蒸馏塔板弓形板

Ⅰ 酒精蒸馏塔一般是怎么安装的啊

龙康酒精蒸馏塔是稀有金属钛等材料及其合金材料制造的化工设备具有强度高、韧性大、耐高温、耐腐蚀、比重轻等特性；因此被广泛应用与化工、石油化工、冶金、轻工、纺织、制碱、制药、农药、电镀、电子等领域。
一、塔高
板式塔的塔高由主体高度、顶部空间高度、底部空间高度以及裙座高度等部分组成。
1、主体高度
板式塔主体高度为从塔顶第一层塔盘至塔底最后一层塔盘之间的垂直距离。蒸馏操作常用理论塔板数的多少来表述塔的高低。确定塔板效率，从理论塔板数求得实际塔板数，再乘以塔板间距，即可求得板式塔的主体高度。
2、顶部空间高度
板式塔顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘至塔顶封头切线的距离。为了减少塔顶出口气体中夹带的液体量，顶部空间一般取 1.2—1.5m。有时为了提高产品质量，必须更多地除去气体中夹带的雾沫，则可在塔顶设置除沫器。如用金属除沫器，则网底到塔盘的距离一般不小于塔板间距。
3、底部空间高度
板式塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线处的距离。当进料系统有 15min 的缓冲余量时，釜液的停留时间可取3~5min，否则须取15min。但对釜液流量大的塔，停留时间一般也取3~5min；对于易结焦的物料，在塔底的停留时间应缩短，一般取1~1.5min。据此，根据釜液流量、塔径即可求出底部空间高度。塔釜底部空间提供气液分离和缓冲的空间。
4、裙座高度
塔体常由裙座支承，有时也放在框架上用支耳支承。裙座高度是指从塔底封头切线到基础环之间的高度，由工艺条件确定。
(1)泵需要的净正吸入压头按塔釜的低液面进行计算。立式热虹吸式再沸器真空操作，需要塔裙座的高度较高。
(2)再沸器安装高度、长度等。
二、 立式热虹吸再沸器入塔口
1、管口方位
(1)再沸器入塔口最好与最下一层塔盘的降液板平行安装。若因塔的布置及配管等原因不能平行安装时，必须考虑安装挡板。
(2)再沸器入塔口要注意人塔物流不得妨碍底部受液盘内的液体流出。
(3)如果是过热蒸汽入塔，为防止降液管内的液体受热而部分汽化，过热蒸汽入口管不宜放在降液管的旁边。
2、管口高度
管口高度应考虑：
(1)热虹吸再沸器入塔口连接在塔底部最下一层塔板下一定的距离。这个距离应能提供热虹吸再沸器气液相混合物(一般其气相质量分率占百分之五到百分之而是)气液相分离、气相在最下一层塔板再分布的气相空间即可。根据经验，通常热虹吸再沸器入塔口距离上部塔盘的距离是一个多板间距，500mm左右，一般不超过800mm。
(2)高于塔釜液位上限。热虹吸再沸器的推动力是密度差，通常热虹吸再沸器入口与热虹吸再沸器人塔口的密度差并不很大，推动力较小，如果返回口在液相区，就会加大阻力，使再沸器的流动性变差，影响到换热效果。另外，也造成液位不稳定，并且再沸器出口气液混合物冲破液层，有时会产生很大力量，损坏塔板和内件。
(3)立式热虹吸再沸器的布置及配管要求。立式热虹吸再沸器安装时其列管束上端管板位置与塔釜正常液面相平，立式热虹吸再沸器至塔釜的连接管道应尽量短，不允许有袋形，一般不设阀门。
三、液位计口
(1)液位计上方接管挡板
为了监视、调整釜内液量，塔釜上一定要设置一对液位计接口。其中上方接管口直接接在塔壁时，由于再沸器返回物料及沿塔壁下降液体等流入液面计的影响，会造成读数不准。须在上方接管处设置挡板，以使液面显示准确、稳定。
(2)操作液位
塔操作时塔釜液位通常有正常液位、最低液位和最高液位。在有联锁控制时，还设有高高液位和低低液位。液位需要根据底部空间高度确定原则来确定。正常液位一般在最高液位的百分之五十到百分之六十。
(3)液位计长度
塔釜液位计长度应涵盖操作过程中各种工况的液位范围 (正常液位、最低液位和最高液位)，以对液位进行监视、调整。
四、塔釜系统整合设计
塔釜管口有时由塔内件厂家进行设计，设计单位审查图纸时，需要结合塔及再沸器的布置进行审核，关注各管口的高度设置是否合理；底部空间高度是否合理。

Ⅱ 蒸馏塔计算类型有哪些分别说明

按结构分：板式塔和填料塔
按工作压力：常压塔，加压塔，减压塔

Ⅲ sd型塔板 sdj型塔板

塔器性能的好坏,决定于塔盘(塔板)的结构参数和流体性能设计是否合理。本机组的塔板,参照国外S型塔板进行改进设计,截去其S型弧形两端不等长的部分,由等长S形元件若干相互套合交联而呈方阵形的结构,与流体方向垂直,构成主传质区(或称主汽液接触区),在S形元件的两侧,配置D形元件(代泡罩)两组,构成副传质区(或称副汽液接触区),本塔即由S、D形元件而取名为SD型塔属类喷射型塔。
溢流装置采用弓形降液表1多塔系酒精蒸馏机组的主要设计参数(规格)规格(mm)生产能力SD型酒精醛塔小。型酒精精馏塔小。型;酉精醛塔小。型最终精制塔小。酒精。系yIJ号2-3456备注1、生产能力与附属设备等配套有关2、多塔系因酒精质量提高,产量则提高受限(比两塔蒸馏略有降低)表2名多塔系酒精蒸馏机组的主要设计参数(性能)SD型酒精醒塔SDJ型酒精精馏塔SDJ/SD型酒精醛塔塔板数(块)塔范开孔率。板间距。复合开孔率4的浓缩段250300提馏段200250舀万才点反万议处理物料量酵液525m/mZh醒塔产生的粗酒精(蒸汽或液汽)塔盘压力降4080mm水柱(392784pa)板20tw25(复合开孔率45)精馏段250300脱水段200250醒塔产生的粗酒精或醛塔的提馏液307Omm水柱(294486pa)板3070mrn水rf上(同精馏塔)废液耗竭率酒精含量不超过0.05%(V/V)酒精质量两塔蒸馏质量符合GB394-81三级要求最佳条件下可达二级标准三塔蒸馏质量可达二级或-级标准,四塔蒸馏质量可达-级以上标准备注SDJ型最终精制塔根据用户所需,参照SDJ型精馏塔参数设计管-组组成,由于去掉S形两端不等长的弧形部位,设置D形泡罩,发挥了我国泡罩塔之优点,其有利于消除原S形塔两侧的无效区(死角)和滞缓区,充分发挥了副传质区的辅助作用,使之汽液接触充分,从而有效地提高了塔板的截面利用率。在塔板上汽液呈单流向并流接触。进行传质传热,提高了蒸馏效率,同时因塔板结构独特(R角大,开孔率膏)及汽液并流流动,故泥沙、纤维等杂质不易在塔板上沉积,从而提高了抗污性能。
SDJ型塔板基本上与SD型塔板类同,只是在S形和D形元件的脊背平坦处开有相应的长方形孔(复合开孔率提高,并在孔上装有J形浮动板若干,由SJ形元件构成主传质区,设在主传质区两侧的DJ形元件构成副传质区,本塔即由此而取名为SDJ型塔。亦是用弓形降液管-组,J形浮动板对提高塔的负荷及分离精馏效果有一定作用,当汽液负荷加大至一定程度时,则推动浮动板逐渐开放,直至一定开度(分:低负荷,中负荷,高负荷,等几个阶段),一般可增1520%,其利用了浮阀(舌)塔、波纹浮阀塔等的特点,属喷射型塔。酵塔一般用SD板,精馏塔用SDJ板,醛塔上部用SDJ板(浓缩段),下部用SD板(提馏段),最终精制塔用SDJ板或填料型(具体应视塔径大小和配套要求而定)。
SD-SDJ型多塔系酒精蒸姗机组的主要优点(1)设计新颖合理,塔扳汽液接触充分,故汽液负荷大、有效截面利用率高、蒸馏效率高、产量较高,为新型高效塔。据广东南海搪厂的新塔与老塔的对比表明:提高产量88.25%,吨酒利润提高69.10元,一个榨季总利润增长15.3万元。(2)操作弹性大,能满足高、中、低负荷的生产条件要求,对原料的适应性强(粗细原料皆可)。
(3)醒塔自净抗污性能强。这是由于汽液呈单流向并流前进,汽速大,故泥沙、纤维等杂质不易在塔板上沉积。江苏启东酒厂和广东南海糖厂等都使用两年以上未曾堵塔。
由于不易堵塔,故基本上解决了国内外醒塔常堵、常掏、常拆之弊端。(4)精塔能保持一定液面,解决了浮阀、斜孔、导向筛板塔等易于乏液而干板之弊病。稳定性能好,对停电、停汽、汽压波动等不正常因素,适应性强,停机后恢复生产快。
(5)耗竭性能好。广东南海糖厂的废醒含酒精量<0.01%(原老塔为0.080.12%),江苏启东酒厂的也少于0.01。(6)耗汽少,节约能源。
据江苏启东酒厂统计数的对比表明:比原来用的普通泡罩塔节能17.36%。如果添置醛塔和最终清制塔,在能够注意有效地利用废醒和废液及冷凝水综合利用,耗能并不会增加多少。据广东南海糖厂新老塔统计的对比,平均每吨酒精节汽1.86吨,节能率为30%。
(7)由于产品系列化和规格化,所以装拆轻便省、调试操作方便,从而减轻了工人劳动强度。调试时,从进酵到出成品,一般只需90分钟左右,操作稳定方便。广州锅炉厂试制成功35吨/时蔗渣煤粉锅炉为适应我国甘蔗糖工业发展的需要,提高热能利用率,广州锅炉厂与哈尔滨锅炉厂根据广州市机电工业局下达的新产品发展计划,联合没计了。型蔗渣煤粉锅炉,由广州锅炉厂试制出样机,并安装在广东北坡糖厂。该锅炉,于1985年12月投入运行,并于1986年3月由上海发电设备成套设计研究所主持,进行了以蔗渣为燃料的热工测试,表明:运行安全可靠,技术的性能和指标均符合设计要求;热效率高达82.n%,超过了81%的保证效率,热风温度较高,可烧含高达53%水分的蔗渣,且燃烧稳定。用户十分满意。1986年7月2829日,上海发电设备成套设计研究所和广东省机械工业厅,在广州从化对该锅炉组织召开了鉴定会,参加会议的有28个单位,共34名代表。该种锅炉,不但与会代表-致通过了鉴定,而且经有关上级主管部门审查已批准批量生产。该种锅炉:为双汽泡横置式多烟道系统自然循环水管锅炉,利用前水冷壁向炉膛内凸出后拆回再向前延伸形成前拱,将炉膛分为稳燃室和冷却室,在稳燃室的前墙设置三只喷渣燃烧器,以燃用蔗渣,在前拱设置三只旋风筒式燃烧器,配有竖井磨煤机和直吹制粉系统,供煤粉与蔗渣混烧,尾部烟道设置有省煤器和空气预热器,炉排采用翻转炉排的型式。该种锅炉的主要规范:额定蒸发量,35吨/时,给水温度,105℃;过热蒸汽出压力,39公斤/厘米,过热燕汽出温度,450℃,设计热效率,82.72%;锅炉保证效率,81%。(安润安)上接第54页)而需要量迅速增加。很明显,蔗糖用作工业原料仍有待开发。新的蔗搪衍生物是否研制迅速应用,主要决定于和石油化工原料比较的相对成本,以及工业生产时衍生过程的费用。具有特殊的或者独特的性质的高值蔗糖衍生物,由于其本身的优越性将会开辟新的市场,这时,蔗糖作为原料的成本将可忽略不计。例如不产生热量的高甜度甜味品(三氯半乳糖试蔗糖),其原料蔗搪的成本和合成过程的费用比较是微不足道的,不会直接影响它在人工甜味品市场的竞争能力。因此,可以预期蔗糖化学工业会沿两个方画发展:利用蔗糖作为化学工业的固定碳原料和开发全新蔗糖衍生物的各种独特性质。

