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化工原理课程设计任务书一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计二任务要求设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水具体工艺参数如下：原料加料量 F＝100kmol/h＝273进料组成 xF馏出液组成 x＝0.831D＝0.012釜液组成 xw塔顶压力 p＝100kpa单板压降≤0.7 kPa2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流。
三主要设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图目录3.3.3.204参考文献 (30)摘要本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。
浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系乙醇－－水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。
通过逐板计算得出理论板数为16块，回流比为3.531,算出塔效率为0.518，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高13.6米，浮阀数（提馏段每块76）。
通过浮阀塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
本次设计过程正常，操作合适。
关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段第1章前言1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。
精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。
1.2精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。
5.2.10 浮阀塔精馏工艺设计示例5.2.10.1 设计任务【例5-2】今采用一浮阀塔进行乙醇-水二元物系的精馏分离，要求乙醇的产能为30000t ／a ，塔顶馏出液中乙醇浓度不低于94％，残液中乙醇含量不得高于0.1％。
泡点进料，原料液中含乙醇为25%，其余为水，乙醇的回收率取98%(以上均为质量%)。
且精馏塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降≯0.7kPa 。
试作出能完成上述精馏任务的浮阀精馏塔的工艺设计计算。
5.2.10.2 工艺设计计算一、全塔物料衡算(一)料液及塔顶、底产品中乙醇的摩尔分率乙醇和水的相对摩尔质量分别为46.07和18.01kg ／kmol 。
000391.001.18/9.9907.46/1.007.46/1.0860.001.18/607.46/9407.46/94115.001.18/7507.46/2507.46/25W D F =+==+==+=x x x(二)平均摩尔质量kmol/kg 02.1801.18)000391.01(000391.007.46kmol/kg 14.4201.18)860.01(860.007.46kmol/kg 24.2101.18)115.01(115.007.46W D F =⨯-+⨯==⨯-+⨯==⨯-+⨯=M M M(三)料液及塔顶底产品的摩尔流率 一年以8000h ／a 计，有：h /OH)H (94%C kg 3750h 8000/kg 103a /t 1035274=⨯=⨯='D根据乙醇-水物系的特点，本设计采用低压蒸汽直接加热，加热蒸汽质量流率设为G′，kg ／h ，摩尔流率设为G ，kmol ／h ，全塔物料衡算：⎪⎭⎪⎬⎫='''+'=''+'='+'98.025.0/94.0001.094.025.0F D W D F W D G F ⇒ h /kg 61301.0h /kg 8.71938h /kg 0.3750h /kg 8.14387='='='='G W D F h/kmol 72.340301.18/0.61301h /kmol 16.3992.0271938.8/18h /kmol 99.8814.42/0.3750h/kmol 39.67724.21/8.14387========G W D F二、塔板数的确定 (一)理论塔板数T N 的求取 1．乙醇-水相平衡数据表5-23 常压下乙醇-水系统的t －x －y 数据本题中，塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对y x ~平衡关系的影响完全可以忽略。
5.2.10 浮阀塔精馏工艺设计示例5.2.10.1 设计任务【例5-2】今采用一浮阀塔进行乙醇-水二元物系的精馏分离，要求乙醇的产能为1×104t ／a ，塔顶馏出液中乙醇浓度不低于94％，残液中乙醇含量不得高于0.2％。
泡点进料，原料液中含乙醇为35%，其余为水，乙醇的回收率取98%(以上均为质量%)。
且精馏塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降≯0.7kPa 。
试作出能完成上述精馏任务的浮阀精馏塔的工艺设计计算。
5.2.10.2 工艺设计计算一、全塔物料衡算(一)料液及塔顶、底产品中乙醇的摩尔分率乙醇和水的相对摩尔质量分别为46.07和18.01kg ／kmol 。
000783.001.18/8.9907.46/2.007.46/2.0860.001.18/607.46/9407.46/94174.001.18/6507.46/3507.46/35W D F =+==+==+=x x x(二)平均摩尔质量k m o l/kg 03.1801.18)000783.01(000783.007.46kmol/kg 14.4201.18)860.01(860.007.46kmol/kg 89.2201.18)174.01(174.007.46W D F =⨯-+⨯==⨯-+⨯==⨯-+⨯=M M M(三)料液及塔顶底产品的摩尔流率 一年以8000h ／a 计，有：h /OH)H (94%C kg 1250h 8000/kg 101a /t 1015274=⨯=⨯='D根据乙醇-水物系的特点，本设计采用低压蒸汽直接加热，加热蒸汽质量流率设为G′，kg ／h ，摩尔流率设为G ，kmol ／h ，全塔物料衡算：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫='''+'=''+'='+'98.035.0/94.0002.094.035.0F D W D F W D G F ⇒h/kg 9814.1h /kg 8.19891h /kg 0.1250h/kg 7.3425='='='='G W D Fh/kmol 93.54401.18/1.9814h /kmol 99.646/18.038.19891h /kmol 66.2914.42/1250h/kmol 66.14989.22/7.3425========G W D F二、塔板数的确定 (一)理论塔板数T N 的求取 1．乙醇-水相平衡数据表5-23 常压下乙醇-水系统的t －x －y 数据本题中，塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对y x ~平衡关系的影响完全可以忽略。
