丙烯—丙烷板式精馏塔设计-1.doc

过程工艺与设备课程设计
丙烯——丙烷精馏塔设计
课程名称： 　 化工原理课程设计　 　
班　 级: 　　 　 　 　　
姓 名　： 　　 　　　 　
　 学 　 号 : 　 　　 　 　 　　 　 　
指导老师: 　 　 　 　　 　 　 　 　
完成时间：　 　　 　 　　　 　 　　 　
前 言
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计与控制方案共7章。
　说明中对精馏塔得设计计算做了详细得阐述，对于再沸器、辅助设备与管路得设计也做了正确得说明。
　 鉴于设计者经验有限,本设计中还存在许多错误,希望各位老师给予指正
感谢老师得指导与参阅！
目录
第一节：标题　丙烯—丙烷板式精馏塔设计
第二节:丙烯—丙烷板式精馏塔设计任务书
第三节:精馏方案简介
第四节：精馏工艺流程草图及说明
第五节:精馏工艺计算及主体设备设计
第六节：辅助设备得计算及选型
第七节:设计结果一览表
第八节:对本设计得评述
第九节：工艺流程简图
第十节：参考文献
第一章 任务书
设计条件
1、 工艺条件:
饱与液体进料
进料丙烯含量 (摩尔百分数)。
塔顶丙烯含量
釜液丙烯含量
总板效率为0、６
2、 操作条件：
塔顶操作压力1、６2MＰa（表压）
加热剂及加热方法：加热剂——热水
加热方法—-间壁换热
冷却剂：循环冷却水
回流比系数:Ｒ/Ｒｍin=1、2　
3、塔板形式:浮阀
4、处理量：F=50kml／ｈ
5、安装地点:烟台
６、塔板设计位置:塔顶
安装地点:烟台。
处理量：64kmol/h
产品质量:进料　6５％
塔顶产品 98%
塔底产品 <2%
１、工艺条件:丙烯-丙烷
饱与液体进料
进料丙烯含量 　65％　(摩尔百分数)
ﻫ塔顶丙烯含量　 98%
釜液丙烯含量　 　 　 ＜2％
总板效率为0、6
2、操作条件:
塔顶操作压力1、62ＭPa（表压)　
加热剂及加热方法:
加热剂——热水
加热方法-—间壁换热
冷却剂:循环冷却水
回流比系数：１、2　1、４ 1、6
３、塔板形式：浮阀
4、处理量:F=6４kｍl/h
５、安装地点:烟台
６、塔板设计位置：塔顶
第二章　 精馏过程工艺及设备概述
精馏就是分离液体混合物最常用得一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用，精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触与分离，利用液相混合物中各组分挥发度不同,使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分得分离，该过程就是同时传热，传质得过程。为实现精馏过程,必须为该过程提供物流得贮存,输送，传热，分离，控制等得设备,仪表。
1、精馏装置流程
原料（丙烯与丙烷得混合液体)经进料管由精馏塔中得某一位置(进料板处）流入塔内，开始精馏操作;当釜中得料液建立起适当液位时,再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。将塔顶蒸汽凝液部分作为塔顶产品取出,称为馏出物.另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底得上升蒸汽多次逆向接触与分离.当流至塔底时,被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。
２，、工艺流程
(1）物料得储存与运输
精馏过程必须在适当得位置设置一定数量不同容积得原料储罐，泵与各种换热器,以暂时储存,运输与预热（或冷却)所用原料，从而保证装置能连续稳定得运行.
(2）必要得检测手段
为了方便解决操作中得问题，需在流程中得适当位置设置必要得仪表，以及时获取压力，温度等各项参数.
　另外，常在特定地方设置人孔与手孔,以便定期得检测维修.
（3)调节装置
由于实际生产中各状态参数都不就是定值，应在适当得位置放置一定数量得阀门进行调节，以保证达到生产要求,可设双调节，即自动与手动两种调节方式并存，且随时进行切换。
３、设备简介及选用
精馏塔选用浮筏塔，配以立式热虹吸式再沸器。
（1）精馏塔
精馏塔就是一种圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置没有进料板。本设计为浮筏塔,它已广泛得应用于精馏,吸收,解吸等过程。其主要特点就是在塔板得开孔上装有可浮动得浮筏，可以根据气体或液体得大小上下浮动，自动调节。
（2)再沸器
再沸器得作用就是将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内汽液两相间接触传质得以进行.本设计采用立式热虹吸式再沸器，它就是一垂直放置得管壳式换热器。液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化,由在壳程内得载热体供热。
第三章 　 精馏塔工艺设计
第一节 设计条件
1、 工艺条件：
饱与液体进料,进料丙烯含量 （摩尔百分数).
塔顶丙烯含量 ,釜液丙烯含量 ，总板效率为0、6。
2、操作条件:
(1）塔顶操作压力１、62ＭPa（表压）
加热剂及加热方法：加热剂——热水
加热方法-—间壁换热
冷却剂：循环冷却水
回流比系数:Ｒ/Ｒｍiｎ＝１、2
3、塔板形式：浮阀
4、处理量：F=５0kml/ｈ
5、安装地点：烟台
6、塔板设计位置：塔顶
　　　 　 　 　 第二节 精馏过程工艺计算
1、全塔物料衡算
　 qｎDh+qnＷｈ=qｎFh 　
　　 qnDｈｘd+qｎＷhｘw＝qnFhｘf
解得： ｑｎDh ＝32、８1kmｏｌ／h ； 　 　qnＷh＝17、１9kmol/h
2、塔顶、塔底温度确定
①、塔顶压力Pｔ=１62０+１0１、３25＝172１、３２５KPa;
假设塔顶温度Ttｏ=３１6Ｋ 　 经泡点迭代计算得塔顶温度Tt＝31６、1４5K
查P－Ｔ-K图 得KＡ、ＫB　因为ＹA＝0、9８