Ⅳ 蒸馏塔和精馏塔区别

位置不同：精馏段是进料口以上，从进料塔板上一块直到塔顶的部分；提馏段是进料口以下，从进料塔板开始直到塔釜的部分。得到的产品不同：精馏段到塔顶可以得到易挥发组分含量很高的产品。提馏段在塔釜可以得到难挥发组分很高的产品。作用不同：精馏段是一定温度和压力的料液进入精馏塔后，形成塔顶的产品（馏出液）。提馏段是难挥发的重组分逐渐浓缩的部分，生成塔釜产品（残液）。

精馏塔

1、位置不同：精馏段是进料口以上，从进料塔板上一块直到塔顶的部分；提馏段是进料口以下，从进料塔板开始直到塔釜的部分。

2、得到的产品不同：精馏段在进料板的上方，往塔顶方向，易挥发组分含量不断增加，到塔顶可以得到易挥发组分含量很高的产品。提馏段易挥发组分含量则减少，难挥发组分含量越来越高，在塔釜可以得到难挥发组分很高的产品。

3、作用不同：精馏段是一定温度和压力的料液进入精馏塔后，易挥发的轻组分在精馏段逐渐浓缩，形成塔顶的产品（馏出液）。提馏段是难挥发的重组分逐渐浓缩的部分，生成塔釜产品（残液）。

Ⅳ 有谁知道常压蒸馏塔的意义和前景吗！

常压蒸馏塔是一种用常压（即一个标准大气压100KPa）来进行蒸馏的塔。
一般分为塔顶，塔中，塔底3部分。
一般都有40层塔板以上。
粗馏塔的工作原理为发酵成熟醪通过预热后，进入粗馏塔中的上部，塔底不断均匀地通入加热蒸气，这时由于加热的作用就可将成熟醪中液态酒精转变为酒精气体，同时其它低沸点和挥发性的杂质，都成为气态，和酒精一同进入排醛塔中(也可直接进入精馏塔)，塔底将蒸馏后的废糟排出塔外。

Ⅵ 化工原理课程设计

化工原理课程设计

题 目 乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计

目 录

设计任务书………………………………………………………………3

英文摘要前言……………………………………………………………4

前言………………………………………………………………………4

精馏塔优化设计…………………………………………………………5

精馏塔优化设计计算……………………………………………………5

设计计算结果总表………………………………………………………22

参考文献…………………………………………………………………23

课程设计心得……………………………………………………………23

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： 15000 （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：1.03 atm（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题设备设计。

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, proct 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

乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。
浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB168-68）内，F1型浮阀又分轻阀和重阀两种，但一般情况下都采用重阀，只有处理量大且要求压强降很低的系统中，才用轻阀。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。

精馏塔优化设计计算

在常压连续浮阀精馏塔中精馏乙醇——水溶液，要求料液浓度为35%，产品浓度为93%，易挥发组分回收率99%。年生产能力15000吨/年
操作条件：①间接蒸汽加热
②塔顶压强：1.03atm（绝对压强）
③进料热状况：泡点进料

一 精馏流程的确定
乙醇——水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。工艺流程图见图

二 塔的物料衡算
查阅文献，整理有关物性数据

⑴水和乙醇的物理性质

名称

分子式
相对分子质量
密度
20℃

沸 点
101.33kPa
℃
比热容
(20℃)
Kg/(kg.℃)
黏度
(20℃)
mPa.s
导热系数
(20℃)
/(m.℃) 表面
张力

(20℃)
N/m
水 18.02 998 100 4.183 1.005 0.599 72.8
乙醇 46.07 789 78.3 2.39 1.15 0.172 22.8

⑵常压下乙醇和水的气液平衡数据，见表
常压下乙醇—水系统t—x—y数据如表1—6所示。

表1—6 乙醇—水系统t—x—y数据
沸点t/℃ 乙醇摩尔数/% 沸点t/℃ 乙醇摩尔数/%
气相 液相 气相 液相
99.9 0.004 0.053 82 27.3 56.44
99.8 0.04 0.51 81.3 33.24 58.78
99.7 0.05 0.77 80.6 42.09 62.22
99.5 0.12 1.57 80.1 48.92 64.70
99.2 0.23 2.90 79.85 52.68 66.28
99.0 0.31 3.725 79.5 61.02 70.29
98.75 0.39 4.51 79.2 65.64 72.71
97.65 0.79 8.76 78.95 68.92 74.69
95.8 1.61 16.34 78.75 72.36 76.93
91.3 4.16 29.92 78.6 75.99 79.26
87.9 7.41 39.16 78.4 79.82 81.83
85.2 12.64 47.49 78.27 83.87 84.91
83.75 17.41 51.67 78.2 85.97 86.40
82.3 25.75 55.74 78.15 89.41 89.41

乙醇相对分子质量：46；水相对分子质量：18
25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力与乙醇浓度之间的关系为：