学生毕业设计（论文）题目甲醇—水溶液连续精馏浮阀塔的设计作者院 (系) 化学与化工学院专业化学工程与工艺指导教师答辩日期2011年 5月22日摘要甲醇作为重要的基本有机化工原料之一，主要应用于精细化工、塑料等领域，用于制作甲醛、醋酸、甲胺等有机化合物，也是农药、医药的重要原料之一。
随着世界能源的日趋紧缺，甲醇又逐步发展成为能源的替代品之一。
在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也可加入汽油掺烧。
由于常用甲醇多为其水溶液，因此，研究和改进甲醇-水体系的精馏设备是非常重要的。
鉴此，本论文将以甲醇-水为原料，设计最优浮阀塔，具体是采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝器在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。
该物系属易分离物系，操作回流比取最小回流比的1.2倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品冷却后送至储罐。
本文用经验计算法和逐板计算法确定了理论塔板数，并对塔的进料位置、塔板数、塔径等参数的设计，得到最佳的、节能的浮阀塔。
关键词：精馏塔；浮阀塔；泡点进料论文类型：工程设计ABSTRACTMethanol as an important basic organic chemical raw materials, mainly used in one of the fine chemical, plastic and other fields, used to make formaldehyde, acetic acid, organic compounds, such as a amine is pesticides, an important raw material of pharmaceutical. As global energy is in short supply, methanol developed into one of the alternative energy. After the deep processing as a new clean fuel, methanol can add into mixed burning gasoline, too. Due to its aqueous methanol more commonly, therefore, it’s very important to study and improve methanol-water system of distillation equipment. So that, my thesis will with methanol-water as raw materials, design the optimal float valve tower. The meaning is that liquid materials will be heated to a bubble point after into the column. The top of tower vapor rising coagulants condensation, the condenser is in bubble point within the next part of the backflow to the tower and the rest part of the product cooled into the tank. Methanol-water belongs to easy separating content department, operating reflux ratio take 1.2 times of minimum reflux ratio. Tower kettle used to direct steam heating the bottom products sent to tank after cooling. With experience calculation method and driven plate calculation method, we calculate the theory of tower plate number. To the best, energy-saving float valve tower, we design optimal the materials feeding position,towers plate number, tower size plate and other parameters.Key words: Distillation Column, Valve tower, Bubble point feedingThesis: Engineering Design目录1 绪论 (1)1.1甲醇的生产方法发展史 (1)1.2甲醇作为燃料的优势 (1)1.2.1作为民用清洁燃料 (1)1.2.2 作为车用燃料替代汽油 (2)2 设计任务 (3)2.1 技术来源 (3)2.2 设计任务及要求 (3)3 流程的确定和说明 (4)3.1 塔型选择[1] (4)3.2 操作条件的选择 (4)3.2.1 操作压力 (4)3.2.2 进料状态 (4)3.2.3 加热方式 (4)4 精馏塔实际板数计算[1] (5)4.1 物料衡算 (5)4.2 塔板数的确定 (5)4.2.1 最小回流比及操作回流比的确定 (5)N的求取 (6)4.2.2 理论板数TN的确定 (8)4.2.3 实际塔板数P5 