结果小于10－３.
所以假设正确，得出塔顶温度为316、１45.用同样得计算，可以求出其她塔板温度.
α1=KA/ＫＢ=１、15
②、塔底温度
设NT=120(含塔釜)则NP=（NT-1）／0、6 =1９8
按每块阻力降100液柱计算 pＬ＝470ｋg／m3
则Ｐ底=Ｐ顶+120×100×9、８÷1000　＝１838、925KＰa
假设塔顶温度Tto=3２4K　 经泡点迭代计算得塔顶温度T=324、37K
查P—T－K图 得KA、ＫB　因为XA=０、02

结果小于10－3。
所以假设正确,得出塔顶温度为3２４、３7。用同样得计算,可以求出其她塔板温度。
α2＝KＡ/KB=１、１16
所以相对挥发度α=（α1＋α2）/２=1、133
3、回流比计算
泡点进料：q=1　
ｑ线：x=xf = 65％

代入数据，解得 xe=０、65；ye=0、67７；
Ｒ=1、2Rｍｉn=１３、47

ﻩ=62、33
（1） 精馏塔得物料衡算；
(2) 塔板数得确定:
（３) 精馏塔得工艺条件及有关物件数据得计算;
(4）　精馏塔得塔体工艺尺寸计算;
(5） 塔板主要工艺尺寸得计算;
（6） 塔板得流体力学验算：
（7) 塔板负荷性能图；
(8) 精馏塔接管尺寸计算；
（9） 绘制生产工艺流程图；
（10)　绘制精馏塔设计条件图；
（1１） 对设计过程得评述与有关问题得讨论。
设计方案得确定及工艺流程得说明
原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至84℃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至2５℃后送至产品槽；塔釜
采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。
第四节:精馏工艺流程草图及说明
一 、流程方案得选择
1. 生产流程方案得确定：
原料主要有三个组分：C2°、C３＝、C３°，生产方案有两种:(见下图A,B）如任务书规定：
　　　　 Ｃ2° 　 C3＝ 　　 C3° 　 iC４° 　 　iC4= 　 ∑
W%　 　5、00　　 73、20 ２０、80 　 0、52 0、48　 1００
图（A）为按挥发度递减顺序采出，图(B）为按挥发度递增顺序采出.在基本有机化工生产过程中,按挥发度递减得顺序依次采出馏分得流程较常见。因各组分采出之前只需一次汽化与冷凝，即可得到产品。而图(B)所示方法中，除最难挥发组分外。其它组分在采出前需经过多次汽化与冷凝才能得到产品,能量（热量与冷量）消耗大.并且,由于物料得内循环增多，使物料处理量加大，塔径也相应加大，再沸器、冷凝器得传热面积相应加大，设备投资费用大,公用工程消耗增多，故应选用图（Ａ)所示得就是生产方案。
2、工艺流程分离法得选择：
在工艺流程方面，主要有深冷分离与常温加压分离法。脱乙烷塔,丙烯精制塔采用常温加压分离法。因为C２，C3在常压下沸点较低呈气态采用加压精馏沸点可提高，这样就无须冷冻设备,可使用一般水为冷却介质,操作比较方便工艺简单，而且就精馏过程而言,获得高压比获得低温在设备与能量消耗方面更为经济一些，但高压会使釜温增加，引起重组分得聚合,使烃得相对挥发度降低,分离难度加大。可就是深冷分离法需采用制冷剂来得到低温,采用闭式热泵流程,将精馏塔与制冷循环结合起来，工艺流程复杂。综合考滤故选用常温加压分离法流程.
