年生产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计书

年产8万吨丙烯的生产工艺设计（精馏工段）设计长江大学工程技术学院毕业设计(论文)年产8万吨丙烯的生产工艺设计题目名称（精馏工段）题目类型毕业设计系部化学工程系专业班级化工60学生姓名指导教师辅导教师时间2011.11.20至2012.06.20目录毕业论文(设计)任务书 (Ⅰ)开题报告 (Ⅱ)指导教师审查意见 (Ⅲ)评阅教师评语 (Ⅳ)答辩会议记录 (Ⅴ)中文摘要 (Ⅵ)英文摘要 (Ⅶ)1 前言 (1)2 选题背景 (2)2.1 课题的来源、目的和意义 (2)2.2 国内外现状、发展趋势及存在的主要问题 (2)2.3 研究的指导思想与技术路线 (5)3 方案论证 (7)3.1 低压热泵工艺流程 (7)3.2 高压丙烯精馏流程 (7)4 过程论述 (9)4.1 基本原理 (9)4.2 丙烯的性质 (9)4.3 工艺流程 (11)4.4 精馏工段工艺计算 (11)5 结果分析 (44)6 结论或总结 (45)参考文献 (45)致谢 (47)长江大学工程技术学院毕业设计(论文)任务书系化学工程系专业化学工程与工艺班级学生姓名指导教师/职称/1.毕业论文(设计)题目：年产8万吨丙烯的生产工艺设计（精馏工段）2.毕业论文(设计)起止时间：20 年11月20日～20 年6月20 日3.毕业论文(设计)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）主要书目：1. 石油化学工业丛书·烯烃工学；2. 石油炼制工程；3. 有机化工工艺学等。

主要期刊：1. 石油炼制技术；2. 石油炼制工程等。

原始数据：原材料、中间产品、成品物性数据及企业生产的相关数据。

4．毕业论文(设计)应完成的主要内容（1）了解石油催化裂化进展和技术装备的最新动态（2）掌握气体分馏技术的共同特点和流程（3）设计出合理的精馏工艺流程（4）作出全面的物料平衡和热量平衡（5）完成丙烯精馏塔和再沸器的工艺结构计算（6）绘制四张工程图纸（带控制点的工艺流程图、设备平面布置图、精馏塔和再沸器工艺结构装配图）（7）对本设计的评述和体会（8）外文翻译一篇5．毕业论文(设计)的目标及具体要求（1）11.20~3.26 收集资料，完成开题报告并提交指导老师审阅。