式中 σ——25℃时的乙醇和水的混合液的表面张力，N／m；
x——乙醇质量分数，％。
其他温度下的表面张力可利用下式求得

式中 σ1——温度为T1时的表面张力；N／m；
σ2——温度为T2时的表面张力；N／m；
TC——混合物的临界温度，TC＝∑xiTci ，K；
xi——组分i的摩尔分数；
TCi——组分i的临界温度， K。

料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数
X==0.174
X==0.838
X==0.0039

平均摩尔质量
M=0.17446.07+（1-0.174）18.02=22.9 kg/kmol
M= 0.83846.07+ (1-0.838) 18.02=41.52kg/kmol
M=0.003946.07+（1-0.0039）18.02=18.12kg/kmol

物料衡算
已知：F==74.83
总物料衡算 F=D+W=74.83
易挥发组分物料衡算 0.838D+0.0039W=74.830.174
联立以上二式得：
D=15.25kg/kmol
W=59.57kg/kmol

三 塔板数的确定
理论塔板数的求取
⑴根据乙醇——水气液平衡表1-6，作图

⑵求最小回流比Rmin和操作回流比
因为乙醇-水物系的曲线是不正常的平衡曲线,当操作线与q线的交点尚未落到平衡线上之前,操作线已经与平衡线相切,如图g点所示. 此时恒浓区出现在g点附近, 对应的回流比为最小的回流比. 最小回流比的求法是由点a(,)向平衡线作切线，再由切线的斜率或截距求
作图可知 b=0.342 b==0.342 Rmin =1.45

由工艺条件决定 R=1.6R
故取操作回流比 R=2.32

⑶求理论板数
塔顶，进料，塔底条件下纯组分的饱和蒸气压
组分 饱和蒸气压/kpa
塔顶 进料 塔底
水 44.2 86.1 101.33
乙醇 101.3 188.5 220.0

①求平均相对挥发度
塔顶 ===2.29
进料 ==2.189
塔底 ==2.17
全塔平均相对挥发度为
===2.23
===2.17
②理论板数
由芬斯克方程式可知
N===7.96
且
由吉利兰图查的 即
解得 =14.2 （不包括再沸器）
③进料板

前已经查出 即
解得 N=6.42
故进料板为从塔顶往下的第7层理论板 即=7
总理论板层数 =14.2 （不包括再沸器）
进料板位置 =7
2、全塔效率
因为=0.17-0.616lg
根据塔顶、塔釜液组成，求塔的平均温度为，在该温度下进料液相平均粘计划经济为
=0.1740.41+（1-0.174）0.3206=0.336
=0.17-0.616lg0.336=0.462
3、实际塔板数
精馏段塔板数：
提馏段塔板数：
四、塔的工艺条件及物性数据计算

以精馏段为例：
操作压力为
塔顶压力： =1.04+103.3=104.34
若取每层塔板压强 =0.7
则进料板压力： =104.34+130.7=113.4kpa
精馏段平均操作压力 =kpa
2、温度
根据操作压力，通过泡点方程及安托因方程可得
塔顶 =78.36
进料板=95.5
=
3、平均摩尔质量
⑴ 塔顶==0.838 =0.825

= 0.83846.07+（1-0.838）18.02=41.52 kg/kmol
=0.82546.07+（1-0.825）18.02=41.15 kg/kmol
⑵ 进料板： = 0.445 =0.102
= 0.44546.07+（1-0.445）18.02=30.50 kg/kmol
=0.10246.07+（1-0.102）18.02=20.88 kg/kmol
精馏段的平均摩尔质量
= kg/kmol
= kg/kmol
4、平均密度
⑴液相密度
=
塔顶： = =796.7
进料板上 由进料板液相组成 =0.102
=
=
=924.2
故精馏段平均液相密度=
⑵气相密度
=

5、液体表面张力
=
=0.83817.8+(1-0.838)0.63=15.0
=0.10216.0+(1-0.102)0.62=2.20
=
6、液体粘度
=
=0.8380.55+(1-0.838)0.37=0.521
=0.1020.34+(1-0.102)0.29=0.295
=

以提馏段为例
平均摩尔质量
塔釜 = 0.050 =0.0039
=0.05046.07+(1-0.050)18.02=19.42 kg/kmol
=0.003946.07+(1-0.0039)18.02=18.12 kg/kmol
提馏段的平均摩尔质量
= kg/kmol
= kg/kmol
平均密度

塔釜，由塔釜液相组成 =0.0039
=0.01
=
∴ =961.5
故提馏段平均液相密度
=
⑵气相密度
==

五 精馏段气液负荷计算
V=（R+1）D=(2.32+1)15.25=50.63

== m
L=RD=2.3215.25=35.38
= m

六 提馏段气液负荷计算
V’=V=50.63
=0.382 m
L’=L+F=35.38+74.83=110.2
=0.0006 m

七 塔和塔板主要工艺尺寸计算
1塔径
首先考虑精馏段：
参考有关资料，初选板音距=0.45m
取板上液层高度=0.07m
故 -=0.45-0.07=0.38m
==0.0239
查图可得 =0.075
校核至物系表面张力为9.0mN/m时的C，即
C==0.075=0.064
=C=0.064=1.64 m/s

可取安全系数0.70，则
u=0.70=0.71.64=1.148 m/s
故 D==0.645 m
按标准，塔径圆整为0.7m，则空塔气速为0.975 m/s

2 精馏塔有效高度的计算
精馏段有效高度为
=(13-1)0.45=5.4m
提馏段有效高度为
=(20-1)0.45=8.55m
在进料孔上方在设一人孔，高为0.6m
故精馏塔有效高度为:5.4+8.55+0.6=14.55m

3 溢流装置
采用单溢流、弓形降液管
⑴ 堰长
取堰长 =0.75D
=0.750.7=0.525m
⑵ 出口堰高
=
选用平直堰，堰上液层高度由下式计算
=
近似取E=1.03,则
=0.017
故 =0.07-0.017=0.053m
⑶ 降液管的宽度与降液管的面积
由查《化工设计手册》
得 =0.17,=0.08
故 =0.17D=0.12 =0.08=0.031
停留时间 =39.9s (>5s符合要求)
⑷ 降液管底隙高度
=-0.006=0.053-0.006=0.047m
塔板布置及浮阀数目击者及排列
取阀孔动能因子 =9
孔速 ===8.07m
浮阀数 n===39(个)
取无效区宽度 =0.06m
安定区宽度 =0.07m
开孔区面积
R==0.29m
x==0.16m
故 ==0.175m
浮阀排列方式采用等腰三角形叉排
取同一磺排的孔心距 a=75mm=0.075m
估算排间距h
h===0.06m

八 塔板流体力学校核
1、气相通过浮塔板的压力降，由下式

⑴ 干板阻力 ==0.027
⑵ 液层阻力 取充气系数数 =0.5,有
==0.50.07=0.035
⑶ 液体表面张力所造成阻力此项可以忽略不计。
故气体流经一层浮阀塔塔板的压力降的液柱高度为：
=0.027+0.035=0.062m
常板压降
=0.062860.59.81=523.4(<0.7K,符合设计要求)。

淹塔
为了防止淹塔现象了生，要求控制降液管中清液层高度符合，其中
由前计算知 =0.061m,按下式计算
=0.153=0.153=0.00002m
板上液层高度 =0.07m,得：
=0.062+0.07+0.00002=0.132m
取=0.5,板间距今为0.45m,=0.053m,有
=0.5(0.45+0.053)=0.252m
由此可见：<，符合要求。

雾沫夹带
由下式可知 <0.1kg液/kg气
===0.069
浮阀塔也可以考虑泛点率，参考化学工程手册。
泛点率=100%
=D-2=0.7-20.12=0.46
=-2=0.3875-20.031=0.325
式中——板上液体流经长度，m;
——板上液流面积，；
——泛点负荷系数，取0.126;
K——特性系数，取1.0.