二、　 工艺特点：
1、 脱乙烷塔:根据原料组成及计算：精馏段只设四块浮伐　　 　 塔板，塔顶采用分凝器、全回流操作
2、 丙烯精制塔：混合物借精馏法进行分离时它得难易程度取决于混合物得沸点差即取决于她们得相对挥发度丙烷－丙烯得沸点仅相差５—6℃所以她们得分离很困难,在实际分离中为了能够用冷却水来冷凝丙烯得蒸气经常把Ｃ3馏分加压到20大气压下操作，丙烷－丙烯相对挥发度几乎接近于1在这种情况下，至少需要12０块塔板才能达到分离目得。建造这样多板数得塔，　高度在４５米以上就是很不容易得,因而通常多以两塔串连应用，以降低塔得高度。
三、操作特点:
１、 压力:采用不凝气外排来调节塔内压力，在其她条件不变得情况下，不凝气排放量越大、塔压越低：不凝气排放量越小、塔压越高。正常情况下压力调节主要靠调节伐自动调节.
　　　 2、塔低温度：恒压下，塔低温度就是调节产品质量得主要手段，釜温就是釜压与物料组成决定得,塔低温度主要靠重沸器加热汽来控制。当塔低温度低于规定值时，应加大蒸汽用量以提高釜液得汽化率塔低温度高于规定值时,操作亦反。
四、改革措施：
丙烯精制塔顶冷却器由四台串联改为两台并联，且每台冷却器设计时采用得材质较好,管束较多，传热效果好。
五、设想：　　 　 若本装置采用DCＳ控制操作系统，这样可以使操作
者一目了然，可以达到集中管理,分散控制得目得。能够使信息反馈及时,使装置平稳操作，提高工作效率。为了降低能耗丙烯塔可以采用空冷　.
第五节：精馏工艺计算及主体设备设计
精馏塔得工艺设计计算,包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸得设计计算,塔板得布置，塔板流体力学性能得校核及绘出塔板得性能负荷图。
1 物料衡算与操作线方程
通过全塔物料衡算,可以求出精馏产品得流量、组成与进料流量、组成之间得关系。物料衡算主要解决以下问题：
(1）根据设计任务所给定得处理原料量、原料浓度及分离要求(塔顶、塔底产品得浓度)计算出每小时塔顶、塔底得产量；
（2）在加料热状态q与回流比R选定后,分别算出精馏段与提馏段得上升蒸汽量与下降液体量；
（３）写出精馏段与提馏段得操作线方程,通过物料衡算可以确定精馏塔中各股物料得流量与组成情况,塔内各段得上升蒸汽量与下降液体量，为计算理论板数以及塔径与塔板结构参数提供依据.
通常，原料量与产量都以kg／h或吨／年来表示，但在理想板计算时均须转换为kmｏｌ/ｈ。在设计时，汽液流量又须用ｍ3／s来表示。因此要注意不同得场合应使用不同得流量单位.
2、塔物料衡算
Ｆ=Ｄ+W
FＸf＝DXD+ＷXw
则代入数据为６４=D+W
　 　 　 　 64＊６５％=D*98％+Ｗ＊2%
解得D=4２、09３75kmol/h,W＝21、9062５kmol/ｈ
塔内气、液相流量
精馏段:L=ＲD,V=L+D
提留段：L’＝L+F， 　Ｖ’=V
3、热量衡算
再沸器热流量:qr=V’rv
再沸器加热蒸汽质量流量：Ｇr＝Qr/ｒR
冷凝器热流量:Qc=Vrv
冷凝器冷却剂得质量流量:Gｃ=Ｑc/Cv（t１-t2）
塔板数得计算
相对挥发度
利用试差法求相对挥发度