浮阀塔的设计示例浮阀塔是一种常见的化工设备，用于气体和液体之间的质量传递，尤其是在蒸馏和萃取过程中。

下面是一个浮阀塔的设计示例，重点介绍了它的结构和操作原理。

1.设计目标：本浮阀塔的设计目标是实现高效的质量传递，提高分离效果和产品纯度。

同时，保证设备的安全和可靠性，减少设备的能耗和维护成本。

2.结构设计：该浮阀塔采用垂直立式结构，内部分为多个塔板，每个塔板上安装有浮阀。

塔板之间通过气体和液体的穿孔连接。

在塔顶设置有进料口和出料口，而在塔底则设置有底流液收集器。

此外，还设计了塔壳和塔盖，用于保证设备的结构完整性。

3.操作原理：浮阀塔的操作原理基于浮阀的作用。

浮阀由一个密封球和一个杆连接组成。

当从塔底喷射的气体或液体经过塔板时，浮阀的球会被上升的气体或液体推起，从而打开通道，使气体或液体通过浮阀孔进入上方的塔板。

当上方的塔板上积聚足够的液体时，浮阀球会被液体推下，关闭通道，使液体停留在上方的塔板上。

通过不断重复这个过程，气体和液体之间的质量传递就得以实现。

4.浮阀的设计：浮阀的设计关键是选择合适的密封球和杆的材料，并确定其尺寸和重量。

一般来说，密封球和杆的材料要具有耐腐蚀和耐高温的特性，以满足不同工艺的要求。

此外，密封球的尺寸和重量需要根据气体和液体的流速和密度来确定，以保证浮阀的正常运行。

5.设备的操作与维护：为了确保浮阀塔的高效运行，需要进行定期的检查和维护工作。

首先，要检查浮阀是否正常工作，如有必要，需要更换损坏的浮阀。

其次，要及时清理塔板上的沉积物，以保证通道的畅通。

此外，还需要定期检查塔壳和塔盖的密封性，以防止气体或液体的泄漏。

6.设备的优化改进：针对该浮阀塔的优化改进措施主要包括以下几个方面：一是改善塔板的结构，增加塔板的布置密度，减小气液间的传质距离，从而提高质量传递效果。

二是采用节能技术，如加热和冷凝剂回收，减少能耗和环境污染。

三是引入自动控制系统，实现设备的自动化运行和监控，提高生产效率和安全性。

丙烯精馏塔工艺设计
首先，需要确定丙烯的纯度要求。

根据产品的不同要求，丙烯的纯度
可以在90%至99%之间。

纯度的提高会增加设备的复杂性和操作难度，需
要更加严密的工艺控制。

其次，需要确定进料温度和压力。

丙烯的开启温度在20-30°C之间，进料温度一般选取在此范围内，同时考虑到设备的工作压力，一般选择在0.5-1.5MPa之间。

在塔体内部，需要设计丙烯精馏塔的塔盘结构和填料形式。

一般来说，可以采用板式塔盘或填料塔盘的形式。

塔盘的选择要考虑到其分离效果、
压降和清洗难易程度等因素。

在操作方面，需要合理安排丙烯的进料、回流和副产品的排出。

通常
情况下，可以将丙烯精馏塔分为顶底两部分，顶部为蒸汽区，底部为液相区。

通过调节进料位置和回流比例，可以控制顶部的蒸汽流量和液位，从
而实现对丙烯纯度的控制。

此外，还需要考虑设备的安全性和可靠性。

在设计中要充分考虑到操
作的安全性，选择适用的材料和防腐措施，确保设备的正常运行。

最后，需要进行工艺参数和操作条件的优化。

通过模拟和实验手段，
确定最佳的进料流量、回流比例、操作压力和温度等参数，以实现最佳的
分离效果和经济效益。

总之，丙烯精馏塔的工艺设计需要充分考虑到丙烯的物化性质、产品
要求和设备安全性等因素，通过合理的设计和优化，实现最佳的分离效果
和经济效益。

大连理工大学化工原理课程设计丙烯---丙烷精馏装置设计学生：班级：学号：指导老师：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、管路设计和控制方案共七章。

说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。

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的指导和参阅！目录第一章概述 (3)第二章方案流程简介 (5)第三章精馏过程系统分析 (7)第四章再沸器的设计 (21)第五章辅助设备的设计 (30)第六章管路设计 (37)第七章控制方案 (40)设计心得及总结 (41)附录一主要符号说明 (42)附录二参考文献 (45)第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。

1．精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。

两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。

简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。

精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。

本设计为浮阀塔，浮阀的突出优点是效率较高取消了结构复杂的上升管和泡罩。

当气体负荷较低时，浮阀的开度较小，漏夜量不多；气体负荷较高时，开度较大，阻力又不至于增加较大，所以这种塔板操作弹性较大，阻力比泡罩塔板大为减小，生产能力比其大。

缺点是使用久后，由于频繁活动而易脱落或被卡住，操作失常。

所以塔板和浮阀一般采用不锈钢材料。

2．再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。

本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。

液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。

立式热虹吸特点：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。

丙烯—丙烷板式精馏塔设计丙烯-丙烷分离是石油炼制过程中的重要操作之一、丙烯-丙烷板式精馏塔是进行该分离的常见设备之一、本文将介绍丙烯-丙烷板式精馏塔的设计。

一、塔内结构设计1.塔径和塔高：根据丙烯-丙烷的物理性质和进出料的要求，决定塔径和塔高。

一般来说，塔径选择在0.5到2.5米范围内，塔高选择在20到30米范围内。

2.装塔板设计：为了提高分离效率，常采用板式结构。

根据工艺要求和流体性质，确定装塔板的类型、布置和数量。

常用的板式结构有筛板和壳程板。

筛板形状为圆形孔，使得流体分布更均匀；壳程板则是在板上装置隔流器，使流体分配均匀。

塔板的数量根据物料组分和分离要求确定。

3.塔壳设计：塔壳一般采用圆筒形结构，确保塔内压力稳定。

根据设计要求和工艺条件，确定壳体材料和厚度。

二、热量平衡设计1.进料和出料的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，计算出料的焓值，从而得到进出料之间的热量差。

2.塔板的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，在塔板上进行热量平衡计算，以确定塔板上液体和气体的温度和流量。