泛点率=
=36.2% (<80%,符合要求)

九 塔板负荷性能图
1、雾沫夹带线
按泛点率=80%计
100%=80%

将上式整理得
0.039+0.626=0.0328
与分别取值获得一条直线，数据如下表。
0.00035 0.00085
0.835 0.827
2、泛液线
通过式以及式得
=
由此确定液泛线方程。
=
简化上式得关系如下

计算数据如下表。

0.00035 0.00055 0.00065 0.00085
0.8215 0.8139 0.8105 0.8040
3、液相负荷上限线
求出上限液体流量值（常数）
以降液管内停留时间=5s
则
4、漏夜线
对于型重阀，由，计算得

则
5、液相负荷下限线
去堰上液层高度=0.006m
根据计算式求的下限值

取E=1.03

经过以上流体力学性能的校核可以将精馏段塔板负荷性能图划出。如图

由塔板负荷性能图可以看出：
① 在任务规定的气液负荷下的操作点
P（0.00083，0.630）（设计点），处在适宜的操作区内。
② 塔板的气相负荷上限完全有雾沫夹带控制，操作下限由漏液控制。
③ 按固定的液气比，即气相上限=0.630 ，气相下限=0.209 ，求出操作弹性K，即
K==3.01
十 精馏塔的主要附属设备
1 冷凝器
（1）冷凝器的选择：强制循环式冷凝器
冷凝器置于塔下部适当位置，用泵向塔顶送回流冷凝水，在冷凝器和泵之间需设回流罐，这样可以减少台架，且便于维修、安装，造价不高。
（2）冷凝器的传热面积和冷却水的消耗量
热流体为78.36℃的93%的乙醇蒸汽，冷流体为20℃的水
Q=qm1r1 Q=qm2r2
Q—单位时间内的传热量，J/s或W；
qm1, qm2—热、冷流体的质量流量，kg/s;

r1 ,r2—热，冷流体的汽化潜热，J/kg
r1=600 kJ/㎏ r2=775 kJ/㎏ qm1=0.153kg/s
Q=qm1r1=0.153×600000=91800J/s
Q=qm2r2=775000 qm2=91800
∴ qm2=0.12 kg/s
传热面积：
A=
==21.2
K取700W·m-2/℃
∴ A=
2 再沸器
（1）再沸器的选择：釜式再沸器
对直径较大的塔，一般将再沸器置于踏外。其管束可抽出，为保证管束浸于沸腾器液中，管束末端设溢流堰，堰外空间为出料液的缓冲区。其液面以上空间为气液分离空间。釜式再沸器的优点是气化率高，可大80%以上。
（2）加热蒸汽消耗量
Q=qm1r1 Q=qm2r2
Q—单位时间内的传热量，J/s或W；
qm1, qm2—热、冷流体的质量流量，kg/s;
r1 ,r2—热，冷流体的汽化潜热，J/kg
∵ r1=2257 kJ/㎏ r2=1333 kJ/㎏ qm2=0.43kg/s
∴ Q=qm2r1=0.43×1333=573.2 kJ/s=2257 qm1
∴ 蒸汽消耗量qm1为0.254 kg/s

表 浮阀塔板工艺设计计算结果

序号 项目 数值
1 平均温度tm，℃ 86.93
2 平均压力Pm，kPa 108.89
3 液相流量LS，m3/s 0.00035
4 气相流量VS，m3/s 0.375
5 实际塔板数 33
6 塔径，m 0.70
7 板间距,m 0.45
8 溢流形式 单溢流
9 堰长，m 0.525
10 堰高，m 0.053
11 板上液层高度，m 0.07
12 堰上液层高度，m 0.047
13 安定区宽度，m 0.07
14 无效区宽度，m 0.06
15 开孔区面积，m2 0.175
16 阀孔直径，m 0.039
17 浮阀数 39
18 孔中心距，m 0.075
19 开孔率 0.147
20 空塔气速，m/s 0.8
21 阀孔气速，m/s 8.07
22 每层塔板压降，Pa 700
23 液沫夹带，（kg液/kg气） 0.069
24 气相负荷上限，m3/s 0.00356
25 液相负荷上限，m3/s 0.00028
26 操作弹性 3.01

参考文献

[1]陈英男、刘玉兰.常用华工单元设备的设计[M].上海：华东理工大学出版社，2005、4
[2]刘雪暖、汤景凝.化工原理课程设计[M].山东：石油大学出版社，2001、5
[3]贾绍义、柴诚敬.化工原理课程设计[M].天津：天津大学出版社，2002、8
[4]路秀林、王者相.塔设备[M].北京：化学工业出版社，2004、1
[5]王明辉.化工单元过程课程设计[M].北京：化学工业出版社，2002、6
[6]夏清、陈常贵.化工原理（上册）[M].天津：天津大学出版社，2005、1
[7]夏清、陈常贵.化工原理（下册）[M].天津：天津大学出版社，2005、1
[8]《化学工程手册》编辑委员会.化学工程手册—气液传质设备[M]。北京：化学工业出版社，1989、7
[9]刘光启、马连湘.化学化工物性参数手册[M].北京：化学工业出版社，2002
[10]贺匡国.化工容器及设备简明设计手册[M].北京：化学工业出版社，2002

课程设计心得

通过这次课程设计使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性，更特别是对精馏原理及其操作各方面的了解和设计，对实际单元操作设计中所涉及的个方面要注意问题都有所了解。通过这次对精馏塔的设计，不仅让我将所学的知识应用到实际中，而且对知识也是一种巩固和提升充实。在老师和同学的帮助下，及时的按要求完成了设计任务，通过这次课程设计，使我获得了很多重要的知识，同时也提高了自己的实际动手和知识的灵活运用能力。

Ⅶ 蒸馏塔采用什么来保证纯度

蒸馏塔工作原理并非只局限于提纯酒精。蒸裂雀启馏塔的功能主要是为了分离混合液

体，利用不同液体在不同条件下，如温度不同，挥发性（沸点）不同的原理进行液

体分离，从而达到提纯效果。蒸馏塔主要分为板式塔与薄膜式塔。板式塔比较常见，

其构造可分为板、重沸器、冷凝器三个部分。下面随小编去了解下岁返蒸馏塔。

一、蒸馏塔分类

塔设备种类繁多，蒸馏塔是进行蒸馏的一种塔式气液接触装置。有板式塔与填

料塔两种主要类型。板式塔肆如与填料塔的比较是个复杂的问题，涉及的因素很多，选

型时应考虑物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔设备的制造、安装、运转

和维修等。蒸馏塔蒸馏原理是将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度不同

的特性，实现分离。塔釜为液体，塔顶馏出气体。

Ⅷ 甲醇蒸馏塔的材质

钛钢复合板，不锈钢复合板。甲醇俗称木醇、木精，是一种透明、无色、有毒的挥发性液体，甲醇蒸馏塔的材质为钛钢复合板，不锈钢复合板，不锈钢304和316L，双向不锈钢2205，钛等材料。

Ⅸ 塔径为1200mm浮阀应该分几块

物质在相间的转移过程称为传质(分离)过程。常见的有蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作。

蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气液两相物系，利用物系中各组分的挥发度不同的特性以实现分离的目的。

塔设备是能够实现蒸馏和吸收两种分离操作的气液传质设备，按结构形式可以分为板式塔和填料塔两大类。在工业生产上，一般当处理量大时多采用板式塔，处理量小时采用填料塔。

选用原则（典型的）

1、腐蚀性介质，易起泡物系，热敏性物料，高粘性物料通常选用填料塔。

2、对于中、小规模的塔器，和塔径小于600mm时，宜选用填料塔，可节省费用并方便施工。

3、对于处理易聚合或含颗粒的物料，宜采用板式塔。不易堵塞也便于清洗。

4、对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的介质，宜采用板式塔。

5、对于有多个进料及侧线出料的塔器，且各侧线之间板数较少，宜采用板式塔。采用填料塔时内件结构较复杂。

6、对于处理量或负荷波动较大的场合，宜采用板式塔。因液体量过小会造成填料层中液体分布不均匀，填料表面未充分润湿，影响塔的效率；当液体量过大时易产生液流影响传质，采用条阀等板式塔具有较大的操作弹性。

7、对于塔顶、塔底产品均有质量要求的塔系，宜采用板式塔。

8、根据各种工艺流程和特点，在同一塔内，可以采用板式及填料共存的塔型，即混合塔型。适用于沿塔高气、液负荷变化较大的塔系。

板式塔为逐板接触式气液传质设备。

l

评价塔设备性能的主要指标：生产能力、塔板效率、操作弹性、塔板压强降

l

浮阀塔的工艺计算：包括塔径、塔高及塔板上主要部件工艺尺寸的计算。

一、工艺模拟计算后能够确定的参数（模拟计算可求得理论板层数、回流比、馏出液量、釜残液量、塔径、每层塔板的气液相负荷、冷凝器和再沸器负荷）

1、估算塔径

最常用的标准塔径（mm）为600，700，800，1000，1200，1400，…，4200。

原料通常从与原料组成相近处（加料段薯板）进入塔内。加料板以上的塔段称为精馏段，以下（包括加料板）成为提馏段。

当精馏塔的精馏段和提馏段上升气量差别较大时，两段的塔径应分别计算（需要圆整）。

2、选定塔板间距

浮阀塔板间距参考数值

塔径D，m

0.3～0.5

0.5～0.8

0.8～1.6

1.6～2.0

2.0～2.4

>2.4

板间距，mm

200～300

300～350

350～450

450～600

500～800

≥600

3、塔高

通常，在设计中先求得理论板层数，然后用塔板效率予以校正，即可求得实际板层数。由理论板层数折算出实际

板层数，结合板间距算出的高度指精馏塔主体的有效高度（不包括塔底蒸馏釜和塔顶空间等高度在内）。

理论板：

若离开该板的气液两相达到平衡状态，则将这种塔板称为理论板。理论板是不存在的。仅作为衡量实际板分离效率的依据和标准，它是一种理想板。

塔板效率：

反映了实际塔板上气液两相间传质的完善程度。板式塔的效率有：总板效率（全塔效率）、单板效率及点效率等。一般取经验数据（50%～70%）。

4、回流比

回流是保证精馏塔连续稳定操作的必要条件之一，且回流比是影响精馏操作费用和投资费用的重要因素。回流比有两个极限值，上限为全回流时的回流比，下限为最小回流比，实际回流比为介于二者之间的某适宜值。在精馏设计中，一般不进行详细的经济衡算，而是根据经验选取。通常，操作回流比可取为最小回流比的1.1～1.2倍。