表压P=1620kpａ,则塔顶绝压Ptoｐ=1、６2＋0、１0１325=１、721３２5kpa
LnPＡ’＝15、７0２7－1８0７、53/３16、１-2６、1５
PA’＝12948、4８mmHｇ＝１726、373kpa
同理得PB’=１0830、29mmＨg=1４４3、921kpａ
Y A=Ｐ—PＢ’/（ＰA’－PＢ’)=0、982
KA=PA’／Ｐ=1、002933
ＸA=y Ａ/ＫＡ＝０、982/1、0０２93３=０、977
同理得y Ｂ=0、０２,ＫB＝０、83８842，XＢ=ｙ　B/ＫB=０、０２4
∑Ｘ=y A／KＡ+y　Ｂ/KB=1、0００97７
∑ｙ—1=1、000977－１＝0、0０0９７7〈０、001，符合要求
故塔顶温度Ｔtop=31６、１K
塔顶挥发度阿ａ　AB=KA/KB＝1、00293３/0、838842=1、195６
1. 塔底挥发度a’ＡB
由xｎ=yn／［ａ-(a-1)yn]得,ｘｎ=０、９7618
查资料得表如下：

液相组分质量分数为WA=0、９7５０7，WB=０、02493
塔顶液相密度为471、2535kg／m３
气相密度为28、０3ｋｇ/m3
设理论塔板数位NT＝15０，设每块塔板上得压降为1０0ｍm液柱。
经计算得latm=2１、94mm液柱
塔底压力P＝Ptop＋NＴ＊１00mm=1７９0、599kpａ
设塔底温度为3２6、0K
由lnPA’=A—B/（T+C）得，　 lnPA'＝15、7027—18０7、53/(326、０—26、15)
PA’=１59０８，1４mmHg=21２0、9１kpa
同理得ＰB’＝133８5、０6mmHｇ＝１7８4、527kpa
所以XA＝P-ＰB’/PＡ'—PB’=0、９96609,　　ｙ Ｂ=０、9766７7
所以，塔底温度为３２6、0K
a　AB=KA／KB＝１、18４47／０、9９66０９＝1、18８5