3.塔壳的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，在塔壳内进行热量平衡计算，以确定塔壳内的温度和流量。

三、物料平衡设计1.塔板的物料平衡计算：根据塔板上液体和气体的温度和流量，计算塔板上液体和气体的物料平衡，以确定各组分的质量分数。

2.塔壳的物料平衡计算：根据塔壳内的温度和流量，计算塔壳内的物料平衡，以确定各组分的质量分数。

四、压力平衡设计1.压力损失计算：根据装塔板和塔壳的结构参数，计算出塔板和塔壳内的压力损失，以确定塔板和塔壳的工作压力。

2.压力平衡设计：根据丙烯-丙烷的物理性质和工艺要求，确定塔板和塔壳的工作压力，从而确保各部分之间的流体压力平衡。

五、其他设计考虑因素1.材料的选择：根据工艺要求和流体性质，选择适当的材料，以确保设备的耐腐蚀性和机械性能。

2.设备的安全性和可靠性：考虑设备的安全性和可靠性，采取必要的安全措施，如设置安全阀、温度传感器等。

1 概述与设计方案简介本设计任务为分离乙醇和水的混合物。

对二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏装置。

本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。

塔顶上身蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液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。

该物系属不易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.6倍。

塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

2 工艺计算2.1 Rmin的确定乙醇-水体系为非理想体系，其平衡曲线有下凹部分，当操作线与q线的交点尚未落在平衡线之前，操作线已与平衡线相切，如图1所示。

为此恒浓区出现在切点附近。

此时Rmin可有点（xD,xD）向平衡线做切线的斜率求得。

图1最小回流比下操作线由图1可见，该切线的斜率为Rmin Rmin+1=85.98-29.2585.98-3.86求得Rmin=2.2337。

所以，R=1.6 Rmin=3.574。

由于物料采用泡点进料，q=1，则qn,V’=qn,V =qn,V0 =(R+1)qn,D =4.574 qn,DQn,L’ =qn,L +qn,F2.2 物料衡算原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数如下：乙醇的摩尔质量MA =46kg/kmol，水的摩尔质量MB =18kg/kmol，则xF =(0.25/46)/(0.25/46+0.75/18)=0.1154xD =0.94/460.9446+0.06/18=0.8598qn,D =25000×10008000×[0.8598×46+(1-0.8598)×18]=74.273kmol/h 由设计要求乙醇回收率为99%，故99%=qn,D×xDqn,F×xF得qn,F=qn,D×xD99%=558.97kmol/h又qn,V= (R+1)qn,D =4.574×74.273=339.724kmol/h由全塔物料衡算qn,F+qn,V=qn,D + qn,W故qn,W= qn,F+qn,V-qn,D=558.97+339.72-74.27=824.42 kmol/hqn,F×Xf + qn,V0×y0= q n,D×xD+qn,W×Xw得xw =558.97×0.1154-74.27×0.8598824.42=0.000792.3塔板数的确定2.3.1负荷qn,L =R qn,D =3.574×74.27=265.44 kmol/hqn,L’ =qn,L +qn,F =265.44+558.97=824.41 kmol/hqn,V= qn,V0=339.72 kmol/h2.3.2回收率由设计要求，塔顶乙醇的回收率为99%，塔底水的回收率为H=(qn,W (1-xW)- qn,V0)/(qn,F(1-xF))=824.42×1-0.00079-339.72558.97×(1-0.1154)=98.03%2.3.3操作线方程精馏段操作线:Y=RR+1x+1R+1xD ,即y=3.5743.574+1x+13.574+1×0.8598=0.7814x+0.188提馏段操作线：Y’=WV0X'-WV0XW=824.42339.72X'-824.42339.72×0.00079=2.4268X'-0.00192.3.4 用图解法求理论板数（见附图）总理论板数NT =25（不包括再沸器）进料板位置NF =22精馏段理论板数N精 =21提馏段理论板数N提 =42.3.5 实际板层数的初步求取设ET =54%，则精馏段实际板数N精 =21/54%=39提馏段实际板数N提 =4/54%=7NP =N精+N提=462.3.6 塔板总效率估算2.3.6.1 操作压力计算塔顶操作压力PD =101.325 kPa每层塔板压降△P=0.7 kPa塔底操作压力PW =PD +△P×46=133.525 kPa2.3.6.2 操作温度的计算乙醇和水的饱和蒸汽压均用安妥因方程计算，并通过试差法计算。

