乙醇和正丙醇物系分离系统设计方案
1 绪论
目前研究最为热门的精馏塔可算是填料塔，也是取得许多成果的领域。规整填料及各种高效填料开发成功后，在工业上的应用范围逐步扩大，打破了填料只适用于小塔的概念，而且在减压和常压精馏场合呈现出了取代板式塔的趋势，尤其是在老塔的扩充改造中。
板式塔是目前最主要的精馏塔塔型，对它的研究一直长盛不衰。筛板塔和浮阀塔成功取代泡罩塔是效益巨大的成果，板式塔的设计已达到较高的水平，结果比较可靠。具有各种特点的新型塔板的开发研究不断展开。
随着筛板塔泡罩塔的不断改进，浮阀塔产生了，它结合了两者的优点有具有自己的特点。本设计中我们选用浮阀塔，浮阀塔具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。但在设计中使用不当，会引起阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。由于浮阀塔的上述优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，为减少对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制突起的斜台状，这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。浮阀塔多用不锈钢板或合金。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。本设计是采用浮阀塔板连续精馏分离乙醇和正丙醇的混合溶液，由于浮阀塔的研究比较成熟，因此本设计的结果有较高的可信度。
2 设计方案说明
2.1设计方案的确定
2.1.1装置流程的确定
装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等特点，适合原料处理量大且需获得组成一定的产品的混合物的分离，工业生产中以连续蒸馏为主。因此本设计中采用连续精馏。
由于乙醇-正丙醇物系可以用循环水作冷却介质，减少冷却费用。有必要时可以考虑余热的利用。譬如，用原料液作为塔顶产品冷却器的冷却介质，即可将原料预热，又可节约冷却介质。
塔顶冷凝器采用全凝器，以便准确地控制回流比。
2.1.2操作压力的选择
蒸馏过程按操作压力不同，分为常压蒸馏、减压蒸馏和加压蒸馏。一般除热敏性物系外，凡通过常压蒸馏能够实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的物系，都应采用常压蒸馏。所以本设计中的操作压力采用常压。
2.1.3进料热状况的选择
蒸馏操作有5种进料热状况，进料热状况不同，影响塔内各层塔板的气液相负荷。工业上多采用接近泡点的液体进料和泡点进料。故本次设计采用泡点进料。
2.1.4加热方式的选择
由于在低浓度下轻组分的相对挥发度较大时，宜采用直接式加热。其优点是可以利用压力较低的加热蒸汽以节省操作费用，并省掉间接加热设备。故本设计采用再沸器加热塔釜料液。
2.1.5回流比的选择
回流比是精馏操作的重要工艺条件，其选择的原则是使设备费和操作费用之和最低。设计时应根据实际需要选定回流比，也可参考同类生产的经验选定
2.1.6换热器的选择
本设计选用U型管换热器，U型管换热器的每根管子可以自有伸缩，而与其他管子跟壳体无关，结构简便，质量轻，使用与高温高压场合。
2.2工艺流程图
2.2.1原料液的走向
注：1：F为进料液物流，组成为x F；
2：D为塔顶馏出液物流，组成为x D；
3：W为塔底釜液物流，组成为x W；
图2-1精馏工艺流程图2.2.2全凝器内物流的走向
图2-2 全凝器物流流程图 2.2.3再沸器内物流的走向
图2-3再沸器物流流程图3 塔板的工艺设计
3.1精馏塔全塔物料衡算
F:进料量（kmol/s ） F x :原料组成（摩尔分数，下同） D ：塔顶产品流量（kmol/s ） D x :塔顶组成 W:塔顶残液流量（kmol/s ） W
x :塔底组成
原料乙醇组成：%30.3060/7546/2546
/25=+=
F x
塔顶组成：%46.9860
/246/9846
/98=+=D x
塔底组成：%08.260
/4.9846/6.146/6.1=+=W
x 进料量：()[]s kmol F /03460.03600
2430060/25.0146/25.010500003=??-+??=
物料衡算式为：W D F +=
W
D F Wx Dx x +=F
联立代入求解：D=0.01013kmol/s ， W=0.02447kmol/s
3.2常压下乙醇-正丙醇气液平衡组成（摩尔）与温度关系
表3-1 气液平衡数据表
3.2.1温度
利用表1中数据差值法求
w
D F t t t 、、
温度C t 0
/
%
/%/y x 气相液相乙醇摩尔分数
温度C t o
/
%/%/y x 气相液相乙醇摩尔分数
97.20 0 0 89.60 0.325 0.494
96.54 90.12
0.025 0.300
0.048 0.465
78.66 78.31
0.975 1.0 0.988 1.0
300
.0303.012.90325.0300.060
.8912.90:
--=--F
F t t C t o F 06.90= 975.09846.066.781975.031
.7866.78:
--=
--D D t t C t o D 53.78= 0
0208.020.97025.0054.9620.97:
--=
--W W t t C t o W 65.96=
精馏段平均温度：C t t t o D F 30.842
53
.7806.9021=+=+=
提馏段平均温度：C t t t o W F 34.932
65.9606.9022=+=+=
表3-2 塔顶产品、塔底产品、进料液的摩尔组成及温度汇总
塔顶产品
塔底产品
进料液
D x = 0.9846 W x = 0.0208 F x = 0.303 D t =78.53C 0
W t =96.65C 0
F
t =90.06
C 0
3.2.2密度 已知：混合液密度：
平均相对分子质量）为质量分数，M (1
B B
A A L
αραραρ+=
混合气密度：0
04.22TP M
p T V =ρ
塔顶温度：C t o D 53.78= 气相组成988
.066
.7853.780.1988.031.7866.78:
--=--D D y y %25.99=D y
进料温度：C t o F 06.90= 气相组成：465
.012
.9006.90494.0465.060.8912.90--=--=
F F y y %83.46=F y
塔底温度：C t o W 65.96=
气相组成：0
20
.9765.96048.0054.9620.97--=--=W W y y %00.4=W y
（1）精馏段
液相组成2/)(:11F D x x x x += %38.641=x 气相组成2/)(:11F D y y y y += %04.731=y
所以 kmol kg M L /99.5060)6438.01(6438.0461=?-+?= kmol kg M V /77.4960)7304.01(7304.0461=?-+?= （2）提馏段
液相组成2/)(:22F W x x x x += %19.162=x 气相组成2/)(:22F W y y y y += %42.252=y