精馏塔塔体尺寸计算 (9)5.1 塔径的计算[3] (9)5.1.1 精馏塔内的摩尔流率 (9)5.1.2 精馏塔内汽液相的平均温度及密度 (9)5.1.3 精馏塔内汽液相的平均体积流量 (9)5.1.4 塔径的求取 (9)5.2 精馏塔有效高度的计算 (10)6溢流堰 (11)6.1 溢流堰的设计 (11)6.1.1 溢流堰的形式 (11)6.1.2 溢流堰高度 (11)6.2 堰上液高 (11)6.3 安定区的选择 (11)7 浮阀数目的确定及排列[6] (12)7.1 浮阀数目 (12)7.2 排列 (12)8 流体力学验算[7] (13)I8.1 气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) (13)8.1.1 干板阻力 (13)8.1.2 液层阻力 (13)8.2 漏夜验算 (13)8.3 液泛验算 (14)9 总结 (15)参考文献 (16)致谢................................................ 错误！未定义书签。
乙醇浮阀塔精馏工艺设计
乙醇浮阀塔精馏工艺设计需要综合考虑多种因素，以下是一个简要的设计方案：
设计采用F1型浮阀塔，常压蒸馏。
原料液经预热器加热至泡点后，进入精馏塔的进料板。
在每层塔板上，回流液体与上升的蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。
操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。
塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液）。
在设计过程中，需要确定工艺条件，进行工艺计算及选型，并对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，同时进行塔板的流体力学验算及负荷性能图，辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计等。
浮阀塔是一种广泛应用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中的塔设备，具有处理能力大、操作弹性大、塔板效率高、压强小、液面梯度小、使用周期长等优点。
在设计过程中，可以根据实际需求选择合适的浮阀塔型号和工艺参数，以达到最佳的分离效果。
化工原理课程设计题目乙醇-水二元物系浮阀式精馏塔的设计教学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2013年12月12日化工原理课程设计任务书（一） 设计题目乙醇—水二元物系浮阀式精馏塔的设计（二）设计条件塔顶压力为常压处理量：1200kg/h进料组成：0.46（质量分率）塔顶组成：0.90（质量分率）塔底组成：0.04（质量分率）加料状态：q=0.97塔顶设全凝器，泡点回流塔釜间接蒸汽加热回流比 min )0.21.1(R R -=单板压降 ≤0.7kPa（三）设计内容(1)确定工艺流程。
(2)精馏塔的物料衡算。
(3)塔板数的确定。
(4)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。
(5)精馏塔塔体工艺尺寸的计算。
(6)塔板板面布置设计。
(7)塔板的流体力学验算与负荷性能图。
(8)精馏塔接管尺寸计算。
(9)塔顶全凝器工艺设计计算和选型。
(10)进料泵的工艺设计计算和选型。
(11)带控制点的工艺流程图A3、塔板板面布置图、精馏塔设计条件图。
(12)设计说明书。
目录摘要 (1)绪论 (2)第一章设计思路 (3)1.1设计流程 (3)1.2设计思路 (3)第二章精馏塔的工艺设计 (5)2.1精馏段进料、塔顶和塔釜产品摩尔分数的计算 (5)2.2物料衡算 (5)2.3理论板数和进料位置的确定 (6)2.4平均温度,密度，摩尔质量的计算 (7)2.5液体表面张力 (9)2.5平均粘度计算 (12)2.6平均相对挥发度的计算 (13)2.7全塔效率 (13)2.8实际板数和实际加料位置的确定 (13)第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (15)3.1塔的有关物性数据计算 (10)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (14)3.3筛板的流体力学验算 (19)3.4塔板负荷性能图 (21)3.5操作弹性 (24)第四章热量衡算 (26)4.1比热容及汽化潜热的计算 (26)4.2热量衡算 (26)第五章板式塔的结构计算 (27)5.1进料管 (27)5.2回流管 (27)5.3塔底出料管 (27)5.4塔底蒸汽出料管 (28)5.5塔底蒸汽进料管 (28)第六章塔的附属设备的设计 (28)6.1冷凝器的选择 (28)6.2再沸器的选择 (28)6.3泵的选型 (29)主要符号说明 (30)参考文献 (35)附录 (37)摘 要精馏是一种最常用的分离方法，它依据多次部分汽化、多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
分离乙醇---水二元题目物系筛板精馏塔工艺设计系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一〇年十一月三十日设计题目名称：分离乙醇---水二元物系筛板精馏塔工艺设计设计参数：（1）设计规模：乙醇---水混合液处理量；（2）生产制度：年开工300天，每天三班8小时连续生产；（3）原料组成：乙醇含量为25%（质量百分率，下同）；（4）进料状况：含乙醇量25%（质量百分率）乙醇---水的混合溶液（20℃）；（5）分离要求：塔顶乙醇含量不低于90%，塔底乙醇含量不大于0.2%，塔顶压力：0.101325MPa（绝压），塔釜采用0.5MPa饱和蒸汽压间接加热（表压）；（6）建厂地区大气压为760mmHg，自来水年平均温度为20℃的滨州市。