5、确定塔板形式

按照塔内气、液流动方式可将渣燃碧塔板分为错流塔板和逆流塔板两类。

逆流塔板亦称穿流板，工业上应用较少。

错流塔板：泡罩、筛板、浮阀塔板。

最常用的浮阀型式为F1（国外称V-1）和V-4型。F1型浮阀又分为轻阀与重阀两种。阀的质量直接影响塔内气体的压强降，轻阀压强降小但操作稳定性差，低气速时易漏液。一般情况下都采用重阀，只在处理量大并且要求压强降很低的系统（如减压塔）中采用轻阀。

V-4型浮阀适用于减压系统。

T型浮阀性能与F1型浮阀相近，但结构较复杂，适于处理含颗粒或易聚合的物料。

浮阀塔具有以下优点：

1.

生产能力大

2.

操作弹性大

3.

塔板效率高

4.

气体压强降及液面落差较小

5.

塔的造价低

浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统。

塔板布置：塔板有整块式和分块式两种。直径在800mm以内的小塔采用整块式塔板；直径在900mm以上通常都采用分块式塔如举板，以便通过人孔装卸塔板；直径在800mm～900mm之间时，可根据制造与安装具体情况，任意选用一种结构。

塔板面积可分为四个区域：

鼓泡区：塔板上气、液接触构件（浮阀）设置在此区域内，故此区域为气、液传质的有效区域

溢流区：降液管及受液盘所占的区域

破沫区：鼓泡区和溢流区之间的区域为破沫区，也称不安定区。此区域不装浮阀，在液体进入降液管之前，设置这段不鼓泡的安定地带，以免液体大量夹带泡沫进入降液管。

无效区：也称边缘区，因靠近塔壁的部分需要留出一圈边缘区域，以供支承塔板的边梁之用。为防止液体经无效区流过而产生“短路”现象，可在塔板上沿塔壁设置挡板。

二、水力学计算后确定的参数（塔的内外部工艺结构）

除了塔板外塔的内

内部结构还包括塔顶、塔底、裙座以及各种类型的进口、抽出板、出口、进料分布管、破沫网等。

1、浮阀数及开孔率

浮阀的数目及安排：

浮阀的开度与阀孔处气相的动压有关，而动压又取决于气体的速度和密度。综合实验结果可知，可采用由气体速度与密度组成的“动能因数”作为衡量气体流动时动压的指标，俗称F因子。对于F1型浮阀（重阀）F的数值在9～12之间。

浮阀在塔板鼓泡区内的排列有正三角形与等腰三角形两种方式，按照阀孔中心联线与液流方向的关系，又有顺排与叉排之分，一般都采用叉排。对整块式塔板，多采用正三角形叉排；对于分块式塔板，宜采用等腰三角形叉排。

塔板开孔率

一层板上的阀孔总面积与塔截面积之比称为开孔率。开孔率也是空塔气速与阀孔气速之比。塔板的工艺尺寸计算完毕，应核算塔板开孔率。对常压塔或减压塔开孔率在10%～14%之间，对加压塔常小于10%。

塔板开孔率是板式塔设计中的一个重要参数，通常塔板开孔率有2 种：一是塔截面积开孔率，二是鼓泡面积开孔率。合理的开孔率不但可以使气体顺利通过，而且还能减少雾沫夹带和降低泄漏，同时防止发生喷射液泛。

2、溢流堰和降液管（计算溢流堰长度、出口堰高度、堰上液层高度、塔板上液层高度、降液管停留时间、降液管底缘距塔板高度等）

板式塔的溢流装置是指溢流堰（出口堰）和降液管。

为使不同塔径和液流量的塔能正常操作，出现了几种不同液流型式的塔板：U型流（仅用于小塔及液体流量小的情况）、单溢流（又称直径流，广泛用于直径2.2m以下的塔中）、双溢流（用于直径2m以上的大塔中）、阶梯式双溢流（塔板结构最复杂，只适用于塔径很大、液流量很大的特殊场合）

降液管有圆形和弓形之分。除小塔外，一般不采用圆形降液管。降液管的截面积应保证液体在降液管内有足够的停留时间，使溢流液体中夹带的气体能来得及分离。停留时间不应小于3～5S，对于高压操作的塔及易起泡的系统，停留时间应更长些

3、塔顶

塔顶气相空间是塔顶第一块塔板到塔顶切线距离。为减少塔顶出口气体中携带液体量，塔顶空间一般取1.2～1.5米。以利于气体中的液滴自由沉降。

破沫网用以分离气体中携带的液体，提高产品质量，是否设置根据具体工艺情况考虑。

4、塔釜

塔底空间是塔底第一块板到塔底切线的距离。当进料设有15分钟缓冲时间时，塔底产品缓冲时间可取3～5分钟，否则需15分钟左右。但对塔底产品量大的塔，停留时间一般也取3～5分钟。对易结焦的介质，塔底停留时间应缩短，一般取1～1.5分钟。

塔底出口直径

一般与工艺管线直径相同，对于易燃、易爆介质塔底裙座内不得设置法兰连接，接管法兰引至裙座外。

5、裙座

塔裙座有圆形和圆锥形两种，采用形式由设备专业核算后确定。裙座高度首先必须满足塔底泵气蚀余量要求。对于重沸器出口应根据重沸器安装高度确定，保证重沸器入口管道尽可能短。

重沸器按其结构可分为立式和卧式两种，按其作用又可分为罐式、热虹吸式、泵强制循环式几种。因一般再沸器内气液两相视为平衡，再沸器相当于一层理论板。

塔顶冷凝器分全凝器和分凝器两种。

6、人孔：

塔的人孔应设在塔的操作侧，一般应设在塔板上方的鼓泡区，不得设在降液管上或降液管口的下方；每3～

8层塔板布置一个人孔；人孔中心距平台高可为600mm至1200mm之间，最适宜的高度为800mm。一座塔的人孔宜布置在同一垂线上

7、手孔：

由于塔径小不能设置人孔时须设手孔，手孔在平台上800～1400mm为宜。

l

板式塔的流体力学性能（塔板水力学计算）包括：塔板压降、液泛、雾沫夹带、漏液、液面落差及降液管超负荷等。

塔板水力学计算是在工艺计算完成后进行的，通常应用的工艺计算软件主要有PRO/ II , HYSYS ,ASPEN PLUS，TRAY。这4 种工艺计算软件对多数石化装置都能得到与生产实际相吻合的工艺计算结果。工艺模拟计算完成之后，就可以通过塔板水力学计算来确定塔板结构的工艺参数。常见的板式塔水力学计算方法都可以用塔板水力学计算软件。

PROII、ASPEN是流程模拟软件，塔模块集成了部分塔板水力学模型可以初步核算塔径，在项目前期阶段可用来估算装置投资。

TRAY是洛阳石化工程公司开发的塔板计算软件，可计算浮阀、条阀、筛板、散堆填料、规整填料等塔内件的水力学计算。在装置详细设计阶段采用。新型塔板的水力学计算方法或计算软件大多作为塔板制造商的专利技术，如果需要，可以向专利商咨询。

1、塔板压降

一般说来，浮阀塔的压强降比筛板塔的大，比泡罩塔的小。根据国内普查结果得知，常压和加压塔中每层浮阀塔板的压强降为265～530Pa，减压塔为200Pa左右。

2、液泛（亦称淹塔）

塔内气相靠压差自下而上逐板流动，液体靠重力自上而下通过降液管而逐板流动，液体是自低压空间流至高压空间。若气、液两相中之一的流量增大，使降液管内液体不能顺利下流，管内液体增高到越过溢流堰顶部，于是两板间液体相连。

