φ1200甲苯浮阀塔结构强度计算 毕业设计

精馏塔设计苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计1．课程设计的目的课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强训练1．查阅资料选用公式和搜集数据的能力2．树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。

3．迅速准确的进行工程计算（包括电算）的能力。

4．用简洁文字清晰表达自己设计思想的能力。

2 课程设计题目描述和要求精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，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和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，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的分离。

根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。

本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下：原料苯含量：质量分率= (30+0.5*学号)%原料处理量：质量流量=（10-0.1*学号）t/h [单号]（10+0.1*学号）t/h [双号]产品要求：质量分率：xd=98%，xw=2% [单号]xd=96%，xw=1% [双号]2工艺操作条件如下：常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=（1.2～2）Rmin。

3．课程设计报告内容3.1 流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯3.2 流程和方案的说明及论证3.2.1 流程的说明首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。

苯甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握苯甲苯浮阀塔的基本原理、结构和设计方法；技能目标要求学生能够运用所学知识进行苯甲苯浮阀塔的计算和设计，提高解决实际问题的能力；情感态度价值观目标要求学生培养对化工工艺的兴趣和责任感，增强团队合作意识和创新精神。

通过分析课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

二、教学内容根据课程目标，选择和教学内容，确保内容的科学性和系统性。

本课程的教学大纲包括以下内容：1.苯甲苯浮阀塔的基本原理：介绍苯甲苯浮阀塔的工作原理、特点和应用范围。

2.苯甲苯浮阀塔的结构：讲解浮阀塔的各个组成部分及其功能，包括塔体、塔板、浮阀等。

3.苯甲苯浮阀塔的设计方法：教授浮阀塔的设计步骤和方法，包括塔径、塔板面积、浮阀开度等参数的计算。

4.苯甲苯浮阀塔的优化：介绍浮阀塔的优化方法，如塔板形状、塔内流体力学性能等。

5.苯甲苯浮阀塔的案例分析：分析实际工程中的苯甲苯浮阀塔案例，加深学生对知识的理解和应用能力。

教学内容的安排和进度将根据学生的学习情况适时调整，以确保教学目标的实现。

三、教学方法选择合适的教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：通过教师的讲解，系统地传授苯甲苯浮阀塔的相关知识，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。

3.案例分析法：分析实际工程案例，让学生将所学知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。

4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行苯甲苯浮阀塔的模拟设计，增强实践能力。

通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣，培养学生的主动性和创新精神。

四、教学资源选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等，以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

化工原理课程设计设计题目：苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人：班级：学号：指导老师：设计时间：目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目：苯—甲苯连续精馏塔（浮阀塔）的设计一、工艺设计部分（一）任务及操作条件1. 基本条件：含苯25％(质量分数，下同)的原料液以泡点状态进入塔内，回流比为最小回流比的1.25倍。

2. 分离要求：塔顶产品中苯含量不低于95％，塔底甲苯中苯含量不高于2％。

3. 生产能力：每小时处理9.4吨。

4. 操作条件：顶压强为4 KPa (表压)，单板压降≯0.7KPa，采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。

（二）塔设备类型浮阀塔。

（三）厂址：湘潭地区（年平均气温为17.4℃）（四）设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。

2. 塔及塔板的工艺计算塔高（含裙座）、塔径及塔板结构尺寸；塔板流体力学验算；塔板的负荷性能图；设计结果概要或设计一览表。

3. 辅助设备计算及选型（注意：结果要汇总）。

4. 自控系统设计（针对关键参数）。

5. 图纸：工艺管道及控制流程图；塔板布置图；精馏塔的工艺条件图。

6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下：1. 封面（设计题目，设计人的姓名、班级及学号等）2. 目录3. 设计任务书4. 前言（课程设计的目的及意义）5. 工艺流程设计6. 塔设备的工艺计算（计算完成后应该有计算结果汇总表）7. 换热器的设计计算与选型（完成后应该有结果汇总表）8. 主要工艺管道的计算与选择（完成后应该有结果汇总表）8. 结束语（主要是对自己设计结果的简单评价）9. 参考文献（按在设计说明书中出现的先后顺序编排，且序号在设计说明书引用时要求标注）10. 设计图纸三、主要参考资料[1] 化工原理；[2] 化工设备机械基础；[3] 化工原理课程设计；[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平；胡忠于；陈东初；黄念东五、时间安排第17周～第18周前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关其他课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。

第一篇化工原理课程设计任务书1.1设计题目苯-甲苯连续精馏（浮阀）塔的设计1.2设计任务1、精馏塔设计的工艺计算及塔设备计算（1）流程及操作条件的确定；物料衡算及热量衡算；（2）塔板数的计算；（3）塔板结构设计（塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图）；（4）塔体各接管尺寸的确定；（5）冷却剂与加热剂消耗量的估算。

