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课程设计说明书课程设计名称化工原理课程设计课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计姓名学号专业班级指导教师提交日期化工原理课程设计任务书(一)设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计(二)设计任务及操作条件设计任务(1)原料液中含氯苯35% (质量)。
(2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2％(质量)。
(3)年产纯度为99.8％的氯苯吨41000吨操作条件(1)塔顶压强4KPa(表压)，单板压降小于0.7KPa。
(2)进料热状态自选。
(3)回流比R=（1.1-3）Rmin(4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压)设备型式F1型浮阀塔设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行。
（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) 塔板负荷性能图；8) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
9) 辅助设备的设计与选型2．设计图纸要求：1) 绘制工艺流程图2) 绘制精馏塔装置图（四）参考资料1．物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．化工原理苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据其他物性数据可查有关手册。
目录前 言 (6)1．设计方案的思考 (6)2.设计方案的特点 (6)3．工艺流程的确定 (6)一．设备工艺条件的计算 (8)1．设计方案的确定及工艺流程的说明 (8)2．全塔的物料衡算 (8)2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8)2.2 平均摩尔质量 (8)2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 (8)3．塔板数的确定 (9)3.1理论塔板数T N 的求取 (9)3.2 确定操作的回流比R (10)3.3求理论塔板数 (11)3.4 全塔效率T E (12)3.5 实际塔板数p N （近似取两段效率相同） (13)4．操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13)4.1平均压强m p (13)4.2 平均温度m t (14)4.3平均分子量m M .......................................................... 14 4.4平均密度m ρ . (15)4.5 液体的平均表面张力m σ (16)4.6 液体的平均粘度mL μ, ..................................................... 17 4.7 气液相体积流量 .......................................................... 18 6 主要设备工艺尺寸设计 .. (19)6.1 塔径 .................................................................... 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (20)7.1 溢流装置 (20)7.2 塔板布置 (23)二 塔板流的体力学计算 ......................................................... 25 1 塔板压降 .. (25)2液泛计算 (27)3雾沫夹带的计算 (28)4塔板负荷性能图 (30)4.1 雾沫夹带上限线 (30)4.2 液泛线 (31)4.3 液相负荷上限线 (32)4.4 气体负荷下限线（漏液线） (33)4.5 液相负荷下限线 (33)三板式塔的结构与附属设备 (35)1塔顶空间 (35)2塔底空间 (36)3人孔数目 (36)4塔高 (36)浮阀塔总体设备结构简图： (37)5接管 (38)5.1 进料管 (38)5.2 回流管 (38)5.3 塔顶蒸汽接管 (39)5.4 釜液排出管 (39)5.5 塔釜进气管 (40)6法兰 (40)7筒体与封头 (41)7.1 筒体 (41)7.2 封头 (41)7.3 裙座 (41)8附属设备设计 (41)8.1 泵的计算及选型 (41)8.2 冷凝器 (42)8.3 再沸器 (43)四计算结果总汇 (44)五结束语 (45)六符号说明： (45)前言1．设计方案的思考通体由不锈钢制造，塔节规格Φ25～100mm、高度0.5～1.5m，每段塔节可设置1～2个进料口/测温口，亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。