表1 乙醇~水溶液体系的平衡数据符号说明：英文字母a A ---- 塔板的开孔区面积，m 2 f A ---- 降液管的截面积, m 20A ---- 筛孔区面积, m 2 T A ----塔的截面积m 2△P P ----气体通过每层筛板的压降 C ----负荷因子 无因次t----筛孔的中心距20C ----表面张力为20mN/m 的负荷因子 0d ----筛孔直径u ’o ----液体通过降液管底隙的速度D ---塔径 mWc----边缘无效区宽度V e ----液沫夹带量 kg 液/kg 气 Wd----弓形降液管的宽度 T E ---总板效率Ws----破沫区宽度R ----回流比min R ---最小回流比M ---平均摩尔质量 kg/kmolm t ----平均温度 ℃g ----重力加速度 9.81m/s 2Z----板式塔的有效高度 a F ----筛孔气相动能因子 kg 1/2/(s.m 1/2) L h ----进口堰与降液管间的水平距离 m θ----液体在降液管内停留时间 c h ----与干板压降相当的液柱高度 m υ----粘度d h ----与液体流过降液管的压降相当的液注高度 mρ----密度f h ---塔板上鼓层高度 mσ----表面张力L h ---板上清液层高度 ml h ----与板上液层阻力相当的液注高度 m0h ----降液管的义底隙高度 mσh ----与克服表面张力的压降相当的液注高度 mH ----板式塔高度 mB H ----塔底空间高度 m d H ----降液管内清液层高度 mD H ----塔顶空间高度 mF H ----进料板处塔板间距 m P H ----人孔处塔板间距 m T H ----塔板间距 m 1H ----封头高度 mK ----稳定系数W l ----堰长 mh L ----液体体积流量 m 3/hs L ----液体体积流量 m 3/sn ----筛孔数目P ----操作压力 KPa P ∆---压力降 KPa p P ∆---气体通过每层筛的压降 KPaT ----理论板层数u ---空塔气速 m/s'0u ----液体通过降液管底隙的速度 m/sh V ----气体体积流量 m 3/h s V ----气体体积流量 m 3/scW----边缘无效区宽度mdW----弓形降液管宽度m希腊字母δ----筛板的厚度mτ----液体在降液管内停留的时间s μ----粘度mPa.sρ----密度kg/m3σ----表面张力N/mϕ----开孔率无因次下标max---- 最大的min---- 最小的L---- 液相的V---- 气相的目录一、概述 (5)1．精馏操作对塔设备的要求 (5)2．精馏操作对塔设备的要求 (6)3．精馏塔的设计步骤 (7)二、精馏塔的物料衡算 (7)1.原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7)2.原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔质量 (7)3.q线方程和回流比的确定 (8)4.求精馏塔的气液相负荷 (9)5.操做线方程 (9)6.用图解法求理论板数 (9)7.实际板数的求取 (10)三.塔工艺条件及物性数据计算 (10)1.操作压强的计算P m (10)2.操作温度的计算 (10)3.平均摩尔质量计算 (11)4. 平均密度计算： (11)5.液体平均表面张力mσ的计算 (12)6.液体平均粘度的计算 (13)四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)1.精馏段塔径的计算 (14)2.提馏段塔径的计算 (16)五、塔板主要工艺尺寸的计算 (16)1.各项参数计算 (17)2.塔板布置 (17)3.开孔区面积计算 (17)4.筛孔计算与排列 (18)六、筛板的流体力学验算 (18)1.塔板的压降 (18)2.液面落差 (19)3.液沫夹带 (19)4.漏液 (19)5.液泛 (20)6.停留时间的校核 (20)七、塔板负荷性能图 (20)1.漏液线 (20)2.液沫夹带线 (21)3.液相负荷下限线 (21)4.液相负荷上限线 (21)5.液泛线 (22)八、筛板塔设计计算结果 (23)九、辅助设备的计算及选型 (25)1．塔顶全凝器 (25)2.塔底再沸器 (26)3.进料管 (27)4.釜残液出料管 (27)5.回流液管 (27)6.塔顶上升蒸汽管 (28)7.水蒸气进口管 (28)8.泵的计算及选型 (29)9. 精馏塔塔高 (29)十、设计结果的讨论和优化 (30)1.讨论 (30)2.优化 (30)十一、参考文献 (30)十二、课程设计总 (31)一、概述1．精馏操作对塔设备的要求精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔化工原理课程设计：乙醇水精馏塔设计浮阀塔引言乙醇是一种广泛应用的有机化合物，其处理往往伴随着醇类分离、纯化和精制等步骤。
其中，对乙醇的蒸馏是最基本的处理方法之一。
由于乙醇和水的沸点很接近，所以在蒸馏过程中需要使用高效的分离塔，以充分分离乙醇和水。
本文以设计浮阀塔进行乙醇水精馏为案例，介绍了乙醇水精馏塔的设计流程和具体实现方法，以及浮阀塔在乙醇水精馏中的优点和局限性。
一、浮阀塔的概念及优点浮阀塔是目前常用的塔板设备之一。
其根据液位高低自动控制阀板开度，使液量自动调节，从而实现了自动调节的效果。
它不仅可以减少运行成本，而且可以提高分离效率，是一种高效的精馏设备。
与其他塔板设备相比，浮阀塔有以下优点：1. 较高的承载能力：浮阀塔可以承载高负荷，因为其在塔板上的负荷更加均匀。
2. 自动调节的效果：由于准确的液位控制，浮阀塔可以自动调节输入的液位和输出的液位，从而保证了稳定的操作状态。
3. 优异的分离效果：浮阀塔的逐个塔板上都设置有流分离孔，可以更有效地冷却和分离不同种类的液体。
二、乙醇水精馏塔的设计要点2.1 分离原理乙醇和水具有接近的表面张力、质量和沸点，因此在精馏过程中分离较难。
在浮阀塔精馏中，由于塔板上呈波浪形的流形状，液体的流动不断加速和减速，从而促进了液体分离。
同时，浮阀可以减小气液流动的阻力，从而有利于提高精馏效率。
因此，乙醇水精馏采用了浮阀塔的精馏过程来分离乙醇和水，不仅能够有效地分离乙醇和水，并且能够节约能源和提高生产效率。
2.2 浮阀塔的设计计算在浮阀塔的设计过程中，需要考虑以下因素：1. 塔板情况：塔板以及塔板上的流分离孔和浮阀应设计和选用合适的形状和大小。
2. 分离塔高：塔的高度越高，分离效果越好，但成本也相应增加。
3. 精馏温度：通过改变精馏温度可以控制乙醇和水的蒸汽压，从而影响精馏效果。
4. 气液流量比：气液流量比可以影响塔板的液态和气态的几何结构，从而影响塔板的分离效果。
化工原理课程设计任务书1.设计题目：分离乙醇—水二元物系浮阀式精馏塔的设计2.原始数据及条件：生产能力：年处理乙醇—水混合液7.92千吨(开工率为3000/天)原料：来自原料罐，温度20℃，乙醇含量为48%（质量分率,下同）分离要求：塔顶乙醇含量不低于92%塔底乙醇含量不高于0.03%塔顶压力P=105KPa进料状态为泡点进料塔釜为饱和蒸汽直接加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。
摘要本次设计针对二元物系的精馏问题进行分析、计算、核算、绘图，是较完整的精馏设计过程。