采用较大的板间距可提高液泛速度。液泛时的气速为塔操作的极限速度，

3、雾沫夹带

通常用操作时的空塔气速与发生液泛时的空塔气速的比值作为估算雾沫夹带量的指标。此比值称

为泛点百分数，或称泛点率。

空塔气速增高，雾沫夹带量增大；塔板间距增大，可使雾沫夹带量减小。

4、漏液

为保证塔的正常操作，漏液量应不大于液体流量的10% 。

漏液量达10%的气流速度为漏液速度，这是塔操作的下限气速。

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浮阀塔的工艺计算
物质在相间的转移过程称为传质(分离)过程。常见的有蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作。

蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气液两相物系，利用物系中各组分的挥发度不同的特性以实现分离的目的。

塔设备是能够实现蒸馏和吸收两种分离操作的气液传质设备，按结构形式可以分为板式塔和填料塔两大类。在工业生产上，一般当处理量大时多采用板式塔，处理量小时采用填料塔。

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选用原则（典型的）

1、腐蚀性介质，易起泡物系，热敏性物料，高粘性物料通常选用填料塔。

2、对于中、小规模的塔器，和塔径小于600mm时，宜选用填料塔，可节省费用并方便施工。

3、对于处理易聚合或含颗粒的物料，宜采用板式塔。不易堵塞也便于清洗。

4、对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的介质，宜采用板式塔。

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5、对于有多个进料及侧线出料的塔器，且各侧线之间板数较少，宜采用板式塔。采用填料塔时内件结构较复杂。

6、对于处理量或负荷波动较大的场合，宜采用板式塔。因液体量过小会造成填料层中液体分布不均匀，填料表面未充分润湿，影响塔的效率；当液体量过大时易产生液流影响传质，采用条阀等板式塔具有较大的操作弹性。

7、对于塔顶、塔底产品均有质量要求的塔系，宜采用板式塔。

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8、根据各种工艺流程和特点，在同一塔内，可以采用板式及填料共存的塔型，即混合塔型。适用于沿塔高气、液负荷变化较大的塔系。

板式塔为逐板接触式气液传质设备。

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评价塔设备性能的主要指标：生产能力、塔板效率、操作弹性、塔板压强降

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浮阀塔的工艺计算：包括塔径、塔高及塔板上主要部件工艺尺寸的计算。

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一、工艺模拟计算后能够确定的参数（模拟计算可求得理论板层数、回流比、馏出液量、釜残液量、塔径、每层塔板的气液相负荷、冷凝器和再沸器负荷）

1、估算塔径

最常用的标准塔径（mm）为600，700，800，1000，1200，1400，…，4200。

原料通常从与原料组成相近处（加料板）进入塔内。加料板以上的塔段称为精馏段，以下（包括加料板）成为提馏段。

当精馏塔的精馏段和提馏段上升气量差别较大时，两段的塔径应分别计算（需要圆整）。

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2、选定塔板间距

浮阀塔板间距参考数值

塔径D，m

0.3～0.5

0.5～0.8

0.8～1.6

1.6～2.0

2.0～2.4

>2.4

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板间距，mm

200～300

300～350

350～450

450～600

500～800

≥600

3、塔高

通常，在设计中先求得理论板层数，然后用塔板效率予以校正，即可求得实际板层数。由理论板层数折算出实际

Ⅹ 2018-05-09

化产粗苯复习题

2018-05-04

一、名词解释

1、干点：油品在规定条件下，进行蒸馏时，温度计水银柱在持续加热的情况下，停止升高并开始下降时的最高温度就是干点

2、馏程：油品在规定条件下，蒸馏所得到的从初馏点到终馏点，表示其蒸发特征的温度范围

3、闪点：可燃性液体表面上的蒸汽和空气的混合物与火接触而初次发生闪光时的温度。

4、爆炸极限：可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。

5、汽液相平衡：指气液两相存在旅旦亩同一个系统中，在气液两相之间进行物质传递，最终系统的温度、压力保持恒定，各相的组成保持不变，这样的状态称之为汽液相平衡。

6、初馏点：洗油全分析时，当第一滴冷凝液从冷却管末端滴下的瞬间温度为初馏点。

7、吸收面积：对于填料塔，吸收面积是塔内被洗油润湿的表面积。

8、闪蒸：让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。这时，流体温度高于该压力下的沸点。流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。

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二、问答题

1、循环洗油流程

答:贫油槽—贫油泵—二、三段贫油冷却器—洗苯塔—富油槽—富油泵—分缩器—贫富油换热器—管式炉—脱苯塔—贫富油换热器—一段贫油冷却器—贫油槽

2、突然停富油泵应如何操作？

答：（1）管式炉停煤气，灭火 （2）再生器停直接蒸汽，同时开蒸汽放散，

  （3）再生器停止加油（4）停回流泵（5）开备用泵

3、各备用泵为什么要经常盘车？

答：（1）防止泵轴不同心。（2） 防止长时间停置产生铁锈。（3） 防止叶轮被杂物粘附。

4、洗苯塔用热洗油应如何清扫？

答：洗苯塔热油洗涤操作：

当洗苯塔阻力增大超过规定时，报领导批准停塔清扫后，可采用热洗油循环洗涤消除阻力。

  （1）打开煤气交通阀门，使煤气走交通管。（2）停止蒸苯贫油冷却器冷却水，用热洗油上塔拆森清扫（热油温度一般在45-65℃，不宜过高）。（3）待塔阻力恢复技术规定后，可恢复正常生产操作。

  5、洗苯塔用蒸汽应如何清扫？

如果热油洗塔后仍不能消除阻力时，采用蒸汽清扫。

  （1）打开煤气交通阀门，使煤气走交通管。（2）打开塔顶放散，向塔内通入蒸汽清扫，完毕后放空冷凝水。（3）按规程送煤气开工。

6、管式炉点火操作？

答：（1）检查煤气总阀门和分阀门是否关闭严密，防止漏入煤气。（2）打开煤气总阀门和煤气调节阀前煤气管道底部防水门，放净煤气冷凝水。（3）确认洗油已正常循环，炉内蒸汽管已通蒸汽。（4）打开烟囱翻板至1/2。（5）点燃煤气点火管。（6）将点火管明火置于点火器煤气喷嘴上方，再开煤气分阀门逐一点燃各煤气火嘴最后调节加热煤气量符合工艺要求。

7、简述再生器的构造

答：洗油再生器未钢板制的直立圆筒，带有锥形底。中部设有带油迟缓分布装置的进料管，下部设有残渣排出管，靠器内压力排除残渣。底部设有直接蒸汽管。在油入口管下面设有7块弓形折流板，以使油充分分散，提高蒸出程度。在油入口管的上面可设三块弓形隔板，以捕集油滴。

8、脱苯塔为什么要打回流？

答： 打回流是要降低温和把高沸物压下去，因为在上升的蒸汽中低沸物的含量不断增加。这是假如不打回流，塔板上的高沸物含量将增高，沸物的温度就要升高，一旦沸腾温度升高，高沸物在蒸汽中的含量就要增大，而在塔顶处来的产品就不纯了。把回流打入塔内，使也体所获得的低沸物足以弥补蒸汽所带走的量，使各塔板上的液相组或发生显著变化。

9、管式炉油管漏油，着火处理？

答：（1）管式炉停煤气，（2）开炉膛灭火蒸汽（3）再生器停直接蒸汽，同时开蒸汽放散，（4）再生器停止加油，（5）停回流泵（6）待管式炉灭火降温后，从换热器出口开蒸汽将管式炉内洗油吹入新洗油槽

10、请举例说明物理吸收和化学吸收。

答：物理吸收：洗油吸收煤气中的苯族烃；化学吸收：硫铵母液吸收煤气中的氨

11、洗油的质量要求？

答：（1）常温下对苯族烃有良好的吸收能力，在加热时又能使苯族烃很好的分离出来（2）具有化学稳定性（3）在操作温度下不应析出固体沉淀物  （4）易与水分离，不生产乳化物（5）有较好的流动性

12、影响苯族烃吸收的因素有哪些？

答：（1）吸收温度 （2）洗油的吸收能力及循环油量 （3）贫油含苯量（4）吸收表面积 （5）煤气压力和流速

13、蒸馏停工操作？

答：①关闭再生器加油阀，排空再生器油渣。②管式炉减火，慢慢降温，待富油降到110度时再生器停直接蒸汽开放散阀门，待炉温降到300℃以下，方可灭火。③当管式炉富油出口温度低于100℃时，停贫富油泵停止送油。④关闭各设备上蒸汽进口。⑤待脱苯塔顶部低于90℃，停回流泵，停水泵。  ⑥将管道和设备内存油全部放入地下放空槽，由液下泵抽向洗油槽。