所以 kmol kg M L /733.5760)1619.01(1619.0462=?-+?= kmol kg M V /44.5660)2542.01(2542.0462=?-+?=
表3-3不同温度下乙醇和正丙醇的密度
温度t,℃
78.125 78.750 90.000 90.625 96.25 96.875 乙醇a ρ,3/kg m 735.0 734.3 722.4 721.7 715.6 714.9 正丙醇b ρ,3
/kg m
750.9
750.3
739.1
738.5
732.7 732.1
求得在度下的乙醇和正丙醇的密、、W F D t t t （kg/3m ）
C t F 006.90=
78
.73404
.73925
.013.72225.01
04.7395.738625
.9006.901.7395.73890625.903.7227
.721625
.9006.904.7227.72190625.90=-+
=
=--=
--=--=
--F F
bF b aF a ρρρρρρ
86
.73451
.75098
.0155.73498.01
51..7503.75075
.7853.789.7503.750125.7875.7855.7343.73475
.7853.780.7353.734125.7875.7853.780=-+
=
=--=
--=--=
--=D D
bD bD aD aD D C
t ρρρρρρ 04
.73232
.732016
.0115.715016.01
32.7321.732875
.9665.967.7321.73225.96875.9615.7159.714875
.9665.966.7159.71425.96875.9665.96=-+
=
=--=
--=--=
--=W W
bW bW aW aW o W C
t ρρρρρρ 所以
42
.7332
78.73404.7322
82
.7342
86
.73478.73422
1=+=+==+=
+=
F W
L D
F L ρρρρρρ
kmol kg M M M kmol kg x x M
kmol
kg x x M kmol kg x x M LF LD L W W LW
F F LF D D LD /987.502
758
.55216.462/709.5960)1(46/758.5560)1(46/216.4660)1(461=+=+=
=?-+?==?-+?==?-+?=
mol
57.733kg/k 2
55.758
59.7092M M LF LW L2
=+=+=M kmol
kg M M M kmol kg M M M kmol
kg y y M kmol kg y y M kmol kg y y M VF VW V VF VD V W W VW F F VF D D VD /44.562
44.5344.592/77.492
44
.5310.462/44.5960)1(46/44.5360)1(46/10.4660)1(462
1=+=+==+=+=
=?-+?==?-+?==?-+?=
78
.12
96.160.1695
.1260.179.196.1)65.9615.273(4.2244
.5915.27360
.1)
53.7815.273(4.2210
.4615.27379
.1)
06.9015.273(4.2244
.5315.27321=+==+==+??==+??==+??=
V V VW VD VF ρρρρρ
3.2.3混合液体表面张力
r i n
i i m
x σσ∑=r 已知：
表3-4不同温度下乙醇和正丙醇的表面张力
名称
78.125
C 0
78.75
C 0
90.000
C 0
90.625
C 0
96.25
C 0
96.875
C 0
乙醇m mN a /,σ 17.42 17.36 16.29 16.23 15.69 15.62 丙醇
m mN b /,σ
19.19
19.14
18.24
18.19
17.73
17.68
求得在W F D t t t 、、下乙醇和正丙醇的表面张力（mN/m ）
41
.1754.19)9923.01(43.189923.0)1(16.1914.1975
.7853.7819.1914.19125.7875.7838.1736.1775
.7853.7842.1736.17125.7875.7853.780=?-+?=-+==--=
--=--=
--=bD D aD D D bD bD aD aD D x x C
t σσσσσσσ
64
.1781.18)4651.01(66.174651.0)1(235
.1819
.18625
.9006.9024.1819.1890625.9028.1623.16625
.9006.9029.1623.1690625.9006.90F 0=?-+?=-+==--=
--=--=
--=bF aF F F bF bF aF aF F x x C
t σσσσσσσ
66.1780.17)0259.01(61.160259.0)1(70.1768
.17875
.9665.9673.1768.1725.96875.9665.1562.15875
.9665.9669.1562.1525.96875.9665.96=?-+?=-+==--=
--=--=
--=bW W aW W W bW bW aW aW o W x x C
t σσσσσσσ
（1）精馏段的平均表面张力：525.172/)(1=+=D F σσσ （2）提馏段的平均表面张力：65.172/)(2=+=W F σσσ
3.2.4混合物的粘度
表3-5不同温度下乙醇和正丙醇的粘度
名称
83.75C 0
84.375C 0
93.125C 0
93.75
C 0
乙醇
s
mPa a ?,μ
0.405
0.401
0.354
0.351
正丙醇s mPa b
?,μ
0.596
0.590
0.507
0.502
s mPa s
mPa C
t b b a a .5907.059
.0375
.8430.84596.059.075.83375.84.4015.0401.0375
.8430.84405.0401.075.83375.8430.84111101=--=
--=--=
--=μμμμ
s
mPa s
mPa C
t b b a a o .5053.0502
.075
.9334.93507.0502.0125.9375.93.3530.0351.075
.9334.93354.0351.0125.9375.9334.9322222=--=
--=--=
--=μμμμ
（1)：精馏段粘度：
s
mPa x x b a .4689.0)6438.01(5907.06438.04015.0)
1(11111=-?+?=-+=μμμ
（2)提馏段粘度：
s
mPa x x b a .4806.0)1619.01(5053.01619.03530.0)
1(22222=-?+?=-+=μμμ