精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图的制作、主要设备的工艺条件图等内容。
通过对精馏塔的核算，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
本次设计结果为：理论板数为20块，塔效率为42.2%，精馏段实际板数为40块，提馏段实际板数为5块，实际板数45块。
进料位置为第17块板，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为0.8米，设置了四个人孔，塔高22.19米，通过浮阀板的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
关键词：二元精馏、浮阀精馏塔、物料衡算、流体力学验算。
第一章绪论 (1)第二章塔板的工艺设计 (3)2.1精馏塔全塔物料衡算 (3)2.2 乙醇和水的物性参数计算 (3)2.2.1温度 (3)2.2.2密度 (4)2.2理论塔板的计算 (7)第三章塔体的工艺尺寸计算 (8)3.1塔径的初步计算 (8)3.2溢流装置 (10)3.3塔板分布、浮阀数目与排列 (11)第四章筛板的流体力学验算 (12)4.1气相通过浮阀塔板的压降 (12)4.2淹塔 (13)4.3物沫夹带 (14)第五章塔板负荷性能曲线 (15)5.1物沫夹带线 (15)5.2液泛线 (15)5.3液相负荷上限 (16)5.4漏液线 (16)5.5液相负荷下限 (16)第六章塔附件的设计 (17)6.1接管 (17)6.2筒体与封头 (19)6.3除沫器 (19)6.4裙座 (20)6.5人孔 (20)第七章塔总体高度的设计 (20)7.1塔的顶部空间高度 (20)7.3塔总体高度 (20)第八章附属设备的计算 (20)8.1 热量衡算 (20)8.1.1 0℃的塔顶气体上升的焓Qv (20) (21)8.1.2回流液的焓QR8.1.3塔顶馏出液的焓Q D (21)8.1.4冷凝器消耗的焓Q C (21)8.1.5进料口的焓Q F (21)8.1.6塔釜残液的焓Q W (22)8.1.7再沸器Q B (22)8.2 冷凝器的设计 (22)8.3冷凝器的核算 (23)8.4泵的选择 (23)浮阀塔工艺设计计算结果列表 (24)主要符号说明 (25)参考文献 (27)致谢 (27)第一章绪论精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
课程设计设计题目乙醇-水连续精馏浮阀塔的设计学生姓名学号专业班级指导教师2021年1月11日.乙醇——水浮连续精馏阀塔工艺设计目录绪论本设计书介绍的是浮阀塔精馏的设计，其中包括设计方案确实定、塔要紧设备的工艺设计计算、辅助设备的选型、工艺流程图及草图及讲明、设计结果概要及一览表等几大内容。
本设计要紧用于不离酒精和水的混合物，利用浮阀塔将其进行精馏不离。
精馏所进行的是精馏所进行的是气、液两相之间的传质，而作为气、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气、液两相得到充分的接触，以到达较高的传质效率。
在本设计过程中，严格按照常用数据算图，化工设备常用材料性能以及化工图例国标规定进行设计，同时查阅了大量的有关资料。
每一步的计算都严格按照?化工原理课程设计?一书中的公式进行计算，并通过核对与验算，总体来讲有一定的合理性。
一、设计方案论证及确定1.1—水溶液系统，年工作日300d，天天工作24h。
1.1.2选择用板式塔不用填料塔的缘故：因为精馏塔精馏塔对塔设备的要求大致如下：〔1〕生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，可不能产生液泛等不正常流淌。
〔2〕效率高：气液两相在塔内维持充分的紧密接触，具有较高的塔板效率或传质效率。
〔3〕流体阻力小：流体通过塔设备时阻力落小，能够节约动力费用，在减压操作是时，易于到达所要求的真空度。
〔4〕有一定的操作弹性：当气液相流率有一定动摇时，两相均能维持正常的流淌，而且可不能使效率发生较大的变化。
〔5〕结构简单，造价低，安装检修方便。
〔6〕能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。
应选用板式塔。
1.1.3板式精馏塔选择浮阀塔的缘故：〔1〕生产能力大，由于塔板上浮阀安排对比紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大20%～40%，与筛板塔接近。
〔2〕操作弹性大，由于阀片能够自由升落以习惯气量的变化，因此维持正常操作而答应的负荷动摇范围比筛板塔，泡罩塔都大。
〔3〕塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹进液层，故气液接触时刻较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。
化工原理课程设计说明书专业：化学工程与工艺班级：化工学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间：2016年 6 月24 日成绩：化工原理课程设计任务书专业化学工程与工艺班级化工1307 设计人陈兴一、设计题目分离乙醇-水混合液（混合气）的（规整）精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液（混合气）：6万吨（开工率300天/年）；原料：乙醇含量为25 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶乙醇含量不低于（不高于）92 %；塔底乙醇含量不高于（不低于）0.3 %。
建厂地址：沈阳三、设计要求1、一份精馏塔设计说明书，主要内容要求：(1). 前言(2). 流程确定和说明(3). 生产条件确定和说明(4). 精馏塔的设计计算(5). 主要附属设备及附件的选型计算(6). 设计结果列表(7). 设计结果的自我总结与评价(8). 注明参考和使用的设计资料2、一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点工艺流程图。
说明：1、设计说明书的封皮。
（教材科购买）。
2、设计说明书用纸为课程设计专用纸。
（教材科购买）。
3、任务书中第二项各人填各人的数据。
4、精馏塔工艺条件单。
（教材科购买）。
5、工艺流程图幅面为2#图纸（594×420）。
6、要求在1个月内完成，成绩与完成的时间有关。
先完成的先交。