化工原理课程设计––––浮阀式精馏塔的设计学校：班级：姓名：学号：指导教师：时间：课程设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀式精馏塔二、设计的原始数据及分离要求1、原料的规格及分离要求：（1）、生产能力：年处理苯—甲苯混合液6.0万吨（2）、年开工率：8000小时（3）、原料组成：苯含量45%（质量分率）（4）、进料热状况:饱和液体（5）、分离要求：塔顶苯含量不低于95%（质量分率）塔底苯含量不高于5%（质量分率）2、生产条件：（1）操作条件：常压（2）操作温度：原料和产品均为常温（25℃）（3）塔顶冷凝器：用循环水冷却（进口温度28℃）（4）塔底在沸器：用饱和水蒸气加热（5）回流比：取最小回流比的1.4倍三、设计要求：1、编制设计说明书（1）流程的确定及说明（2）精馏塔的设计计算（3）浮阀塔盘结构设计和计算（4）对设计结果讨论（5）参考文献2、绘制精馏系统工艺流程图四、指导教师：李英杰五、设计时间：2011年12月目录前言---------------------------------------------------------------------------------4 1.精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------------------5 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率---------------------------------------5 1.2．原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量--------------------------------51.3．物料衡算-------------------------------------------------------------------52.塔板数的确定---------------------------------------------------------------------5 2.1．理论板层数NT的求取-----------------------------------------------------5 2.2最小回流比及操作回流比----------------------------------------------------5 2.3精馏塔的气、液相负荷-------------------------------------------------------6 2.4操作线方程-------------------------------------------------------------------62.5塔的有效高度-----------------------------------------------------------------63.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------73.1精流段塔体工艺尺寸计算---------------------------------------------------73.2塔经的计算------------------------------------------------------------------73.3 溢流装置-----------------------------------------------------------------------------------84.塔板负荷性计算--------------------------------------------------------------------------------114.1. 雾沫夹带线----------------------------------------------------------------------------114.2漏液线------------------------------------------------------------------------------------124.3液相负荷上限线-------------------------------------------------------------------------124.4液相负荷下限线-------------------------------------------------------------------------12 参考目录----------------------------------------------------------------------------14前言在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
目录第一部分：设计任务书 (3)第二部分：工艺流程图 (3)第三部分：设计方案的确定与说明 (4)第四部分：设计计算与论证 (4)一．板式塔的工艺计算 (4)二．板式塔的工艺条件及物性资料计算 (7)三．板式塔的主要工艺尺寸计算 (10)四．塔板的流体力学验算 (13)五．塔板的负荷性能图 (14)六．主要接管尺寸计算 (17)七．辅助设备设计定型 (19)八．塔的总体结构 (23)九．塔的具体结构设计 (23)第五部分：设计结果概要 (25)第六部分：参考资料 (25)第七部分：心得体会 (26)第第一一部部分分：：设设计计任任务务书书一、 题目：酒酒精精连连续续精精馏馏板板式式塔塔的的设设计计。
二、 原始数据：1．原料：乙醇—水混合物，含乙醇29%<质量），温度27℃；2．产品：馏出液含乙醇94%<质量），温度38℃，残液中含酒精浓度≤0.07% 3．生产能力：日产酒精<指馏出液）12000 Kg ；4．热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为2.5 Kg f /c ㎡。
三、 任 务：1.确定精馏的流程，绘出流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置。
2.精馏塔的工艺设计和结构设计：选定塔板型，确定塔径、塔高及进料板的位置；选择塔板的结构型式、确定塔板的结构尺寸；进行塔板流体力学的计算<包括塔板压降、淹塔的校核及雾沫夹带量的校核等）。
3.作出塔的操作性能图，计算塔的操作弹性。
4.确定与塔身相连的各种管路的直径。
5.计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型，若采用直接蒸汽加热，需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。