TOC \o "1-3" \h \u 一设计任务书.. PAGEREF _Toc7399 2 二塔板的工艺设计 (5) （一）设计方案的确定 (5) （二）精馏塔的物料衡算 (5) 1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (5) 2. 物料衡算 (6) (三)物性参数的计算 (6) 1.操作温度的确定 (7) 2. 密度的计算 (7) 3.混合液体表面张力的计算 (11) 4.混合物的粘度 (12) 5.相对挥发度 (13) (四)理论板数及实际塔板数的计算 (14) 1.理论板数的确定 (14) 2.实际塔板数确定 (18) (五)热量衡算 (18) 1.加热介质的选择 (18)
2. 冷却剂的选择： (19) 3.比热容及汽化潜热的计算 (19) (六)塔径的初步设计 (23) 1.汽液相体积流量的计算 (23) 2.塔径的计算与选择 (23) (七)溢流装置 (25) 1.堰长 (25) 2.弓形降液管的宽度和横截面积 (25) 3.降液管底隙高度 (26) 4.塔板分布 (26) 5. 浮阀数目与排列 (26) （八)汽相通过浮阀塔板的压降 (29) 1.精馏段 (29) 2.提馏段 (30) （九)淹塔 (30) 1.精馏段 (30) 2.提馏段 (31) （十)雾沫夹带 (31)
（十一)塔板负荷性能图 (32) 1.雾沫夹带线 (32) 2.液泛线 (34) 3.液相负荷上限线 (35) 4.漏液线 (35) 5.液相负荷下限线 (35) 三、塔总体高度计算 (38) 1.塔顶封头 (39) 2.塔顶空间 (39) 3.塔底空间 (39) 5.进料板处板间距 (40) 6.裙座 (40) 四、塔的接管 (40) 1.进料管 (40) 2.回流管 (41) 3.塔底出料管 (41) 4.塔顶蒸汽出料管 (41) 5.塔底蒸汽管 (42)
化工原理课程设计 分离乙醇-水混合物精馏塔设 计 学院：化学工程学院 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 时间： 2012年6月13日星期三 化工原理课程设计任务书 一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计 二、原始数据： a）原料液组成：乙醇 20 % 产品中：乙醇含量≥94% 残液中≤4% b）生产能力：6万吨/年 c）操作条件 进料状态：自定操作压力：自定 加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定 三、设计说明书内容： a）概述 b）流程的确定与说明 c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔） d) 塔径的计算 e）1）塔板结构计算； a 塔板结构尺寸的确定； b塔板的流体力学验算；c塔板的负荷性能图。 2）填料塔流体力学计算；
a 压力降； b 喷淋密度计算 f ）其它 （1） 热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算 （2） 冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔） （3） 除沫器设计 g ）料液泵的选型 h ）计算结果一览表 第一章 课程设计报告内容 一、精馏流程的确定 乙醇、水混合料液经原料预热器加热至泡点后，送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向沸热器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。 二、塔的物料衡算 (一) 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (二) 平均摩尔质量 (三) 物料衡算 总物料衡算 F W D =+ 易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+ 联立以上三式得 三、塔板数的确定 (一) 理论塔板数T N 的求取 根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图 乙醇—水气液平衡数据
实验五双液系的气液平衡相图 摘要： 本实验利用阿贝折射仪测定液体和蒸气的组成，并用折光率确定双组分体系的组成，绘制在一大气压下水——正丙醇双液系的气液平衡相图，从而确定其最低恒沸点温度及恒沸混合物的组成。 关键词： 双液系气液平衡相图最低恒沸点 Abstract： This experiment using abbe refraction analyzer to measure liquid and the composition of the steam, and determine the refractive index of the two components system composition, draw in a water-was propanol, atmospheric pressure double liquid gas and liquid of the department of equilibrium phase diagram, so as to determine the minimum constant boiling point temperature and the composition of the azeotropic mixture. Key-words： bi-liquid system gas-liquid equilibrium phase-graph lowest constant boiling point 前言： 一、实验原理 在常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。两液体若只能在一定比例范围内互相溶解，称为部分互溶双液系，若两液体能以任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。例如：苯－乙醇体系，正丙醇－水体系，环己烷—乙醇体系都是完全互溶双液系，苯－水体系则是部分互溶双液系。 液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。在一定的外压下，纯液体的沸点有确定的值。但对于双液系来说，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关，即与双液系中两种液体的相对含量有关。 双液系在蒸馏时具有另一个特点是：在一般情况下，双液系的气相组成和液相组成并不相同。因此原则上有可能用反复蒸馏的方法，使双液系中的两液体互相分离。 通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相、液相组成作图，所得图形称为双液系T－x相图，在一定温度下还可画出体系的压力P与组成的P－x关系图。完全互溶双液系在恒定压力下的气液平衡相图可分为三类： 如果溶液与拉乌尔定律的偏差不大，在T—x图上，溶液的蒸汽压和沸点介于A，B两纯组分蒸汽压及沸点之间，如甲苯-苯体系（图5－1）所示，为第一类。 实际溶液由于A—B两组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大的偏差。在T—X图上