7、可随时到化工原理教研室答疑目录第一章前言..............................................第二章流程确定和说明....................................1.1加料方式的确定 (6)1.2进料状况的确定 (6)1.3冷凝方式的确定 (7)1.4回流方式的确定 (7)1.5加热方式的确定 (7)1.6再沸器的确定 (8)第三章精馏塔设计计算....................................2.1操作条件及基础数据 (9)2.1.1操作压力 ...........................................................................................2.1.2回流比 ...............................................................................................2.1.3气液平衡关系与平衡数据 ................................................................2.2精馏塔工艺计算 (10)2.2.1物料衡算 ...........................................................................................2.2.2热量衡算 ...........................................................................................2.2.3理论塔板数的计算 ............................................................................2.3精馏塔主要尺寸的设计计算 (21)2.3.1 塔和塔板设计的主要依据和条件....................................................2.3.2 塔体工艺尺寸的计算 .......................................................................2.3.3 填料层高度的计算 ...........................................................................2.3.4填料层压降的计算 ............................................................................2.3.5填料层的分段....................................................................................第四章附属设备及主要附件的选型计算......................3.1冷凝器的选择 (35)3.1.1冷凝剂的选择....................................................................................3.1.2冷凝器的计算与选择 ........................................................................3.2再沸器的选择 (37)3.3塔内其他构件 (37)3.3.1接管的计算与选择 ............................................................................3.3.2 液体分布器.......................................................................................3.3.3 除沫器的选择...................................................................................3.3.4 液体再分布器...................................................................................3.3.5 填料支撑盘.......................................................................................3.3.6 裙座的设计.......................................................................................3.3.7 手孔的设计.......................................................................................3.3.8 塔釜设计...........................................................................................3.3.9 塔的顶部空间高度 ...........................................................................3.4精馏塔高度计算 (45)第五章设计结果的自我总结和评价..........................4.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (46)4.2精馏塔主要工艺尺寸 (46)附录.......................................................一、主要符号说明 (47)第一章前言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。