过程工艺与设备课程设计任务书―――丙烯---丙烷精馏装置设计学生姓名：杨筱恬班级：化工0810班学号：200844360指导老师：吴雪梅、潘艳秋完成时间：2011/7/3前言化工原理是化工及其相关专业学生的一门重要的技术基础课，其课程设计涉及多学科知识，包括化工，制图，控制，机械等各种学科，是一项综合性很强的工作；是锻炼工程观念和培养设计思维的好方法，是为以后的各种设计准备条件；是化工原理教学的关键环节，也是巩固和深化理论知识的重要环节。

本设计说明书包括概述、方案流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。

说明中对精馏塔的设计计算做了较为详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路和控制方案的设计也做了简要的说明。

在设计过程中，得到了潘艳秋老师和吴雪梅老师的指导，得到了同学们的帮助，同学们一起讨论更让我感受到设计工作是一种集体性的劳动，避免了不少错误。

鉴于本学生的经验和知识水平有限，设计中难免存在错误和不足之处，请老师给予指正感谢老师的指导和参阅！目录第一章概述 (7)1.1精馏塔 (7)1.2精馏塔型选择 (7)1.3板式塔板型选择 (9)1.4 R的选择 (10)1.5压力的选择 (10)1.6再沸器的选择 (10)1.7 冷却剂和冷凝器的选择（设计从略） (11)第二章方案流程简介 (12)2.1精馏装置流程 (12)2.2工艺流程 (12)2.3设备选用 (13)2.4处理能力及产品质量 (13)第三章精馏过程系统设计 (15)3.1设计条件 (15)3.1.1工艺条件 (15)3.1.2操作条件 (15)3.2塔顶、塔底温度与压力的确定 (15)3.2.1塔顶温度与压力的计算 (15)3.2.2.塔底温度与压力的计算 (16)3.3板数的核算、物料衡算及热量衡算 (16)3.3.1单位换算 (16)3.3.2回流比的计算 (17)3.3.3全塔物料衡算 (17)3.4精馏段气液负荷计算 (20)3.4.1塔顶混合物物性数据 (21)3.4.2精馏段气液负荷计算 (21)3.5塔高和塔径的计算........................................................................... 错误！未定义书签。

摘要 (3)1 前言 (3)1。

1 研究的现状及意义 (3)1.2 设计条件及依据 (10)1。

3 设备结构形式概述 (12)2 设计参数及其要求 (15)2.1 设计参数 (15)2。

2设计条件 (16)2.3设计简图 (17)3 材料选择 (18)3。

1 概论 (18)3。

2塔体材料选择 (18)3。

3裙座材料的选择 (18)4 塔体结构设计及计算 (19)4。

1塔体和封头厚度计算 (19)4.1。

1 塔体厚度的计算 (19)4.1。

2封头厚度计算 (20)4。

2塔设备质量载荷计算 (20)4。

3风载荷与风弯矩的计算 (24)4。

4地震弯矩的计算 (28)4.4。

1地震弯矩的计算 (28)4.4。

2偏心弯矩的计算 (30)4。

5各种载荷引起的轴向应力 (30)14.6塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (32)4。

6.1塔体的最大组合轴向拉应力校核 (32)4。

6。

2。

塔体和裙座的稳定校核 (33)4.7塔体水压试验和吊装时的应力校核 (36)4。

7.1水压试验时各种载荷引起的应力 (36)4。

7.2水压试验时应力校核 (37)4。

8基础环的设计 (38)4.8.1 基础环尺寸 (38)4。

8。

2基础环的应力校核 (38)4。

8.3基础环的厚度 (39)4.9地脚螺栓计算 (40)4.9.1地脚螺栓承受的最大拉应力 (40)4.9。

2地脚螺栓的螺纹小径 (41)符号说明 (42)小结 (46)参考文献................................................................................................................... 错误!未定义书签。

谢辞........................................................................................................................... 错误!未定义书签。

课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号1040902009系专业生化系2010 级化学工程与工艺指导教师胡建明2012 年12 月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2.全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1.精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。

根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。

板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。

本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。

设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。

浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。

本设计采用浮阀塔板。

2.加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。

采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。

故本设计采用泵直接加料。

3.进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。

课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号**********系专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2012年12月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2．全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1. 精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。