2. 计算回流比R
由相平衡方程ｙe=a ｘe/[1＋（a－1)xｅ］与q线方程q=1，
计算得xe＝０、6５时，ye=0、68８8
Rmｉn=XＤ-ye/ye－xe=７、496
则R=1、２，Ｒmin=8、9９
3. 计算精馏段操作方程
　 　 精馏段操作线方程yn+1＝R/R+１＊ｘｎ+XＤ/R＋1
代入数据得该精馏操作方程为ｙn+１=０、9000ｘn＋0、09８1
4. 计算塔板数
经过模拟计算得
所需理论板数为NT＝95
理论进料板位置Nf＝4４
已知总办效率为EＴ＝0、6
进料板位置Ｎf/0、6=7３
所以实际塔板数为Np＝（NT—1）/ET=（95－1)/０、6=１5５
实际塔板数与初设塔板数1５0比较接近，故所设值比较合理。
5. 塔径计算
两相流动参数＝Ls／Ｖs＊√(p１/ｐv)=0、2195
设间距Ht=0、45m，查图知Ｃ2０=0、０6２
气体负荷因子C＝Ｃ20（ó/2０）{0、2方}=0、0465
液泛气速Uf=C√（ｐ L—pｖ/pv)=0、18５0／s
u/Uf=0、6４，则u=0、1184ｍ／ｓ
则流道截面积A＝Ｖs/u=1、3８49　ｍ2
孔隙率Ad／Aｔ=0、10,A/Aｔ=１—Ａd/Ａｔ=０、9０
则Ａｔ=1、4096／0、90=1、５６32
塔径D＝√(4Aｔ／)＝1、4m
查表知D=1、4,Hｔ=0、4５,与设得吻合，则合理。
6. 塔高计算
实际板数为1５５,塔有效高度Z＝0、45*155＝６9、75m
釜液流出量W=２1、90６２５kom/ｈ=107２、0８ｋg/h＝０、２9７８kg/s
则釜液高度
△ Z=4Ｗ／（＊D*D) =０、28m
１43块塔板,共设８个人孔，每个人孔处板间距增大2０0mm
进料板板间距增大１00ｍm裙坐取3m
塔顶与釜液上方气液分离高度取1、5m
塔顶与釜液上方气液分离空间高度均取1、5m
总塔高Z=69、75+0、2８＋０、1+8*０、2＋1、5*2＝７4、７3m
7. 溢流装置设计计算
弓形降液管所占面积Ａd=Ａt-A=0、15３86
Lw/D=0、73，
降液管宽度Bd＝D（1－√［1— （Lw/d)* (Ｌｗ／d)］）/2＝0、2２16m
取底隙h＝0、45ｍ
确定堰长Ｌw=D＊0、73=1、4＊0、７3=１、0２２m
堰上液头高How=2、84＊０、001E(Lh/Lw)2／3=0、0２8m>６mm
满足E取1得条件
取Ｈｗ=0、0５ｍ，清夜层高度Hl由选取得堰高Hｗ确定
Ｈl＝Hw+Hｏw=０、05+0、028=0、078ｍ
液流强度Lh/lｗ=３1、5９46/1、022=30、91<100
降液管底隙液体流速u=Ｌｓ/ｌwhb=０、1９1m/s<0、5ｍ/ｓ，符合要求
8. 塔板流动性能得校核

所得泛点率低于0、8，故不会产生过量得液沫夹带
计算干板阻力

由以上3个阻力之与求塔板阻力=0、１09m
12、塔板负荷性能图
１、过量液沫夹带线

2、液相下限线
Hｏw=2、8４*０、００１E(Lh/lw）2/3=0、006
取E=1，lw=１、022，Lh=3、07ｌw=3、14/ｈ
此为液相下限线
3、严重漏液线

3、液相上限线

4、精馏塔主体设备设计计算

4、1、再沸器
精馏塔底得再沸器可分为：釜式再沸器、热虹吸式再沸器及强制循环再沸器。
(1）釜式式再沸器
如图6—２(a)与（b)所示。（a）就是卧式再沸器,壳方为釜液沸腾，管内可以加热蒸汽。塔底液体进入底液池中，再进入再沸器得管际空间被加热而部分汽化.蒸汽引到塔底最下一块塔板得下面,部分液体则通过再沸器内得垂直挡板,作为塔底产物被引出。液体得采出口与垂直塔板之间得空间至少停留8~1０分钟，以分离液体中得气泡。为减少雾沫夹带,再沸器上方应有一分离空间，对于小设备，管束上方至少有３0０ｍm高得分离空间，对于大设备,取再沸器壳径为管束直径得１、3~1、6倍。
(b）就是夹套式再沸器，液面上方必须留有蒸发空间，一般液面维持在容积得70%左右。夹套式再沸器,常用于传热面较小或间歇精馏中。
（2)热虹吸式再沸器
如图6-2(c）、（D）、（e)所示.它就是依靠釜内部分汽化所产生得汽、液混合物其密度小于塔底液体密度，由密度差产生静压差使液体自动从塔底流入再沸器，因此该种再沸器又称自然循环再沸器。这种型式再沸器汽化率不大于40％,否则传热不良.
(3）强制循环再沸器
如图6-2中（f)所示。对于高粘度液体与热敏性气体,宜用泵强制循环式再沸器,因流速大、停留时间短，便于控制与调节液体循环量.
原料预热器与产品冷却器得型式不象塔顶冷凝器与塔底再沸器得制约条件那样多，可按传热原理计算。 　　 　　　　 　　