6.其它。
四、 作业份量：1.设计说明书一份，说明书内容见《化工过程及设备设计》的绪论，其中设计结果概要一项具体内容包括：塔板数、塔高、塔径、板间距、回流比、蒸汽上升速度、热交换面积、单位产品热交换面积、蒸汽用量、单位产品蒸汽用量、冷却用水量、单位产品冷却用水量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量等。
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。
前言这次毕业设计是学生在大学期间的最后一次运用4年所学的知识，进行的一个综合性设计。
作为过程装备与控制工程专业的本科生，不仅需要牢固掌握基本的理论知识，还要在设计，实践的过程中学会应用。
正因为如此，认真地去做设计肯定对将来的工作的一次练兵，为今后的发展起到铺垫作用。
课题题目是Φ4500mm常压塔机械设计。
工作介质是原油，地点武汉，最高工作温度360℃，最高工作压力为0.15Mpa。
此常压蒸馏塔应用于炼油工艺过程中期，是最常用的一种单元设备之一。
由于原油具有其独特性，因此在设计时也很有必要去注意一些实际问题。
本设计说明书介绍了设计的主要过程,包括设计的思路。
从材料的选取，结构参数设计和选型，厚度计算，强度与稳定性校核，开孔补强设计，以及主要零部件的制造工艺等，都有基本的叙述。
为做到设计的正确性，合理性，就要严格按照设计原则进行，所有数据必须经过查表和计算得到，同时要考虑实际中存在的问题，比如安装吊运、检修等。
考虑到设备和生产的经济性,设计中遵循最优原则,即在满足基本要求的前提下最大限度地提高经济性和效率。
此书是对整个设计过程的记录以及整合。
全书分为五章,与装配图紧密相连,互成整体。
这次设计工作是由陈世民同学在何家胜副教授的指导以及同学的帮助合作下完成的,在此对提供过帮助的老师和同学表示谢意！但是由于设计者水平有限,肯定会有不妥甚至错误之处,如有发现,请读者指正为谢!编者2010.06.01摘要原油常压蒸馏作为原油加工的一次加工工艺，在原有加工流程中占有举足轻重的作用，其运行的好坏直接影响到整个原有加工的过程。
而在蒸馏加工的过程中最重要的分离设备就是常压塔。
因此，常压塔的设计好坏对能否获得高收益，搞品质的成品油油着直接的影响。
本次设计的常压塔是原油炼制工艺过程的中期塔设备。
设计时要考虑实际要求，遵循塔设备的设计原则，要经历需求分析、目标界定、总体结构设计、零部件结构设计、参数设计和设计实施这几个过程。
丙酮和水连续精馏浮阀塔设计说明书一、设计任务1.1 设计题目丙酮-水连续精馏浮阀塔的设计 1.2 原始数据1、塔顶产品(丙酮)：3.0 t/hr, XD =0.98 (质量分率)2、塔顶丙酮回收率：η=0.99 (质量分率)3、原料中丙酮含量：质量分率 = (4.5+1×学号)%=48.5%4、原料处理量：根据1、2、3返算进料F 、xF 、W 、 xW5、精馏方式：学号单号直接蒸汽加热、双号间接蒸汽，44号为间接蒸汽加热 M 丙酮=58g/mol M 水=18g/mol 1.3 设计任务1、确定全套精馏装置的流程，绘出流程图，表明所需的设备、管线及有关观测或控制所需的仪表和装置。
2、精馏塔的工艺设计及结构设计：选定板型，确定塔径、塔高及进料板位置；选择塔板的结构型式、确定塔的结构尺寸；进行塔板流体力学计算（包括塔板压降，淹塔校核及雾沫夹带量校核等）。
3、作出塔的操作性能图，计算塔的操作弹性。
4、确定与塔身相连的各种管路的直径。
5、计算全塔装置所用的，确定每个换热器的面积并进行初步选型，因采用直接蒸汽加热，还需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。
二、设计方案的选择及流程说明2.1 流程说明丙酮-水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。
塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。
塔釜采用直接蒸汽供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。
精馏装置有精馏塔、原料预热器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
丙酮—水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。
在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。
2.2 设计方案2.2.1操作压力丙酮-水混合体系在常压下为液态，且丙酮在常压下的沸点为56.48℃，水在常压下的沸点为100℃，两者沸点相差较大容易分离，但丙酮与水会形成共沸物，因此常规精馏塔不能得到无水丙酮，根据设计任务可知，产品要求低于丙酮水共沸物的浓度，故可以在常压就实现精馏，高压或真空操作都会引起操作上的其他问题以及设备费用的增加。
浮阀式精馏塔课程设计
一、设计任务和要求
1.设计一个浮阀式精馏塔，以满足给定的分离要求。
2.根据给定的进料条件、产品要求和操作条件，确定合适的操作方式和工艺参数。
3.使用适当的设计软件进行模拟和优化，以确定最佳塔体尺寸和分离效果。
4.编写设计报告，包括塔体尺寸、分离流程、操作条件、经济效益等方面的分析。
二、设计步骤
1.确定设计任务和要求，明确进料条件、产品要求和操作条件。
2.进行物性分析和热力学分析，选择合适的精馏分离流程。
3.根据流程图和工艺参数，使用设计软件建立浮阀式精馏塔的模型。
4.进行模拟计算，优化塔体尺寸和分离效果。
5.根据模拟结果，确定塔体尺寸、填料和附件等参数。
6.编写设计报告，包括流程图、模拟结果、塔体尺寸、经济效益等方面的分析。
7.准备答辩材料，向老师和同学展示设计成果。
三、注意事项
1.在设计过程中，应充分考虑安全、环保和经济效益等方面的因素。
2.注意数据的准确性和可靠性，以确保设计的可行性和可靠性。
3.在答辩过程中，应注意表达清晰、逻辑严谨，回答问题时要准确、全面。