中南民族大学化工原理课程设计题目6万吨/年甲醇-水溶液浮阀精馏塔设计学院化学与材料科学学院专业化学工程与工艺学生姓名李小平学号2012214946指导教师金士威完成日期：2015年6 月14 日课程设计任务书指导教师签字：目录课程设计任务书 (1)目录 (3)前言 (6)第一章总体操作方案的确定 (7)1.1 操作压强的选择： (7)1.2 物料的进料热状态： (7)1.3 回流比的确定： (7)1.4 塔釜加热方式： (8)1.5 回流的方式方法: (8)第二章精馏的工艺流程图的确定 (9)第三章理论板数的确定 (10)3.1精馏塔全塔物料衡算 (10)3.2物系相平衡数据 (10)3.3确定回流比 (11)3.4理论板数N T的计算以及实际板数的确定 (11)3.4.1塔的汽、液相负荷 (11)3.4.2求操作线方程 (11)3.4.3逐板计算法求理论板层数 (12)3.5 实际板数的确定 (12)3.5.1总板效率E T的计算 (13)3.5.2实际塔板层数 (13)第四章塔体主要工艺尺寸的确定 (14)4.1列出各设计参数 (14)4.1.1操作压力 (14)4.1.2温度t m (14)4.1.3平均摩尔质量计算 (14)4.1.4汽相密度: (15)4.1.5液相密度 (15)4.1.6液体表面张力 (16)4.1.7液体粘度μL,m (17)4.2 精馏段塔径塔板的实际计算 (19)4.2.1 精馏段汽、液相体积流率为： (19)4.2.2 塔径塔板的计算 (19)4.2.3 塔板流体力学的验算 (23)4.2.4 塔板负荷性能图及操作弹性 (25)4.3提馏段塔径塔板的实际计算 (29)4.3.1 提馏段汽、液相体积流率为： (29)4.3.2 塔径塔板的计算 (29)4.3.3 塔板流体力学的验算 (32)4.3.4 塔板负荷性能图及操作弹性 (34)第五章浮阀塔板工艺设计计算结果 (38)第六章辅助设备及零件设计 (39)6.1 附属设备设计 (39)6.1.1冷凝器的选择 (39)6.1.2 再沸器的选择 (40)6.2 塔附件设计 (41)6.2.1 接管 (41)6.2.2 泵 (43)6.2.3 预热器 (45)6.2.4 法兰 (45)6.2.5 筒体与封头 (46)6.2.6 除沫器 (46)6.2.8 吊柱 (47)6.2.9 人孔 (48)6.3塔总体高度的设计 (48)6.3.1 塔的顶部空间高度 (48)6.3.2 塔的底部空间高度 (48)6.3.3 塔体高度 (48)收获和体会 (50)致谢 (51)参考文献 (52)成绩评定表 (53)6万吨/年甲醇-水溶液浮阀精馏塔设计摘要在化工、石油、医药、食品等生产中，常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的，而蒸馏就是其中一种方法。
南京工业大学《化工原理》课程设计设计题目 甲醇-水二元体系浮阀精馏塔的工艺设计学生姓名 班级、学号指导教师姓名 夏毅 王海燕课程设计时间 年 月 日 年 月 日课程设计成绩指导教师签字课程名称：化工原理课程设计设计题目：甲醇-水体系浮阀精馏塔的设计学生姓名：专业：化学工程与工艺班级学号：设计日期：2012-12-24至2013-01-06设计任务：甲醇-水体系设计条件及任务：进料流量：F＝250kmol/h进料组成：X f=0.28（摩尔分率）进料热状态：泡点进料要求塔顶产品浓度X D=0.99易挥发组分回收率η≥0.99前言化学工业中塔设备是化工单元操作中重要的设备之一，化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取、增湿、减湿等单元操作中，精馏操作是最基本的单元操作之一，它是根据混合液中各组分的挥发能力的差异进行分离的。
塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
一般，与填料塔相比，板式塔具有效率高、处理量大、重量轻及便于检修等特点，但其结构较复杂，阻力降较大。
在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔和浮阀塔。
浮阀塔的特点：1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。
2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。
3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。
4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。
5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。
但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。
5.1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 ：塔低残液流量（Kmol/s ） W X ：塔底组成原料乙醇组成：F X =30/4630/46+70/18 =14.36%塔顶组成：D X =94/4694/46+6/18 =85.98%塔底组成：W X =0.2/460.2/46+99.8/18 =0.078%5.1.1 最小回流比及操作回流比的确定由于是泡点进料，x e =x f =0.1436，过点e(0.1436,0)作直线x=0.1436交平衡线于点d ，由点d 可读得y e =0.5，因此：R min(1)=(x D -y f )/(y f -x F )=(0.8598-0.5)/(0.5-0.1436)=1.009又过点a(0.8598,0.8598)作平衡线的切线，切点为g ，读得其坐标为g(0.5，0.1435)因此：R min(2)=1.009所以， R min(1)= R min(2)=1.009 可取操作回流比：R =1.98 R min =25.1.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算进料量：F =1500kg/h=1500*0.1/46+(1-0.1)/181=78.26kmol/h=0.0217kmol/s由全塔的物料衡算方程可写出：0V F D W +=+ 00y =(蒸汽)D=12.976 kmol/h =0.0036kmol/s00f D W V y Fx Dx Wx +=+W=104.21 kmol/h =0.0289kmol/s'W L L qF RD qF ==+=+ 1q =(泡点)V 0=38.928 kmol/h =0.0108kmol/s5.2常压下乙醇-水气体平衡组成(摩尔)与温度的关系 常压下乙醇-水气体平衡组成(摩尔)与温度的关系见表5.1。