14、影响贫油含苯因素？

答：（1）富油在管式炉的预热温度，富油温度越高（适当高），贫油含苯量越低 （2）通入脱苯塔的直接蒸汽量，蒸汽耗量越高（适当高），贫油含苯量越低（3）通入脱苯塔的直接蒸汽温度，温度越高（适当高），贫油含苯量越低

15、屏蔽泵操作使用注意事项

答：（1）由于电机为滑动轴承，并由部分输送液体来润滑和冷却，所以无液体时严禁持续运转。（2）无液体运转不得超过30秒。（3）吸入管路及电泵腔内的气体必须排除干净再运转。（4）不得逆运转。（5）彻底清除装置内的锈蚀和固体异物。（6）在运转中如发现异常声音或振动，必须迅速查明原因排除故障。（7）有水套的电泵，必须先接通冷却水再运转。

16、脱苯塔顶部温度升高的原因及处理方法？

答：原因：回苯量小；分缩器后温度高；直接蒸汽量大

方法：增加回苯量；增加分缩器的冷却水量；减少直接蒸汽量

17、管式炉结焦的原因及处理方法？

答：原因：富油流量太小；富油泵故障使富油在油管内停留时间过长；炉温过高

方法：加大富油流量；倒备用富油泵；适当降低炉温，减少煤气量

18、洗苯塔开、停工操作

答：①检查洗苯塔有关的管道、开闭器、运转设备仪表、温度计和液面指示等，一切正常齐备后方可开工。②在煤气交通管打开的情况下，打开塔顶的放散管，然后通入蒸汽至塔内，当放散管冒出蒸汽时，稍开煤气入口开闭器3—5扣，待煤气入塔后，渐渐关闭塔内蒸汽。③当放散冒出煤气时，从洗苯塔顶和洗苯塔煤气出口管取样作爆发试验，合格后关闭放散管，同时全开洗苯塔入口和出口煤气开闭器。④慢慢关闭交通管煤气开闭器，注意压力变化情况，如阻力过大，立即停止关交通管开闭器，待查明原因，排除故障后，再关闭交通管开闭器。⑤洗苯塔通入过煤气后，开启贫油泵，从贫油槽抽油上洗苯塔顶部，当塔底富油槽液位升到10t时，启动富油泵，往脱苯送富油。⑥调整各泵压力，流量、温度、稳定油槽液位，直至正常。

洗苯塔的停工：

①停贫、富油泵时必须待富油出管式炉温度降到100℃以下时。方可停止洗油循环。②打开煤气管交通阀门。③如临时停工，关闭洗苯塔煤气入口开闭器，保持煤气正压。塔内液面不必放空。④如长期停工，可将出入口阀门全部关死，排空塔内和泵体内洗油，打开塔顶煤气管的放散，用蒸汽扫清塔内煤气后排空冷凝水。

19、突然停电操作？

答：短时间停电处理

（1）管式炉停煤气，灭火（2）停回流泵，（3）停再生器直接蒸汽，（4）所有泵切断电源，关闭出口阀门（5）再生器停止加油，(6）注意检查油槽油位，防止跑油

20、脱苯系统的开工 ？

答：（1）开工前的准备工作

①设备检查。仔细检查所有设备和管道上的阀门，使其灵活好用，并处于正常良好状态；通知仪表工检查仪表，使仪表齐全良好；通知电工检查电器并送电；通知洗涤工序，做好洗苯和送富油等工作。

②设备通蒸汽。经再生器送直接蒸汽，吹扫油汽系统，使其畅通。

蒸汽同时吹扫贫富油换热器，贫油冷却器及贫富油管道等（包括管式炉），使其设备畅通，吹扫后停止送汽。

③各油水分离器充满水。

④作好管式炉的点火准备工作。用蒸汽吹出水封槽及管道内的空气后使煤气进入，放掉管内积水，打开烟道翻板，调节进风量。

  （2）与有关部门联系，得到生产主管部门同意，方可开工。

  （3）开工主要操作

①通知洗苯送富油，经过分缩器 、贫富油换热器、管式炉、脱苯塔、贫富油换热器、一段贫油冷却器、贫油槽。此时应注意检查各处有无漏油现象，发现问题及时处理。

②待富油循环正常后，管式炉点火，管式炉点火前应用蒸汽清扫炉膛10分钟左右，然后关小蒸汽，点燃点火枪，（注意先点火后开煤气）用点火枪逐一点燃四组火嘴。而后关闭清扫蒸汽。调整煤气流量、风量升温。当管式炉富油出口温度升到110度时，开再生器直接蒸汽，开再生器加油阀门，符合技术规定。

③贫油冷却器给冷却水。

  ④当脱苯塔顶温升到98℃时开回流泵。注意再生器、脱苯塔各处温度压力符合技术规定。

21、为什么要严格控制冷凝冷却器出口温度？保持多少为宜？

答：冷凝冷却器出口温度一般控制在25-35℃，如果过高，粗苯中的萘容易结晶使管道堵塞；温度过高，会导致产品损失，因此应严格控制冷凝冷却器出口温度。 

22、为什么要控制富油含水小于1%？

答：富油含水高，水的汽化热大，在管式炉的富油温度会降低，导致富油脱苯效果不好，贫油含苯量增加；若使贫油含苯量降低，必须增加蒸汽耗量；又由于水变为蒸汽体积增大，使管式炉易发生事故。因此必须严格控制富油含水小于1%

23、管式炉冒烟如何操作？

答：冒烟一般有两种：冒白烟，煤气中含水过大或蒸汽管道破裂。需清水封，减少煤气带水。蒸汽管破裂，则停工处理

冒黑烟，可能富油管破裂。管式炉停煤气，开炉膛灭火蒸汽，停富油泵，再生塔停直接蒸汽，打开放散，再生器停加油，停回流泵各泵停止运转。从贫富油换热器后富油管道开蒸汽清扫将油吹至脱苯塔或油放空槽

24、循环洗油在使用中为何会变坏？

答：循环洗油在使用中会变坏，表现在其相对分子质量、黏度、比重均会增大，洗苯能力下降。原因：洗油在洗苯过程中不仅吸收了煤气中的苯族烃，而且还吸收了煤气中的一些不饱和化合物，而聚合成高分子聚合物并溶于洗油中，因此造成洗油质量变坏并析出沉淀物。此外，洗苯操作中，洗油中部分轻质组分被出塔煤气带走，使高沸点组分增加。

25、两苯塔内断流板有什么作用？

答：两苯塔在精馏段底部设有一块断流板，含有部分冷凝水的重苯冷凝液自上而下流至断流板后，被引入两苯塔油水分离器，除水后再流入提馏段，这样有利于稳定蒸馏操作，降低成本。

26、煤气进入洗苯塔前为什么要进行最终冷却？

答：粗苯回收主要影响因素之一就是洗油吸收温度，煤气中苯族烃含量一定时，如果洗油吸收温度较低，吸收推动力增大，苯回收率增加，实践证明，最适宜的洗苯温度是20-30℃，但煤气经过饱和器后，温度一般为50-60℃，为了有效地利用洗油吸收煤气中的粗苯，必须进行煤气的最终冷却。

27、焦油洗油质量变坏有何特征？对粗苯生产有何影响？

答：焦油洗油质量变坏主要特征是粘度增加，输送困难，洗苯塔内阻力增大；比重增大，230～300℃的馏出量减少，颜色变黑。由于洗油粘度增加，洗油在洗苯塔填料上难以分布均匀，造成煤气中苯类难以被洗油吸收；另一方面，比重增大，使洗油吸收能力降低，由于以上两个原因，使得洗苯塔后煤气含苯量增加，粗苯产量和质量下降，洗油再生时渣多且稠，难以排放出去。

28、用于洗苯的焦油洗油，其质量指标要求230℃前馏出量小于3％，230-300℃馏出量大于90%，请说出其指标制定的依据。

答：规定230℃前馏出量指标，主要是保证在加热时洗油与粗苯能较好地分离，以免降低粗苯质量和增加洗油损失，规定300℃前指标，是为了保证洗油具有吸够的吸收能力和防止由于重质组分在常温下呈固体析出，造成洗苯塔堵和阻力增加而破坏洗苯塔的操作。

29、可能造成循环洗油含水过高的原因有哪些？

答：a、新鲜洗油含水过高，b、洗苯过程中贫油温度低于煤气温度，造成煤气中的水汽冷凝到洗油中去，c、直接蒸汽温度过低，d、油水换热器内部泄漏。

30、洗油消耗过大的原因有哪些？

①洗油分子量太小，其中部分洗油轻质组分被出塔煤气带走，或在脱苯时被粗苯带走。②洗苯塔捕雾层损坏，引起洗油过多被出塔煤气带走。③再生器排渣操作不当，使再生器残渣油300℃前馏出量大于40%。④分缩油油水分离不好，洗油被分离水带走，⑤平时设备的跑、冒、滴、漏。