2.设计说明及讨论3.绘制设计图（1）流程图（A4纸）；（2）塔盘布置图（8开坐标纸）；（3）工艺条件图（1号绘图纸）。

1.3原始设计数据1、原料液：苯-甲苯，其中苯含量为35 %（质量），常温；2、馏出液含苯：99.2 %（质量）；3、残液含苯： 0.5 %（质量）；4、生产能力：4000 (kg/h).第二篇流程及流程说明为了能使生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。

贮罐中的原料液用机泵泵入精馏塔，塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液，精馏塔塔顶设有全凝器，冷凝液部分利用重力泡点回流部分连续采出到产品罐（具体流程见附图）。

在流程确定方案选择上，本设计尽可能的减少固定投资，降低操作费用，以期提高经济效益。

1、加料方式的选择：设计任务年产量虽小，但每小时4000Kg的进料量，为维持生产稳定，采用高位槽进料，从减少固定投资，提高经济效益的角度出发，选用泡点进料的加料方式。

2、回流方式的选择：塔的生产负荷不大，从降低操作费用的角度出发，使用列管式冷凝器，利用重力泡点回流,同时也减少了固定投资。

3、再沸器的选择：塔釜再沸器采用卧式换热器，使用低压蒸汽作为热源，做到了不同品位能源的综合利用，大大降低了能源的消耗量。

第三篇 设计计算3.1全塔的物料衡算1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数，进料h km ol 4000=F35%78.110.33835%78.1165%92.13F x ==+（摩尔百分数）0.5%78.110.005890.5%78.1199.5%92.13W x ==+（摩尔百分数）99.2%78.110.99399.2%78.110.8%92.13D x ==+（摩尔百分数）2、求平均分子量，将h kg 换算成 h km ol进料处: 78.110.38892.130.61286.69kg kmol F M =⨯+⨯= 塔顶处: 78.110.99392.130.00778.21kg kmol D M =⨯+⨯= 塔釜处: 78.110.0058992.130.9941192.05kg kmol W M =⨯+⨯= 进料: kmol/h 46.144000/86.69==F 3、全塔的物料衡算由物料衡算得：F F DF W DF x W x D x =+⎧⎨⨯=⨯+⨯⎩代入数据得： ⎩⎨⎧⨯+⨯=⨯+=993.000589.0388.014.4614.46D W DW解之得： ⎩⎨⎧==h kmol 86.17hkmol 28.28D W3.2相对挥发度α及回流比Rα：1、求全塔平均相对挥发度表3-11 2 3 4 5 6 7 8 9 t C。

目录第1章前言 (3)1.1设计题目 (3)1.2精馏及精馏流程 (3)1.3精馏的分类 (4)1.4精馏操作的特点 (4)1.5塔板的类型与选择 (5)1.6相关符号说明 (5)第2章精馏塔的精馏段的设计计算 (7)2.1设计方案的确定 (7)2.2精馏塔的物料衡算 (7)2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)2.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)2.2.3物料衡算 (8)2.3塔板数的确定 (8)2.3.1理论板层数的确定 (8)2.3.2实际板层数求取 (10)2.4精馏塔的精馏段工艺条件及有关物性数据的计算 (11)2.4.1精馏段的操作压力 (11)2.4.2精馏段的操作温度 (11)2.4.3精馏段气、液混合物的平均摩尔质量 (11)2.4.4精馏段气、液相的平均密度 (12)2.4.5精馏段液相平均表面张力 (12)2.5精馏段的塔体工艺尺寸计算 (13)2.5.1精馏段塔径和实际空塔气速的确定 (13)2.5.2精馏段精馏塔有效高度的求取 (15)2.6精馏段塔板主要工艺尺寸的计算 (15)2.6.1精馏段溢流装置性能参数的确定 (15)2.6.2精馏段塔板布置及浮阀的数目与排列 (16)2.7精馏段塔板流体力学验算 (18)2.7.1精馏段气相通过浮阀塔板的压降 (18)2.7.2精馏段降液管中清夜层高度的确定 (19)2.8精馏段塔板负荷性能图 (20)2.8.1精馏段雾沫夹带线 (20)2.8.2精馏段液泛线 (21)2.8.3精馏段液相负荷上限线 (22)2.8.4精馏段漏液线 (22)2.8.5精馏段液相负荷下限线 (22)第3章浮阀塔板工艺设计结果一览表 (24)第4章设计过程的评述和讨论 (25)4.1回流比的选择 (25)4.2塔高和塔径 (25)4.3精馏塔的操作和调节 (25)第5章塔附件设计 (26)5.1附件的计算 (26)5.1.1接管 (26)5.1.2筒体与封头 (27)参考文献 (29)课程设计心得 (30)第1章前言1.1 设计题目苯－甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔）1.2 精馏及精馏流程精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。