乙醇-水混合液浮阀式精馏塔设计设计浮阀帮助乙醇水浮阀精馏塔精馏塔设计乙醇惠州学院课程设计课程设计名称化工原理课程设计课程设计题目乙醇-水混合液浮阀式精馏塔设计姓名廖银波学号070602211专业化学工程与工艺班级07化工（2）指导教师金真提交日期2010-12-30任务书（一）设计题目：乙醇-水混合液浮阀式精馏塔设计年处理量120000吨料液初温：25℃料液浓度：50%(质量分率)塔顶产品浓度大于：95% (质量分率)塔底釜液含量小于 0.3% 至1%(质量分率)每天实际生产天数：310天冷却水温度：25℃设备型式：浮阀塔（F1型）（二）操作条件（1）操作压力：常压（2）进料热状态：自选（3）回流比：自选（4）塔底加热：间接蒸汽加热（5）单板压降≤0.7 KPa（三）设计内容1设计说明书的内容（1）精馏塔的物料衡算；（2）塔板数的确定；（3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；（4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；（5）塔板主要工艺尺寸的计算；（6）塔板的流体力学验算；（7）塔板的负荷性能图；（8）塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型（9）精馏塔接管尺寸计算；（10）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2、设计图纸要求：（1）确定精馏装置流程，会出流程示意图；（2）绘制精馏塔装置图（3）相关图表（四）参考资料1.性数据的计算与图表2.化工工艺设计手册3.化工过程及设备设计4.化学工程手册5.化工原理目录任务书 (2)目录 (3)前言 (5)1．设计简介 (5)2．设备选型 (5)3．工艺流程确定 (7)4.设计方案 (8)一．设备工艺条件的计算 (10)1.精馏塔物料衡算 (10)1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (10)1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (10)1.3物料衡算 (10)2.物性参数 (12)2.1平均摩尔质量 (12)2.2密度 (13)2.3混合物粘度 (14)2.4表面张力 (14)2.5相对挥发度 (14)3.理论塔板数的确定 (15)3.1回流比 (15)3.2操作线方程 (15)3.3理论塔板数的确定 (16)4.塔结构的计算 (18)4.1塔径的计算 (18)5.塔主要工艺尺寸的计算 (20)5.1溢流装置的计算 (20)5.2塔板的布置 (22)二．塔板的流体力学计算 (24)1．塔板压降 (24)2．液泛计算 (26)3．漏液 (27)4．液沫夹带量的计算 (27)5．板负荷性能图 (29)5.1雾沫夹带线 (29)5.2液泛线 (30)5.3液相负荷上限 (31)5.4漏液线 (31)5.5液相负荷下限线 (31)三．塔附件及塔高的计算 (33)1．进料管 (33)2．回流管 (33)3.塔釜出料管 (33)4.塔顶蒸气出料管 (33)5.塔釜进气管 (34)6.冷凝器的选择 (34)7．再沸器的选择 (34)8．塔高 (35)四.主设备图 (36)五．流程图 (38)六．计算结果总汇 (39)七．符号说明 (40)八．参考文献 (41)前言1．设计简介（1）设计内容蒸馏是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
目录1 目录 (1)2 设计任务书 (4)3 设计方案的确定及流程说明 (5)3.1 塔的类型选择 (5)3.2 塔板类型的选择 (5)3.3 塔压确定 (5)3.4 进料热状况的选择 (5)3.5 塔釜加热方式的确定 (5)3.6 塔顶冷凝方式 (6)3.7 塔板溢流形式 (6)3.8 塔径的选取 (6)3.9 适宜回流比的选取 (6)3.10 操作流程 (6)4 塔的工艺设计 (7)4.1 精馏塔全塔物料浓度计算： (7)4.2 理论板的计算 (7)4.2.1 最小回流比的计算 (7)4.2.2 理论板数的计算 (8)4.2.3 塔板效率的计算 (13)4.2.3.1 塔顶的温度t D 的计算 (13)4.2.3.2 塔底的温度t W 和总板效率E T 的计算 (14)4.2.4 实际板数的计算 (16)4.2.5 进料温度的计算 (16)4.3 平均参数的计算 (17)4.3.1 全塔物料衡算 (17)4.3.2 平均温度的计算 (17)4.3.3 平均压力的计算 (17)第 1 页4.3.4 气液两相平均密度的计算 (18)4.3.4.1 气液相组成的计算 (18)4.3.4.2 各液相平均密度的计算 (19)4.3.4.3 平均相对分子量的计算 (20)4.3.4.4 各气相平均密度的计算 (21)4.3.5 平均表面张力的计算 (22)4.3.6 气液两相平均体积流率的计算 (25)4.4 塔径的初步设计 (26)4.4.1 精馏段塔径的计算 (26)4.4.2 提馏段塔径的计算 (27)4.5 塔高的设计计算 (28)5 塔板结构设计 (30)5.1 溢流装置计算 (30)5.2 塔板及浮阀设计 (31)5.2.1 塔板的结构尺寸 (31)5.2.2 浮阀数目及排列 (32)5.2.2.1 精馏段浮阀数目及排列 (32)5.2.2.2 提馏段浮阀数目及排列 (34)5.3 塔板流体力学验算 (35)5.3.1 气相通过浮阀塔板的压降 (35)5.3.1.1 精馏段压降的计算 (35)5.3.1.2 提馏段压降的计算 (36)5.3.2 液泛 (36)5.3.2.1 精馏段液泛计算 (36)5.3.2.2 提馏段液泛计算 (37)5.3.3 雾沫夹带 (37)5.3.4 漏液 (38)6 塔板负荷性能图 (38)6.1 雾沫夹带线 (38)6.2 液泛线 (38)6.3 液相负荷上限线 (39)6.4 漏液线 (39)6.5 液相负荷下限线 (39)6.6 塔板负荷性能图 (40)6.6.1 精馏段塔板负荷性能图 (40)6.6.2 提馏段塔板负荷性能图 (41)7 附属设备设计 (43)7.1 产品冷却器设计选型 (43)7.2 接管尺寸计算 (44)7.2.1 进料管 (44)7.2.2 塔顶蒸汽出口管 (44)7.2.3 回流液入口管 (45)7.2.4 塔顶出料管 (45)7.2.5 塔底出料管 (46)7.2.6 塔底蒸汽入口管 (46)8 设计结果汇总 (47)8.1 各主要流股物性汇总 (47)8.2 浮阀塔设计参数汇总 (47)8.3 产品冷却器设计结果汇总 (48)8.4 接管尺寸汇总 (48)9 设计评述及感悟 (49)10 参考文献 (50)11 附录 (51)附录1 主要符号说明 (51)附录2 乙醇——水系统的气液平衡数据表 (51)附录3 不同温度下乙醇和水的粘度 (52)附录4 不同温度下乙醇和水的密度 (53)附录5 不同温度下乙醇和水的表面张力 (53)12 附图 (53)第 3 页2 设计任务书一、设计题目：乙醇——水体系浮阀式精馏塔设计二、设计任务及条件1.进精馏塔料液含乙醇25%(质量分数)，其余为水。