图６-2　 再沸器得型式
４、2、管路尺寸得确定、管路阻力计算及泵得选择
接管直径
各接管直径由流体速度及其流量，按连续性方程决定,即：
　 　 　 　 　 　 　　 　 (6－７)式中：VS——流体体积流量，m3/　s;
u——流体流速，m/　s；
d——管子直径，m.
(1)塔顶蒸气出口管径ＤV 　 　　　　 　 　 　　 　 　
蒸气出口管中得允许气速UＶ应不产生过大得压降,其值可参照表6－1。
表6－1 蒸气出口管中允许气速参照表
操作压力(绝压）
　常压
１400～６０00Ｐa
＞6000 Pa
蒸汽速度/ｍ/s
12～20
30～50
50～７0
（2）回流液管径DＲ
冷凝器安装在塔顶时,冷凝液靠重力回流，一般流速为0、2～０、5m／s,速度太大，则冷凝器得高度也相应增加。用泵回流时，速度可取1、5～2、5ｍ／s。　 　 　 　　 　　 　　　
（3)进料管径dF
料液由高位槽进塔时，料液流速取０、4~０、8m/s.由泵输送时,流速取为1、5～2、５ m/s。
（４)釜液排除管径dＷ
釜液流出得速度一般取0、5～1、0m/s。
（５)饱与水蒸气管
饱与水蒸气压力在29５ｋＰa(表压）以下时,蒸气在管中流速取为2０~4０ｍ／ｓ；表压在７85 kPa以下时,流速取为4０～６0m／s;表压在2９50 kPａ以上时,流速取为80m/s.
加热蒸气鼓泡管
加热蒸气鼓泡管(又叫蒸气喷出器）若精馏塔采用直接蒸气加热时，在塔釜中要装开孔得蒸气鼓泡管。使加热蒸气能均匀分布与釜液中。其结构为一环式蒸气管，管子上适当得开一些小孔.当小孔直径小时，汽泡分布得更均匀。但太小不仅增加阻力损失,而且容易堵塞。其孔直径一般为5~１0mm，孔距为孔径得5～10倍。小孔总面积为鼓泡管横截面积得1、2~1、５倍,管内蒸气速度为20～25m／s。加热蒸气管距釜中液面得高度至少在０、６m以上，以保证蒸气与溶液有足够得接触时间。
离心泵得选择
离心泵得选择，一般可按下列得方法与步骤进行：
　(１）确定输送系统得流量与压头　　 液体得输送量一般为生产任务所规定,如果流量在一定范围内波动，选泵时应按最大流量考虑。根据输送系统管路得安排，用柏努利方程计算在最大流量下管路所需得压头。
（2）选择泵得类型与型号 首先应根据输送液体得性质与操作条件确定泵得类型，然后按已确定得流量Qｅ与压头He从泵得样本或产品目录中选出合适得型号.显然,选出得泵所提供得流量与压头不见得与管路要求得流量Qe与压头Hｅ完全相符，且考虑到操作条件得变化与备有一定得裕量，所选泵得流量与压头可稍大一点,但在该条件下对应泵得效率应比较高，即点(Ｑｅ、He)坐标位置应靠在泵得高效率范围所对应得H-Q曲线下方.另外，泵得型号选出后，应列出该泵得各种性能参数。
（３）核算泵得轴功率　　若输送液体得密度大于水得密度时，可按核算泵得轴功率。
第六节:辅助设备得计算及选型
精馏装置得主要附属设备包括蒸气冷凝器、产品冷凝器、塔底再沸器、原料预热器、直接蒸汽鼓管、物料输送管及泵等。前四种设备本质上属换热器,并多采用列管式换热器,管线与泵属输送装置。下面简要介绍。
回流冷凝器
按冷凝器与塔得位置，可分为：整体式、自流式与强制循环式。
（1)整体式
如图6-1（a）与(b）所示。将冷凝器与精馏塔作成一体。这种布局得优点就是上升蒸汽压降较小，蒸汽分布均匀，缺点就是塔顶结构复杂，不便维修，当需用阀门、流量计来调节时,需较大位差，须增大塔顶板与冷凝器间距离，导致塔体过高。
该型式常用于减压精馏或传热面较小场合.
　 　 　　 　 　 图6—1　 冷凝器得型式
（２）自流式
如图6-1（c)所示。将冷凝器装在塔顶附近得台架上，靠改变台架得高度来获得回流与采出所需得位差。
(3)强制循环式