苯甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握苯甲苯浮阀塔的基本原理、结构和设计方法。

具体包括以下三个方面：1.知识目标：（1）了解苯甲苯浮阀塔的定义、分类和应用领域；（2）掌握苯甲苯浮阀塔的工作原理、结构特点和设计原则；（3）熟悉苯甲苯浮阀塔的优缺点和性能评价。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决苯甲苯浮阀塔的实际问题；（2）具备初步设计苯甲苯浮阀塔的能力；（3）学会查阅相关资料，进行技术创新和优化。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工工艺的兴趣和热情，提高专业素养；（2）培养学生勇于探索、创新的精神，树立正确的价值观；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力，增强社会责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.苯甲苯浮阀塔的定义、分类和应用领域；2.苯甲苯浮阀塔的工作原理、结构特点和设计原则；3.苯甲苯浮阀塔的优缺点和性能评价；4.苯甲苯浮阀塔的设计方法和步骤；5.苯甲苯浮阀塔在化工工艺中的应用案例。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解苯甲苯浮阀塔的基本概念、原理和设计方法；2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解苯甲苯浮阀塔的原理和应用；3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，增强实践能力；4.讨论法：分组讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题。

四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工工艺学》、《化工设备设计》等；2.参考书：相关论文、专利、设计手册等；3.多媒体资料：图片、视频、动画等；4.实验设备：苯甲苯浮阀塔模型、实验室仪器等。

通过以上教学资源的使用，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。

五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等方面的表现，评估学生的学习态度和积极性。

分离苯-甲苯混合物的浮阀塔设计——毕业设计化工原理课程设计说明书设计项目：分离苯－甲苯混合物的浮阀塔设计学院名称：环境科学与工程学院专业班级：再生资源科学与技术10级姓名：张胜学号：201010703110指导老师：陈樑黄兵化工原理课程设计任务书一、设计题目分离苯和甲苯混合物的浮阀塔设计二、设计任务及操作条件现受一化工厂所托，设计一分离苯与甲苯的浮阀塔，其设计操作条件如下：1、混合物流量5/，其中易挥发组分含量为35%（质量比）；F kg s2、要求塔顶馏出液中含苯98%，塔釜残液中含苯不大于1.7%；3、塔内为常压操作；4、进料热状况为泡点，饱和液体进料；5、塔顶为全凝器，泡点回流，冷却水进出冷凝器的温度分别为20℃和30℃；6、再沸器用绝压为200KPa的饱和蒸汽加热，在泡点下排出；7、总板效率为50%；8、采用F1型浮阀塔三、设计内容1、设计方案的选择及流程的确定；2、塔的物料衡算、热量衡算；3、塔的主要工艺尺寸的确定；（1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学验算（3）塔板的负荷性能图4、辅助设备的选型与计算5、绘制工艺流程图（2号图）6、绘制浮阀塔的设备图（1号图纸）7、编写设计说明书目录设计任务书 (2)一、前言 (4)二、苯－甲苯精馏塔工艺设计 (12)（一）塔板数的求解 (12)（二）塔高的计算 (18)（三）密度计算 (18)（四）塔径的计算 (19)（五）塔的尺寸计算 (21)（六）塔板流体力学验算 (25)（七）塔板负荷性能图 (29)（八）计算结果汇总 (33)（九）能量衡算 (35)三、塔的附件设计 (36)四、结论 (40)五、参考文献 (42)第1章前言1.1 塔设备的设计背景塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。

塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。

在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。

毕业设计分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔专业：过程装备与控制工程二〇一四年十一月目录一、设计任务书（一）设计题目（二）设计条件（三）设计内容二、塔板的工艺设计（一）精馏塔的全塔物料衡算（二）塔板数的确定（三）精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算（四）塔径的计算（五）塔板工艺尺寸计算（六）塔板流体力学验算（七）塔板负荷性能图三、塔板设计一览表四、塔高的设计计算五、总装图六、设计总结七、参考文献一、设计任务书（一）设计题目分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔（二）设计条件进料组成：40%苯（摩尔分率，下同）分离要求：溜出液组成中苯为95%釜残液组成中苯为5%处理量：每小时100千摩尔苯-甲苯混合液进料热状况：泡点进料回流比：工作压强：常（三）设计内容1）工艺计算确定塔板数2）精馏塔主要结构尺寸设计A、确定塔高和塔径B、精馏段一块塔板结构设计C、塔板流体力学验算及负荷性能图3）设计一览表4）总装图二、塔板的工艺设计塔板负荷性能图塔径设计一览表浮阀塔板工艺设计计算结果设计计算过程备注塔高计算所以H=400+(22-6-2)×450+6×650+300+2400=14000mm塔总高为14m总装图设计总结通过本次设计，让自己进一步对精馏塔的认识加深，体会到课程设计是我们所学专业课程知识的综合应用的实践训练，也深深感受到做一件事，要做好是那么的不容易。

在本次设计中，我结合书本与网上的一些知识来完成了自己的课程设计。

在此次设计中虽然自己做了近两周时间,深深体会到计算时的繁锁。

计算时有许多是根据老师指定数据来算的如：塔板间距、上液层高度、加热蒸汽压强，质量流量等，这些对于我们这些只学了一些简单的理论知识的学生来说简直是难上加难，以至于自己再算到这些时，算了一次又一次，才满足了工艺要求。

再次，虽然，自己经过很长时间来完成自己的设计内容的计算，一遍又遍，但还是觉得不算苦，必定有一句“千里之行，始于足下”。