写设计说明书，2天，3 绘制工艺流程图，2天 4、**答辩：1天。

指导教师（签名2012 年 6 月 18 日

学科部（教研室）主任（签名）： 2024年 6 月 18 日。

正戊烷-正己烷浮阀塔精馏塔设计。

摘要】化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或**有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计苯-甲苯物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。

精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。

精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。

关键字】正戊烷正己烷精馏段提馏段。

摘要 4第一章概论。

1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位。

塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传质过程创造适宜的外界条件，除了维持一定的压强、温度、规定的气、液流量等工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果。

1.2 塔设备的分类及一般构造。

随着时代的发展，出现了各种各样型式的塔，而且不断有新的塔型出现。虽然塔型众多，但根据塔内部结构，通常将塔分为板式塔和填料塔两大类。

一、板式塔。

板式塔是在塔内装有多层塔板（盘），传热传质过程基本上在每层塔板上进行，塔板形状、塔板结构或塔板上气液两相得表现，就成了命名这些塔的依据，诸如筛板塔、栅板塔、舌形板塔、斜孔板塔、泡罩塔、浮阀塔等。下面简单介绍一下几种常用的板式塔性能。

1）筛板塔。

筛板塔是一种有降液管、板形结构最简单的板式塔，孔径一般为4 ~8mm，制造方便，处理量较大，清洗、更换、修理均较容易，但操作范围较小，适用于清洁的物料，以免堵塞。

2）浮阀塔。

生产能力大，操作弹性大，分离效率高，雾沫夹带少，液面梯度较小，结构简单，是新发展的一种塔。

3）泡罩塔。

泡罩塔是工业上使用最早的一种板式塔，气-液接触由充分的保证，操作弹性大，但其分离效率不高，金属消耗量大且加工较复杂，应用逐渐减少。

二、填料塔。

填料塔是一个圆筒柱体，塔内装载一层或多层填料，气相由下而上、液相由上而下接触，传热和传质主要在填料表面上进行，因此，填料的选择是填料塔的关键。填料的种类很多，填料塔的命名也以填料的名称为依据，如常用的金属鲍尔填料塔、波网填料塔。

填料塔制造方便，结构简单，便于采用耐腐蚀材料，特别适用于塔径较小的情况，使用金属材料省，一次投料较少，塔高相对较低。

1.3 对塔设备的要求。

在设计中选择塔型，必须综合考虑各种因素，并遵循以下基本原则。

要满足工艺要求，分离效率高；

生产能力大，有足够的操作弹性；

运转可靠性高，操作、维修方便，少出故障；

结构简单，加工方便，造价较低；

塔压降小。1.4 塔设备的发展及现状。

在化工、炼油和石油化学工业生产中，塔设备作为分离过程工艺设备，在蒸馏、精馏、萃取、吸收和解吸等传质单元操作中有着重要的地位。据统计，在整个化工工艺设备总投资中塔设备所占的比重，在化肥厂中约为21%,石油炼厂中约为20一25%,石油化工厂中约占10。若就单元装置而论，塔设备所占比重往往更大，例如在成套苯蒸馏装置中，塔设备所占比重竟高达75.

7%。此外，蒸馏用塔的能量耗费巨大，也是众所周知的。故塔设备对产品产量、质量、成本乃至能源消耗都有着至关重要的影响。

因而强化塔设备来强化生产操作是生产、设计人员十分关心的课题。

1.5 塔设备的用材。

1）塔体：钢材，有色金属或非金属耐腐蚀材料，钢壳衬砌衬、涂非金属材料。

2）塔板：钢为主，陶瓷、铸铁为辅。

3）填料：瓷、钢、铝、石墨、尼龙、聚丙烯塑料。

4）裙座：一般为炭钢。

1.6 板式塔的常用塔型及其选用。

板式塔是分级接触型气液传质设备，种类繁多。根据目前国内外实际使用的情况，主要塔型是筛板塔、浮阀塔及泡罩塔。

1.6.1 泡罩塔。

泡罩塔盘是工业上应用最早的塔盘之一，在塔盘板上开许多圆孔，每个孔上焊接一个短管，称为升气管，管上再罩一个“帽子“，称为泡罩，泡罩周围开有许多条形空孔。工作时，液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘，然后横向流过塔盘板、流入再下一层塔盘；气体从下一层塔盘上升进入升气管，通过环行通道再经泡罩的条形孔流散到液体中。泡罩塔盘具有如下特点：

（1）气、液两相接触充分，传质面积大，因此塔盘效率高。（2）操作弹性大，在负荷变动较大时，仍能保持较高的效率。（3）具有较高的生产能力，适用于大型生产。

（4）不易堵塞，介质适用范围广。（5）结构复杂、造价高，安装维护麻烦；气相压降较大，但若在常或加压下操作，这并不是主要问题。

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