根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。

板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。

本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。

设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。

浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。

本设计采用浮阀塔板。

2. 加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。

采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。

故本设计采用泵直接加料。

3. 进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。

浮阀塔课程设计说明书题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。

（1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 maxu )(⨯=安全系数uvvl cu ρρρ-=max式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距mH T45.0=，板上液层高度mhL05.0=，则图中参数值为mh H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c，表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc csm u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max=⨯=⨯=安全系数u塔径mu V D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。

各项计算如下： ①堰长Wl ：取堰长D l W66.0=，即 m l W056.16.166.0=⨯=②出口堰高Wh ：OWL Wh h h-=采用平直堰，堰上液层高度OWh 可依下式计算：32)(100084.2Wh OWl L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OWh 值。

m021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=，查得m l h m L W hmh h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度dW 和面积fA ： 66.0=DlW由图103-查得：124.0,0721.0==DW A A dTf，则2145.001.20721.0m A f =⨯=mW d 199.06.1124.0=⨯=停留时间sL H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ，故降液管尺寸可用。

第一章 物料衡算与操作线方程1.1间接蒸汽加热方式下的物料恒算总物料衡算 F D W =+易挥发组分的物料衡算 F D W Fx Dx Wx =+式中：F ，D ,W —进料、馏出液和釜残液的流量，/kmol hF x —进料中易挥发组分的组成，摩尔分率 D x —馏出液中易挥发组分的组成，摩尔分率 W x —釜残液中易挥发组分的组成，摩尔分率苯的摩尔质量为78，甲苯的摩尔质量为92. 进料组成 35/35/65/AF A BM x M M =+ 35/7835/7865/92=+ 0.3884= 釜残液组成 2/2/98/AW A BM x M M =+ 2/782/7898/92=+ 0.02351=馏出液组成 99.8/99.8/0.2/AD A B M x M M =+99.8/7899.8/780.2/92=+0.9983= 塔顶馏出液的平均摩尔质量 0.998780.0029278.023D M =⨯+⨯=塔顶馏出液的流量 75.31094.34/3002478.0238D kmol h ⨯==⨯⨯ 全塔物料衡算 F D W =+ F DWF x D x W x =+ 代入相关数据得：252.47/F kmol h =，158.13/W kmol h =1.2精馏段操作线方程1.2.1最小回流比的确定对理想物系或对理想物系偏离不大的情况，最小回流比可直接由下式求得min D q q qx y R y x -=-其中：由以下两式联立求解：1(1)xy xαα=+-11F q q x qy x q q =+++ 选择饱和液体进料，故1q =，q F x x =根据塔顶和塔底组成0.9983F x =，0.02351W x =在苯-甲苯混合液的t x y --附图1中分别查出塔顶和塔底温度为分别为80.15D T C =︒, 109W T C =︒;然后查表1,110.6C ︒和105C ︒时苯和甲苯的饱和蒸汽压表1 不同温度下苯和甲苯的饱和蒸汽压用内插法求得80.15D T C =︒, 109W T C =︒时苯和甲苯的饱和蒸汽压，计算塔顶和塔底的相对挥发度A α和B α80.15D T C =︒时8580.158580.1116.9116.9101.33A P ο--=-- 得 101.49A P kPa ο= 8580.158580.1464640B P ο--=-- 得 96.95B P kPa ο= 塔顶相对挥发度 101.492.5340.06A DB P P οοα===109W T C =︒时110.6109110.6105240240204.2A P ο--=-- 得 229.7A P kPa ο= 110.6109110.6105101.33101.3386B P ο--=-- 得 96.95B P kPa ο= 塔底相对挥发度 229.772.3796.95A WB P P οοα===塔的平均相对挥发度2.45m α===表2 不同温度下苯和甲苯的组成()2.450.38840.60871(1)1 2.4510.3884q q q x y x αα⨯===+-+-⨯最小回流比为 m i n 0.99830.60871.770.60870.3884D q q qx y R y x --===-- 1.2.2适宜回流比的确定根据设计经验，一般物系的适宜回流比为 R = (1.1-2.0) min R 取min 22 1.77 3.54R R ==⨯= 1.2.3操作线方程 精馏段操作线方程10.77970.219911D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作线方程''''1''m m w m w L W L qF Wy x x x x L W L W L qF W L qF W ++=-=---+-+-''1 1.36920.00868m m y x +=-第二章 理论塔板数的确定本次设计采用直角梯级图解（M.T.图解法）将逐板计算过程在x y -相平衡图上进行，分别用平衡线和操作线代替平衡方程和操作线方程，用图解理论板的方法代替逐板计算法，则大大简化了求解理论板的过程。