北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012学年第一学期 学生姓名：谢威宁专业班级：09化工1班 指导教师：李青云工作部门：化工与材料学院 一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1.设计条件 生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算） 原料状态：苯含量40%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料； 分离要求：塔顶馏出液中苯含量99%（wt%）；塔釜苯含量2%（wt%）操作压力：100kPa 其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.9R m 2.具体设计内容和要求 （1）设计工艺方案的选定 （2）精馏塔的工艺计算 （3）塔板和塔体的设计 （4）水力学验算 （5）塔顶全凝器的设计选型 （6）塔釜再沸器的设计选型 （7）进料泵的选取 （8）绘制流程图 （9）编写设计说明书 （10）答辩
三、进度安排 时间设计安排 10.26—10.28 设计动员，下达任务书，查阅资料，拟定设计方案，方案论证，物性数据计算 10.28—11.11 工艺计算（物料衡算、确定回流比、计算理论板层数、实际板层数、实际进料板位置） 11.11—11.18 塔结构设计（物性数据的计算、塔径计算、塔结构尺寸的计算、水力学性能校验、负荷性能图及塔高的计算） 11.18—11.25 热量衡算；附属设备的选型和计算 11.25-12.02 绘制带控制点的工艺流程图（CAD图） 12.02—12.09 绘制带控制点的工艺流程图，（借图板和丁字尺，手工绘制图）12.09—12.16 编写设计说明书，答辩要求 2012.01.03 将说明书及图纸装订并提交 2012.1.4—1.5 答辩 四、基本要求 序号设计内容要求 1 设计工艺方案的选定精馏方式及设备选型等方案的选定和论证（包括 考虑经济性；工艺要求等）绘制简单流程图 2 精馏塔的工艺计算物料衡算，热量衡算，回流比、全塔效率、实际 塔板数、实际进料位置等的确定 3 塔板和塔体的设计设计塔高、塔径、溢流装置及塔板布置等 4 水力学验算绘制塔板负荷性能图 5 塔顶全凝器的设计选型计算冷凝器的传热面积和冷却介质的用量 6 塔釜再沸器的设计选型计算再沸器的传热面积和加热介质的用量 7 进料泵的选取选取进料泵的型号 8 绘图绘制带控制点的流程图（CAD和手工绘制） 9 编写设计说明书目录，设计任务书，设计计算结果，流程图，参 考资料等 10 答辩每班数不少于20人答辩 教研室主任签名： 2011年10 月14 日
题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间： 化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4) 1概述 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1流程简介 (7) 2.2工艺参数选择 (8) 3工艺计算 (8) 3.1物料衡算 (8) 3.2理论塔板数的计算 (8) 3.2.1查找各体系的汽液相平衡数据 (8) 如表3-1 (8) 3.2.2q线方程 (9) 3.2.3平衡线 (9) 3.2.4回流比 (10) 3.2.5操作线方程 (11) 3.2.6理论板数的计算 (11) 3.3实际塔板数的计算 (11) 3.3.1全塔效率ET (11) 3.3.2实际板数NE (12) 4塔的结构计算 (13)
实验五双液系的气—液平衡相图 一、实验目的 1、绘制在标准压力下乙醇-正丙醇体系的沸点组成图，并确定其恒沸点及恒沸组成; 2、熟练掌握测定双组分液体沸点的方法及用折光率确定二组分物系组成的方法; 3、掌握超级恒温槽、阿贝折射仪、气压计等仪器的使用方法。 二、实验原理 1、相图 任意两个在常温时为液态的物质混合起来组成的体系称为双液系。两种溶液若能按任意比例进行溶解，称为完全互溶双液系，如环已烷-乙醇、正丙醇-乙醇体系都是完全互溶体系。若只能在一定比例范围内溶解，称为部分互溶双液系，例苯-水体系。 在完全互溶双液系中，有一部分能形成理想液态混合物，如苯-甲苯系统，二者的行为均符合拉乌尔定律，但大部分双液系是非理想液态混合物，其行为与拉乌尔定律有偏差。 液体的沸点是指液体的蒸气压与外界压力相等时的温度。在一定外压下，纯液体的沸点有其确定值，但双液系的沸点不仅与外压有关，而且还与两种液体的相对含量有关。双液系两相平衡时的气相组成和液相组成并不相同。 通常用几何作图的方法将双液系的沸点对其气相和液相的组成作图，所得图形叫双液系的沸点T(或t)-组成(x)图，即T（或t）—x图。它表明了沸点与液相组成和与之平衡的气相组成之间的关系。 在恒定压力下，二组分系统气液达到平衡时，其沸点-组成（t-x）图分三类： (1)混合液的沸点介于A、B二纯组分沸点之间。这类双液系可用分馏法从溶液中分离出两个纯组分。如苯-甲苯系统，此时混合物的行为符合拉乌尔定律或对拉乌尔定律的偏差不大。如图5-1(a)所示。 (2）有最低恒沸点体系，如环已烷-乙醇体系，t—x图上有一个最低点，此点称最低恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大正偏差，如图5-1(b)所示。对于这类的双液系，用分馏法不能从溶液中同时分离出两个纯组分。 (3）有最高恒沸点体系，如氯仿-丙酮体系，t—x图上有一个最高点，此点称最高恒沸点，在此点相互平衡的液相和气相具有相同的组成，此时混合物的行为对拉乌尔定律产生最大负偏差，如图5-1(c)所示。对于这类的双液系，用分馏
化工原理课程设计 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间：2010、12、20-2011、1、6
化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4)
1概述 (5) 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1 流程简介 (7) 2.2 工艺参数选择 (8) 3 工艺计算 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)
（一）设计题目： 试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇 25% （质 量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于 94% ;残液中乙醇含量不 得高于0.1% ;要求年产量为17000吨/年。 （二）操作条件 塔顶压力4kPa （表压） 进料热状态自选 回流比自选 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa （表压） 单板压降W 0.7kPa 1) 2) 3) 4) 5) （三）塔板类型 自选 （四）工作日 每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 （五）设计内容 设计说明书的内容 精馏塔的物料衡算； 塔板数的确定； 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 塔板主要工艺尺寸的计算； 塔板的流体力学验算； 塔板负荷性能图； 精馏塔接管尺寸计算； 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 1、 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 2、 1) 2) 设计图纸要求： 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 绘制 精馏塔设计条件图（A2号图纸）。