如图6-1(Ｄ)、（e）所示。当冷凝器换热面过大时，装在塔顶附近对造价与维修都就是不利得,故将冷凝器装在离塔顶较远得低处，用泵向塔提供回流液。
需指出得就是,在一般情况下,冷凝器采用卧式,因为卧式得冷凝液膜较薄,故对流传热系数较大,且卧式便于安装与维修.
管壳式换热器得设计与选型
管壳式换热器得设计与选型得核心就是计算换热器得传热面积，进而确定换热器得其它尺寸或选择换热器得型号。
、1流体流动阻力（压强降)得计算
（1)管程流动阻力
管程阻力可按一般摩擦阻力公式求得。对于多程换热器,其阻力ΣΔpi等于各程直管阻力、回弯阻力及进、出口阻力之与。一般情况下进、出口阻力可忽略不计,故管程总阻力得计算式为
　 　　 　 　 　 　 　　 　 　 　　 (６—1）
式中 ΔＰ１、ΔＰ2——分别为直管及回弯管中因摩擦阻力引起得压强降,Ｐａ；
Ft——结垢校正因数,对Φ２5mm×２、5ｍm得管子取１、４;对Φ19mm×2mm得管子取1、5;
NP—-管程数；
Ns——串联得壳程数。
上式中直管压强降ΔＰ1可按第一章中介绍得公式计算;回弯管得压强降ΔＰ2由下面得经验公式估算，即
　 　 　　　　 　 　 　　 　　 　　　　（6-２)
（2)壳程流动阻力
　壳程流动阻力得计算公式很多,在此介绍埃索法计算壳程压强降ΔP0得公式,即
　 　 　 　　 　 　 　 （６-3)
式中 　ΔP1'-—流体横过管束得压强降，Pa;
ΔＰ2’——流体通过折流板缺口得压强降,Pａ;
FＳ——壳程压强降得结垢校正因数；液体可取1、15，气体可取1、0。
　 　　 　 （6-４)
式中 Ｆ-—管子排列方法对压强降得校正因数,对正三角形排列F=０、5，对转角三角形为０、4,正方形为０、3；
f0——壳程流体得摩擦系数；
Nｃ -—横过管束中心线得管子数;Nｃ值可由下式估算：
管子按正三角形排列： 　 　 　 　 　 　 　(6—５)
管子按正方形排列： 　 　 　 　 　 (6—6）
式中 n-—换热器总管数。
ＮB——折流挡板数;
ｈ——折流挡板间距;　
ｕ0——按壳程流通截面积A0计算得流速，m／s,而A0=h（D—nｃd０）。
２管壳式换热器得选型与设计计算步骤
(1)计算并初选设备规格
a．确定流体在换热器中得流动途径
b.根据传热任务计算热负荷Q.
ｃ.确定流体在换热器两端得温度，选择列管换热器得形式；计算定性温度，并确定在定性温度下得流体物性.
d。计算平均温度差,并根据温度差校正系数不应小于0、８得原则，决定壳程数.
e．依据总传热系数得经验值范围，或按生产实际情况,选择总传热系数K值。
f.由总传热速率方程Q　= ＫSΔｔm,初步计算出传热面积S,并确定换热器得基本尺寸（如D、L、n及管子在管板上得排列等）,或按系列标准选择设备规格。
（2)计算管程、壳程压强降
　 根据初定得设备规格，计算管程、壳程流体得流速与压强降。检查计算结果就是否合理或满足工艺要求。若压降不符合要求，要调整流速，在确定管程数或折流板间距,或选择另一规格得换热器,重新计算压强降直至满足要求为止。
（3）核算总传热系数
计算管程、壳程对流传热系数，确定污垢热阻Rsi与Rso，在计算总传热系数K’，比较Ｋ得初设值与计算值,若K’ ／Ｋ=1、15～1、25,则初选得换热器合适。否则需另设K值,重复以上计算步骤。
第七节:设计结果一览表
1、操作条件及物性系数
操作压力： 　　 　 塔顶 1、６2MPａ 塔底1、6９　MPa
操作温度： 　 　 　 塔顶 塔底
名　 称
数　 　值
塔顶气相密度
２8、03ｋg/m3
塔顶液相密度
47１、25３５ｋｇ／m3
气相体积流量
59０、３7９
液相体积流量
31、595
塔顶液相表面张力
4、761
2、 塔板主要工艺尺寸水力学核算