浮阀塔课程设计任务书一、设计背景与目的浮阀塔作为一种重要的传质设备，广泛应用于石油化工、精细化工等行业的分离提纯过程中。

本次课程设计旨在通过浮阀塔的设计实践，使学生掌握传质设备的基本原理、设计方法和操作步骤，培养学生的工程实践能力和问题解决能力。

二、设计任务与要求1. 设计任务（1）根据给定的工艺条件和分离要求，选择合适的浮阀塔类型和结构；（2）确定浮阀塔的主要尺寸和操作参数，包括塔径、塔高、塔板数、进料位置等；（3）进行浮阀塔的流体力学计算和传质性能评估；（4）绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图；（5）编写浮阀塔的设计说明书和操作指南。

2. 设计要求（1）设计应符合安全生产、环境保护和节能减排的要求；（2）设计应充分考虑实际生产中的可操作性和可维护性；（3）设计应具有一定的经济性和先进性，降低生产成本，提高分离效率；（4）设计图纸应清晰、规范，符合相关标准和规范；（5）设计说明书和操作指南应详细、准确，便于他人理解和操作。

三、设计步骤与方法1. 收集相关资料，了解浮阀塔的基本原理、结构类型和应用范围；2. 分析工艺条件和分离要求，确定浮阀塔的设计目标和约束条件；3. 选择合适的浮阀塔类型和结构，进行初步的尺寸估算；4. 进行流体力学计算和传质性能评估，优化浮阀塔的设计参数；5. 绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图，编写设计说明书和操作指南；6. 进行设计评审和修改，完善浮阀塔的设计方案。

四、进度安排与时间节点1. 第一周：收集资料，了解浮阀塔的基本原理和结构类型；2. 第二周：分析工艺条件和分离要求，确定设计目标和约束条件；3. 第三周：选择合适的浮阀塔类型和结构，进行初步的尺寸估算；4. 第四周：进行流体力学计算和传质性能评估；5. 第五周：绘制浮阀塔的工艺流程图和设备布置图；6. 第六周：编写设计说明书和操作指南，进行设计评审和修改。

五、考核方式与评价标准1. 考核方式：课程设计报告、设计图纸、答辩表现等综合评价；2. 评价标准：设计的合理性、创新性、实用性、经济性等方面进行评价。

年产10万吨丙烯精制塔的工艺设计一、说明书(1) 丙烯生产概况简述。

（略）(2) 设计方案的确定与论证。

（略）(3) 本设计的工艺流程图（看附件），及流程说明（略）。

(4)工艺设计计算结果汇总，附属设备一览表，工艺管线接管尺寸汇总表，设计结果评价。

（略）（5）工艺计算。

（6）设备计算及选型。

（略）（7）参考文献。

二、丙烯精制塔的工艺计算（1）物料衡算1. 关键组分按多组分精馏确定关键组分；挥发度高的丙烯作为轻关键组分在塔顶分出；挥发度低的丙烷作为重关键组分在塔底分出。

原始数据见表一表一原始数据操作压力 p=1.74MPa （表压）。

年生产能力t 丙烯2. 计算每小时塔顶产量，每年的操作时间按8000h 计算。

由题目给定／8000=12500kg ／h3.计算塔釜组成设计比丙烷重的全部在塔底，比丙烷轻的全部在塔顶。

以100kg ／h 进料为基准，进行物料衡算见表二。

表二 物料衡算F=D+W%2.15100125.0004.025.7125.0=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-WD W D W 或 ⎩⎨⎧+=+=D W W D 100125.0996.075.92解得： W=8.116k g ／h D=100－8.1161＝91.8839 k g ／h丙烷 x 83H WC =34.82125.0004.025.7004.005.7=+--WD D﹪丁烷x 104H WC =46.2125.0004.025.72.0=+-WD ﹪式中 F −原料液流量，k g ／h;D —塔顶产品（馏出液）流量，k g ／hW —塔底产品（釜残液）流量，k g ／h x W—釜液中各组分的质量分数。

4. 将质量分数换算成摩尔分数按下式计算： x A =CC B B M x M x M x M x W W A WAAWA ++式中 x A ——液相中A 组分的摩尔质量；A M 、MB 、MC ——A 、B 、C 组分的摩尔质量，kg/mol; x WA x WB x WC ——液相中A 、B 、C 组分的质量分数。