目录 1. 设计方案简介??… 1.1设计方案的确定…… 1.2操作条件和基础数据.......... 2. ................................ 精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率.......... 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2.3物料衡算....... 3. .......................... 塔板数的确定 3.1 理论板层数Nr的求取…… 3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2) 3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3) 3.1.3 求操作线方程 (3) 3.1.4 图解法求理论板层数 (3) 3.2 塔板效率的求取……… 4 3.3 实际板层数的求取……… 4. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……… 4.1 操作压力计算……… 4.2 操作温度计算……… 4.3 平均摩尔质量的计算……… 4.4 平均密度的计算……… 4.4.1 气相平均密度计算……… 4.4.2 液相平均密度计算……… 4.5 液体平均表面张力计算 4.6 液体平均黏度计算…… 5. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算
一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1.设计条件 生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算） 原料状态：乙醇含量35%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料； 分离要求：塔顶馏出液中乙醇含量99%（wt%）；塔釜乙醇含量2%（wt%）操作压力：100kPa 其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.5R m 2.具体设计内容和要求 （1）设计工艺方案的选定 （2）精馏塔的工艺计算 （3）塔板和塔体的设计 （4）水力学验算 （5）塔顶全凝器的设计选型 （6）塔釜再沸器的设计选型 （7）进料泵的选取 （8）绘制流程图 （9）编写设计说明书 （10）答辩 三、进度安排
四、基本要求 教研室主任签名： 年月日 摘要 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等领域中被广泛应用。精馏是使易挥发组分进入气相，难挥发组分进入液相，从而使液体混合物分离。本次设计任务为处理25000吨/年的乙醇和正丙醇混合物。 浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。本设计通过物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核等一系列工作来设计一个具有可行性的合理的浮阀塔。 关键词浮阀塔乙醇正丙醇回流比
· 成绩 华北科技学院 化工原理课程设计 说明书 设计题目：分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计 姓名：熊先清 ` 专业：化学工程与工艺 班级：化工B091 学号： 4112 指导教师：高丽花李辰明 设计时间：2012年6月10日至2012年6月22日完成时间：2012年6月22日 评语： 目录 ] 目录错误!未定义书签。 一设计任务书错误!未定义书签。 二塔板的工艺设计错误!未定义书签。
（一）设计方案的确定错误!未定义书签。 （二）精馏塔的物料衡算错误!未定义书签。 1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数错误!未定义书签。 2.物料衡算错误!未定义书签。 (三)物性参数的计算错误!未定义书签。 ~ 1.操作温度的确定错误!未定义书签。 2.密度的计算错误!未定义书签。 3.混合液体表面张力的计算错误!未定义书签。 4.混合物的粘度错误!未定义书签。 5.相对挥发度错误!未定义书签。 (四)理论板数及实际塔板数的计算错误!未定义书签。 1.理论板数的确定错误!未定义书签。 2.实际塔板数确定错误!未定义书签。 ， (五)热量衡算错误!未定义书签。 1.加热介质的选择错误!未定义书签。 2.冷却剂的选择错误!未定义书签。 3.比热容及汽化潜热的计算错误!未定义书签。 4.热量衡算错误!未定义书签。 (六)塔径的初步设计错误!未定义书签。 1.汽液相体积流量的计算错误!未定义书签。 2.塔径的计算与选择错误!未定义书签。 ] (七)溢流装置错误!未定义书签。 1.堰长l W错误!未定义书签。 2.弓形降液管的宽度和横截面积错误!未定义书签。 3.降液管底隙高度错误!未定义书签。 (八)塔板分布、浮阀数目与排列错误!未定义书签。 1.塔板分布错误!未定义书签。 2. 浮阀数目与排列错误!未定义书签。 二、塔板的流体力学计算错误!未定义书签。 ~ （一）汽相通过浮阀塔板的压降错误!未定义书签。 1.精馏段错误!未定义书签。 2.提馏段错误!未定义书签。 （二）淹塔错误!未定义书签。 1.精馏段错误!未定义书签。 2.提馏段错误!未定义书签。 （三）雾沫夹带错误!未定义书签。 （四）塔板负荷性能图错误!未定义书签。 : 1.雾沫夹带线错误!未定义书签。 2.液泛线错误!未定义书签。
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 1.设计任务书 (3) 2.英文摘要前言 (4) 3.前言 (4) 4.精馏塔优化设计 (5) 5.精馏塔优化设计计算 (5) 6.设计计算结果总表 (22) 7.参考文献 (23) 8.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： 16000 （吨/年） 2．料液浓度： 40 （wt%） 3．产品浓度： 92 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99.99% 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 （某大学化学化工学院） 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, product 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.