第八节：对本设计得评述
作为本学期难得得一次大型作业报告,我个人而言,收获良多,首先就是瞧到了自己得不足,例如一些以前学习过得内容能够得到复习,毕竟差不多一年过去了,CAＤ课程内容所教授得内容，许多都已经不记得了，通过这次大型课题报告，让我们重新学习与掌握CAD课程。而且由于类似这种大型作业报告，需要考虑多方面得问题，必须多方面考虑周全，所以这次作业，也让我在做事方面想得更加周全，面面俱到,这对于我们这些学生而言,就是非常难得得。
本人参照了指导老师给我们得指导资料，并参考了其她学长得个人设计格式,查阅了较多得关于本专业得相关资料文献，花费了不少得时间勉强完成了这个设计方案,但由于个人专业知识缺乏与时间上比较仓促,所以未能完成得很好.
通过这次课程设计使我充分理解到化工原理课程得重要性与实用性,更特别就是对精馏原理及其操作各方面得了解与设计，对实际单元操作设计中所涉及得个方面要注意问题都有所了解.通过这次对精馏塔得设计,不仅让我将所学得知识应用到实际中，而且对知识也就是一种巩固与提升充实。在老师与同学得帮助下,及时得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得知识,同时也提高了自己得实际动手与知识得灵活运用能力.
至此,对于里面一些不当得操作及数据,我总结出了以下原因：
1、 物料平衡得影响与制约
根据精馏塔得总物料衡算可知，不能任意增减，否则进、出塔得两个组分得量不平衡,必然导致塔内组成变化，操作波动，使操作不能达到预期得分离要求。
2、 塔顶回流得影响
回流比就是影响精馏塔分离效果得主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品得质量.
3、 进料热状况得影响
当进料状况(xF与q）发生变化时,应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况,保证在精馏塔得适宜位置进料.如进料状况改变而进料位置不变,必然引起馏出液与釜残液组成得变化。
4、 塔釜温度得影响
釜温就是由釜压与物料组成决定得。精馏过程中，只有保持规定得釜温，才能确保产品质量。因此釜温就是精馏操作中重要得控制指标之一。
5、操作压力得影响
塔得压力就是精馏塔主要得控制指标之一。在精馏操作中，常常规定了操作压力得调节范围。塔压波动过大,就会破坏全塔得气液平衡与物料平衡,使产品达不到所要求得质量。
第九节：工艺流程简图

第十节:参考文献
《塔得工艺计算》,石油化工工业部石油化工规划设计院编写,198１年,石油工业出版社出版。
姚玉英主编,《化工原理》上、下册,天津大学化工原理教研室编,1995年８版,天津科学技术出版社出版。
《化学工程手册》第13篇,气液传质设备，《化学工程手册》编辑委员会编写，１９84年，化学工业出版社出版.
长江大学付家新主编《化工原理课程设计》；
天津大学化工原理教研室编《化工原理课程设计》。