31、洗油再生的目的是什么？

答：因为洗油在洗苯塔内吸收苯族烃的同时还吸收了一些不饱和化合物，这些不饱和化合物易与煤气中的硫化物聚合成高分子聚合物，并溶于洗油中，会使洗油质量变坏并易析出沉淀物。同时，洗油循环中部分轻质组分被出塔煤气和粗苯带走，也会使洗油中高沸点组分含量增多，粘度和比重增大，300℃前馏出量降低，降低洗苯效率，故必须对洗油进行再生处理

32、汽蚀现象是指什么？

答：离心泵运转时，液体的压强随着从泵吸入口向叶轮入口而下降，叶片入口附近的压强为最低，此后，由于叶轮对液体作功、压强很快上升，当叶片入口附足的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压力时，液体在泵入口处发生气化并产生气泡（即沸腾）产生的汽泡冲击叶轮、泵壳、泵体发生振动和不正常的噪音，甚至使叶轮脱屑、干裂而损坏，这时泵的流量、扬程、效率急剧下降，这就是汽蚀现象。

33、为什么洗油在多次循环使用后，密度、粘度、分子量增大，300℃前馏分减少？

答：主要是吸收苯族烃的同时吸收的一些不饱和化合物在煤气中甲硫醇等作用下，或加热脱苯时聚合溶解在洗油中，洗油质量变坏，冷却时析出固体。从而吸收能力下降。

34、水蒸汽蒸馏的原理是什么？

答：当加热液体混合物时，先要各组分的蒸汽分压之和达到系统总压，液体即行沸腾，为了降低蒸馏系统的蒸馏温度，可以向蒸馏系统中通入水蒸汽，气相中水蒸汽分压愈高，则可在愈低的温度下将轻组分从混合物中分离出来。

35、泵不上料的原因是什么？

答：①启动时液体未注满泵，泵内有空气没有完全排出②进料口堵塞③吸入管漏气④吸料侧盘根漏气⑤吸入管中存在空气⑥、泵旋转方向反方向⑦交通管阀门未关闭。

36、管式炉看火门的作用是什么？

答：用来观察辐射室内火焰的颜色、形状及长短，此外还用来对炉管、弯头、拉钩、吊钩、炉墙等进行观察，检查在运行中是否有烧坏或变形等异常现象

37、蒸汽耗量与哪些因素有关？

答：（1）富油预热温度（2）直接蒸汽温度（3）富油含苯量（4）脱苯塔内总压

38、本工段有什么安全隐患？应采取哪些措施？

39、画出本工段的工艺流程图，并强调具体工艺参数？

40、解释“五定”的含义？

答：定点：明确设备润滑部位和润滑点，按点部位加油。定质：合理选定油品，油脂质量必须合乎质量要求并经过检验合格。定量：在保证良好润滑效果的基础上，本着节约用油的原则规定用油定额，加油定量，保持规定的油位。定时：按规定时间，通过检验和化验分析，检查油质是否符合质量要求，不符合立即更换。定人：每台设备的润滑点都要有专人负责加油和清洗换油。

41、阀门产生填料泄漏的原因有哪些？采取哪些措施？

答：原因：①填料与工作介质的腐蚀性、温度、压力不相适应；②装填方法不对，尤其是整根填料盘旋放入，最易产生泄漏；③阀杆加工精度或表面光洁度不够，或有椭圆度，或有刻痕；④阀杆已发生点蚀，或因露天缺乏保护而生锈；⑤阀杆弯曲；⑥填料使用太久，已经老化；⑦操作太猛。

措施：①正确选用填料；②按正确的进行装填；③阀杆加工不合格的，要修理或更换，表面光洁度最低要达到5，较重要的，要达到8以上，且无其他缺陷；④采取保护措施，防止锈蚀，已经锈蚀的要更换；⑤阀杆弯曲要校直或更新；⑥填料使用一定时间后，要更换；⑦操作要注意平稳，缓开缓关，防止温度剧变或介质冲击。

42、阀门按用途分可分为哪几种？

答：（1）开断用 用来切断或接通管路介质。如截至阀、闸阀、球阀、旋塞阀等。（2）调节用  用来调节介质的压力或流量。如减压阀、调节阀。

（3）分配用  用来改变介质的流向，起分配作用。如三通旋塞、三通截止阀等。（4）止回用 用来防止介质倒流。如止回阀。

（5）安全用 在介质压力超过规定数值时，排放多余介质，以保证设备安全。如安全阀、事故阀。

（6）阻气排水用 留存气体，排除凝结水。如疏水阀。

43、为什么用洗油吸收苯族烃？在蒸馏操作中常出现哪些问题？到时候应采取什么措施？

答：煤气中的苯族烃易溶解在洗油中，它在洗油中有一定的溶解度。煤气与洗苯塔喷洒下来的洗油逆流接触过程，煤气中的苯族烃分子便进入洗油中而被洗油吸收。

（1）液泛，指下层塔板上的液相涌到上层塔板；措施：适当减少洗油量，减少蒸汽量

（2）雾沫夹带，指下层塔板的气体夹带液体雾滴到上层塔板；措施：适当减少洗油量，减少蒸汽量

（3）液体泄漏，指塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象；措施：适当增加洗油量，增加蒸汽量

44、说出粗苯设备腐蚀原因及采取的措施？

答：原因：（1）酸性气体腐蚀。煤气中含有硫化氢和二氧化碳等酸性腐蚀性气体，这些气体溶于水，与设备管路金属发生反应。

（2）氨和氢氰酸对铁的腐蚀。煤气中含有氨和氢氰酸，它们溶于水，在150℃以上高温下与铁反应，形成络合物，蓝色腐蚀物即是证明。

（3）洗油含水高，是氨气和弱酸性气体与水结合，给腐蚀提供氧化剂。

措施：（1）减少煤气中的含氨量，使塔后煤气含氨由原来的1g降至0.05g以下。（2）使贫油上塔温度高于煤气温度2-8℃，夏季高2-10℃，冬季高0-2℃。（3）使煤气中的饱和水蒸汽不致于因温度降低而冷凝下来进入洗油中。（4）坚持管式炉后过热蒸汽温度达到350℃以上，蒸汽总管压力低于0.2Mpa时禁止给脱苯塔供蒸汽，这样就避免了因蒸汽压力低而造成在脱苯塔内冷凝进入贫油中。（5）严格控制进厂洗油含水量，采取车顶部和底部两次取样化验，保证洗油的质量。（6）对于高温管段用不锈钢代替碳钢，比如将贫富油换热器材料碳钢改为不锈钢，延长设备使用寿命

（7）加强脱苯塔操作控制，减少贫富油含水量。（8）加强油水分离器的操作，防止油水分离不清，使油含水量增加。（9）对于换热设备和管线要严格执行定期检查和清洗制度。

45、为什么精馏段的第二层塔板和最下一层塔板为断塔板？

答：以便将塔板上混有冷凝水的液体引到油水分离器，将水分离后再回到塔内下层塔板，以免影响精馏操作

46、为什么要求洗油的含萘量小于15%，苊不大于5%？

答：萘熔点80℃，苊熔点95.3℃，在常温下易析出结晶

47、煤气终冷为什么不直接将煤气冷到25℃左右，而是采用多段循环冷却方法将煤气由55℃分步冷却到25℃？

答：萘的露点为30-35℃，直接将55℃煤气冷却到25℃，由于煤气中萘含量较高，会析出固体萘，堵塞冷却设备。而采用分步冷却法，可以在较高温度下将煤气中的萘吸收降低到很低的含量，再冷却到25℃，不会析出固体萘而堵塞终冷设备。

48、循环洗油析出结晶物的原因及采取的措施？

原因：（1）洗油中析出苊（2）循环洗油中萘的流失导致苊结晶的析出

措施：（1）保证洗油质量及萘含量（2）提高回流量，控制塔顶温度不超过92℃（3）降低管式炉后富油温度10℃，适当增加蒸汽流量，使过热蒸汽温度不超过420℃

49、冬季粗苯工段应做好哪些防护措施？

50、脱苯塔在一定条件下操作时，试问将加料口向上移动两层塔板，此时塔顶和塔底产品组成将有何变化？为什么？

答：塔顶产品中轻组分降低，重组分增加；塔底产品中轻组分增加，重组分降低。原因是将加料口向上移动两层塔板意味着减少了精馏段高度，使质量下降。

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