化工原理课程设计任务书 1.设计题目： 常压连续筛板式精馏塔分离乙醇—正丙醇二元物系的设计。 2.原始数据及条件： 进料：乙醇含量0.5（摩尔分数，下同），其余为正丙醇，F=3400Kg/h,塔顶进入全凝器，塔板压降0.7Kpa。 分离要求：塔顶乙醇含量0.90；回收率为0.95；全塔效率0.55。 操作条件：塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R/Rmin=1.6 。 3.设计任务： （1）完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。（2）画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。 （3）写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
摘要 在本次任务中，根据化工原理课程设计的要求设计的是乙醇----丙醇连续浮阀精馏塔，除了要计算其工艺流程、物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算，以外，并对精馏塔的主要工艺流程进行比较详细的设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图。 本次设计选取回流比R=1.8Rmin=1.6×1.34=2.144应用图解法计算理论版数，求得理论塔板NT为12块（包括塔釜再沸器），第6块为进料板。设计中采用的精馏装置有精馏塔 ,冷凝器等设备,采用间接蒸汽加热，物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质. 塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。预热器采用管壳式换热器。用99.97℃塔釜液加热。料液走壳程，釜液走管程。本设计采用了筛板塔对乙醇-丙醇进行分离提纯，塔板为碳钢材料，通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。 关键字：乙醇-丙醇筛板塔物料衡算
化工原理课程设计 设计题目：6000t乙醇水分离精馏塔冷凝器的设计指导教师：郝媛媛 设计者：韦柳敏 学号： 1149402102 班级：食品本111班 专业：食品科学与工程 设计时间： 2014年6月15日
目录 1.设计任务书及操作条件 (2) 设计任务 (2) 设计要求 (2) 设计步骤 (2) 设计原则 (2) 2.设计方案简介 (3) 3．工艺设计及计算 (4) 确定设计方案 (4) 确定定性温度、物性数据并选择列管式换热器形式 (4) 计算总传热系数 (4) 工艺结构尺寸 (6) 4.换热器的核算 (9) 热量核算 (9) 传热面积 (9) 换热器流体的流动阻力 (9) 设计结果一览表 (10) 5．主要符号说明 (12) 6.设计的评述 (13)
1.设计任务书及操作条件 设计任务： 1)生产能力：833.33kg/h 2)乙醇从78.23℃降到40℃ 3)冷却水进口：30℃ 4)冷却水出口：40℃ 设计要求： 1)设计一个固定管板式换热器 2)设计容要包含 a)热力设计 b)流动设计 c)结构设计 d)强度设计 设计步骤 1)根据换热任务和有关要求确定设计方案 2)初步确定换热器的结构和尺寸 3)核算换热器的传热面积和流体阻力 4)确定换热器的工艺结构 设计原则 1)传热系数较小的一个，应流动空间较大，使传热面两侧的传热系数接近 2)换热器减少热损失 3)管、壳程的决定应做到便于除垢和修理，以保证运行的可靠性 4)应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力。从这个角度来讲，顺流式就优于逆流式 5)对于有毒的介质，必使其不泄露，应特别注意其密封性，密封不仅要可靠，而且应要求方便 及简洁 6)应尽量避免采用贵金属，以降低成本
化工原理课程设计作业 题目1、2 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书 一、设计名称 用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计 二、设计条件 第一组：使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h。 第二组：使煤油从150℃冷却到35℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为15t/h。 三、设计任务 1 合理的参数选择和结构设计 2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算 四、设计说明书内容 1 传热面积 2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核 3 壳体直径 4 结构设计包括流体壁厚 5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管 五、设计进度 1 设计动员，下达设计任务书0.5天 2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天 3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天 4 绘图3~4天 5 整理，抄写说明书2天 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书 一、设计的目的 通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。 总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。 二、设计的指导思想 1 结构设计应满足工艺要求 2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠 3 设计符合现行国家标准等 4 安装、维修方便 三、设计要求 1 计算正确，分析认证充分，准确 2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整 3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范 4 独立完成 四、设计课题工程背景 在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本
实验3 双液系的气液平衡相图 钱佳鹏 120242119 3．1实验目的与要求 3．1．1用沸点仪测定在一大气压下环已烷-乙醇双液系的气液平衡相图，确定其最低恒沸点温度及恒沸混合物的组成。 3．1．2掌握双组分体系沸点的测定方法。通过实验进一步理解分馏原理。 3．1．3用阿贝折射仪测定液体和蒸气的组成，学会用折光率确定双组分体系的组成。 3．2预习要求 3．2．1了解绘制双液系相图的基本原理。 3．2．2了解阿贝折射仪的使用方法。 3．2．3了解本实验中的注意事项，如何判断气—液两相已达到平衡。 3．3实验原理 在常温下，两液态物质混合而成的体系称为双液系。两液体若只能在一定比例范围内互相溶解，称为部分互溶双液系，若两液体能以任意比例相互溶解，则称为完全互溶双液系。例如：苯—乙醇体系、正丙醇—水体系、环已烷—乙醇体系都是完全互溶双液系，苯—水体系则是部分互溶双液系。 液体的沸点是指液体的蒸气压与外压相等时的温度。在一定的外压下，纯液体的沸点有确定的值。但对于双液系来说，沸点不仅与外压有关，而且还与双液系的组成有关，即与双液系中两种液体的相对含量有关。 双液系在蒸馏时具有另一个特点是：在一般情况下，双液系的气相组成和液相组成并不相同。因此原则上有可能用反复蒸馏的方法，使双液系中的两液体互相分离。 通常用几何做图的方法将双液系的沸点对其气相、液相组成做图，所得图形称为双液系T —χ相图，在一定温度下还可画出体系的压力与组成的P —χ关系图。完全互溶双液系在恒定压力下的气液平衡相图可分为三类： 如果溶液与拉乌尔（Raoult ）定律的偏差不大， 在T —χ相图上，溶液的蒸气压和沸点介于A-B 两纯组分蒸气压及沸点之间，如甲苯—苯体系图3—1所示，为第一类。 图3—1 完全互溶体系的一种蒸馏相图 图3—2 完全互溶双液系的另一种蒸馏相图 图3—3 完全互溶双液系的另一种蒸馏相图
精馏实验 一、原始数据： 液相组成x 气相组成y 沸点℃1/x 1/y 0 0 97.16 0.126 0.24 93.85 7.9365 4.1667 0.188 0.318 92.66 5.3191 3.1447 0.21 0.339 91.6 4.7619 2.9499 0.358 0.55 88.32 2.7933 1.8182 0.461 0.65 86.25 2.1692 1.5385 0.546 0.711 84.98 1.8315 1.4065 0.6 0.76 84.13 1.6667 1.3158 0.663 0.799 83.06 1.5083 1.2516 0.844 0.914 80.59 1.1848 1.0941 1 1 78.38 1.0000 1.0000 Cp KJ/Kmol/K 乙醇r KJ/Kmol 822.2064 2.9050
二、数据处理 全回流 塔顶 折光率 质量浓度 摩尔分数 温度℃ ① 1.3625 81.3 ② 1.3625 平均 1.3625 0.8364 0.8696 塔底 折光率 ① 1.3758 ② 1.3740 平均 1.3749 0.2597 0.3139 7板 折光率 ① 1.3725 ② 1.3725 平均数 1.3725 0.3713 0.4351 8板 折光率 ① 1.3741 ② 1.3752 平均数 1.3747 0.2713 0.3269 计算示例： （1）折光率3625.12 3625 .13625.1=+= n （2）质量分数8364.0209.643625.1*512.46-=+= （3）摩尔分数=8696.060 8364 .0-1468364.0468364 .0=+ 正丙醇r KJ/Kmol Cp KJ/Kmol/K 713.2920 2.7165 混合液rm KJ/Kmol Cpm KJ/Kmol/K 735.0749 2.7542 料液摩尔分数与折光率关系 料液 摩尔分数 摩尔分数 乙醇 0% 100% 折光率 1.3805 1.359
化工原理课程设计-乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计
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 1.设计任务书……………………………………………………………… 2.英文摘要前言…………………………………………………………… 3.前言 (1) 4.精馏塔优化设 计 (5) 5.精馏塔优化设计计算 (5) 6.设计计算结果总表 (22) 7.参考文献 (23) 8.附录 (23) 9.致谢………………………………………………………………… 10.课程设计心得……………………………………………………………
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： 40000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%） 3．产品浓度： 90 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99.5% 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 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, product 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
一设计任务书 (2) 二塔板的工艺设计 (3) （一）设计方案的确定 (3) （二）精馏塔的物料衡算 (3) 1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (3) 2. 物料衡算 (4) (三)物性参数的计算 (4) 1.操作温度的确定 (5) 2. 密度的计算 (5) 3.混合液体表面张力的计算 (11) 4.混合物的粘度 (12) 5.相对挥发度 (14) (四)理论板数及实际塔板数的计算 (15) 1.理论板数的确定 (15) 2.实际塔板数确定 (18) (五)热量衡算 (19) 1.加热介质的选择 (19) 2. 冷却剂的选择： (19) 3.比热容及汽化潜热的计算 (19) (六)塔径的初步设计 (25) 1.汽液相体积流量的计算 (25) 2.塔径的计算与选择 (26)
(七)溢流装置 (29) 1.堰长 (29) 2.弓形降液管的宽度和横截面积 (30) 3.降液管底隙高度 (31) 4.塔板分布 (31) 5. 浮阀数目与排列 (32) （八)汽相通过浮阀塔板的压降 (35) 1.精馏段 (35) 2.提馏段 (36) （九)淹塔 (37) 1.精馏段 (37) 2.提馏段 (38) （十)雾沫夹带 (38) （十一)塔板负荷性能图 (40) 1.雾沫夹带线 (40) 2.液泛线 (41) 3.液相负荷上限线 (43) 4.漏液线 (43) 5.液相负荷下限线 (44) 三、塔总体高度计算 (47) 1.塔顶封头 (47) 2.塔顶空间 (47)
3.塔底空间 (48) 5.进料板处板间距 (48) 6.裙座 (48) 四、塔的接管 (50) 1.进料管 (50) 2.回流管 (50) 3.塔底出料管 (51) 4.塔顶蒸汽出料管 (51) 5.塔底蒸汽管 (51) 五、塔的附属设备设计 (52) 1.冷凝器的选择 (52) 2.再沸器的选择 (53) 六、参考文献.............................................................. . (54) 七、设计评述.............................................................. . (55)
化工原理课程设计 课题名称乙醇-水分离过程筛板精馏塔设计 院系可再生能源学院 班级应用化学0901班 学号 1091100128 学生姓名蔡文震 指导老师覃吴 设计周数 1
目录 一、化工原理课程设计任务书 (4) 1.1设计题目 (4) 1.2原始数据及条件： (4) 二、塔板工艺设计 (4) 2.1精馏塔全塔物料衡算 (4) 2.2乙醇和水的物性参数计算 (5) 2.2.1 温度 (5) 2.2.2 密度 (6) 2.2.3相对挥发度 (9) 2.2.4混合物的黏度 (9) 2.2.5混合液体的表面张力 (9) 2.3塔板的计算 (10) 2.3.1 q、精馏段、提留段方程计算 (10) 2.3.2理论塔板计算 (12) 2.3.3实际塔板计算 (12) 2.4操作压力的计算 (13) 三、塔体的工艺尺寸计算 (13) 3.1塔径的初步计算 (13) 3.1.1气液相体积流量计算 (13) 3.1.2塔径计算 (13) 3.2塔体有效高度的计算 (15) 3.3精馏塔的塔高计算 (16) 3.4溢流装置 (16) 3.4.1堰长 (16) 3.4.2溢流堰高度 (16) 3.4.3弓形降液管宽度和截面积 (17) 3.5塔板布置 (17) 3.5.1塔板的分块 (17) 3.5.2边缘区宽度的确定 (18) 3.5.3开孔区面积计算 (18) 3.5.4筛孔计算及其排列 (18) 四、筛板的流体力学验算 (19) 4.1塔板压降 (19) 4.1.1干板阻力 (19) 4.1.2气体通过液层的阻力 (19) 4.1.3液体表面张力的阻力（很小可以忽略不计） (20) 4.1.4气体通过每层板的压降 (20) 4.2液沫夹带 (20) 4.3漏液 (21) 4.4液泛 (21) 五、塔板负荷性能图 (22)
实 验 报 告 一、 数据记录和处理 1.数据记录表 T 室温= 23.4℃ 表1 室温时正丙醇-乙醇溶液的组成与折射率的对应关系数据记录表 始P = 102.7kpa 末P = 102.7kpa 表2 正丙醇-乙醇溶液沸点-组成相图各数据记录表 2. 室温时绘制正丙醇—乙醇溶液组成与其折射率标准曲线 表3 室温时正丙醇-乙醇溶液的组成与折射率的对应关系表
表3数据的计算示例： 查附表9-8表计算得到： ρ0.8013 = 正丙醇 ρ0.7865 = 乙醇 再求正丙醇-乙醇溶液中正丙醇的物质的量分数浓度X正丙醇。 由表3数据绘制标准曲线: . . 图1 正丙醇物质的量分数与折射率的标准曲线
3. 常压下正丙醇-乙醇体系的沸点-组成相图的测绘 表4 正丙醇-乙醇溶液沸点-组成相图各数据处理表 由表4数据绘制相图： 图2 正丙醇-乙醇体系的沸点-组成相图
二、回答问题 1.本实验如何判断气、液两相达到平衡？用相律加以说明。如果取样口或空气口 塞子漏气，会有什么现象？为什么？ 2.折射率-组成标准曲线的测定误差可能来自哪些方面？应采取哪些措施来减小误 差？ 3.实验中超级恒温槽的作用？能否换成普通恒温槽？ 4.气液平衡后，气相和液相在平衡仪内的温度不同，某同学认为这样测量出的气、 液相折射率会存在误差，这种说法是否正确？为什么？ 5.本实验中气液平衡仪及毛细管为什么必须干燥？本实验测得的沸点-组成相图的 误差主要来源是那些操作？ 6.本实验中Ⅰ-Ⅹ号溶液的浓度应如何选择？若某一号溶液的浓度发生不大的变化， 对实验测得的相图有无影响？ 7.影响纯物质沸点的因素有哪些？影响混合液沸点的因素有哪些？加入平衡仪 内液体的量的多少对沸点有影响吗？