四、总结
本课程设计通过模拟和优化浮阀式精馏塔，使我们更深入地了解了精馏分离的原理和工艺参数，提高了我们的工程设计能力和实际操作能力。
同时，也使我们认识到了工程实践中的复杂性和多样性，培养了我们的创新思维和实践能力。
在未来的学习和工作中，我们将不断积累经验，提高自己的综合素质和能力水平。
第三章设备选型-精馏塔设计说明书3.1 概述本章是对各种塔设备的设计说明与选型。
3.2设计依据气液传质分离用的最多的为塔式设备。
它分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。
设计所依据的规范如下：《F1型浮阀》JBT1118《钢制压力容器》GB 150-1998《钢制塔式容器》JB4710-92《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG21514-95《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001《建筑结构荷载规范》GB50009-20013.3 塔简述3.3.1填料塔简述(1)填料塔填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成。
填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。
填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。
常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。
填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。
该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0.5-1.2 m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6-8 m3/(m2.h)以保证填料润湿，液气比控制在2-10L/m3。
填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。
(2)规整填料塔填料分为散装填料、规整填料(含格栅填料) 和散装填料规整排列3种，前2种填料应用广泛。
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。
精馏塔设计说明书1.1 塔型选择根据生产任务，若按年工作日330天，每天开动设备24小时，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。
1.2 有关的工艺计算 1.2.1 精馏塔的物料衡算以年工作日为330天，每天开车24小时计，进料量为：3200000101104/3302422.86F kmol h ⨯==⨯⨯由全塔的物料衡算方程可写出： 总物料 F D W =+易挥发组分 F D W Fx Dx Wx =+将0.1736,0.8182,0.0004,1104FD W kmolx x x F h ====代入全塔物料衡算方程得：D=234 kmol h ，W=870 kmol h塔顶易挥发组分的回收率=100%99.99%DFDx Fx ⨯= 塔底难挥发组分的回收率=(1)100%95.28%(1)W F W x F x -⨯=-1.2.2 塔板数的确定1.2.2.1 最小回流比及操作回流比的确定由于是泡点进料，0.1736e F x x ==，即过点(0.1736,0.1736)做直线0.1736x =交平衡线于点e ，由点e 可读得0.495e y =，因此：min 0.81820.4951.00560.4950.1736D e e e x y R y x --===--R (适宜)=(1.1~2)min R所以可取操作回流比 1.5R =理论塔板数的确定精馏段操作线方程：10.60.32711D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作线方程：1 2.490.0006n m W m L W y x x x L W L W+''=-=-''--回流比R=1，则 1.557.8986.835kmol L RD h ==⨯=；因为是饱和液体进料，则q=1，86.835273.4360.235kmol L L F h'=+=+=q 线方程：0.1736x =在~y x 相图中分别画出上述直线，利用图解法可以求出T N =13 块(含塔釜)其中，精馏段11块，提馏2段块。
设计题目板式精馏塔设计成绩课程设计主要内容一、精馏塔优化设计计算1、精馏流程的确定2、塔的物料衡算3、塔的工艺条件及物性数据计算4、塔板数的确定5、塔径的初步设计6、溢流装置的设计7、塔板布置8、浮阀数n与开孔率 的确定9、塔板流动性能的校核10、塔板负荷性能图11、塔的结构与辅助设备的设计12、精馏塔主体装备的机械设计二、工艺流程图的设计及绘制三、精馏塔主体装配图的设计及绘制指导老师评语指导老师签名： 2011年月日课程设计任务书专业班级姓名设计题目：板式精馏塔设计设计设计时间：指导老师：设计任务：年处理35000吨乙醇—水溶液系统1.料液含乙醇 40（wt%） ,馏出液含乙醇 95（wt%）,残液含乙醇0.03（wt%）1.操作条件：（1）泡点进料，回流比R=2.3317R min。
（2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）。
（3）塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃。
（4）常压操作。
年工作日300~320 d，每天工作24 h。
（5）设备形式（浮阀塔）自选。
（6）安装地点：合肥任务来源：合肥酒厂设计成果：1.设计说明说一份2.主体设备装备图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸一张）。
目录中文摘要 (5)英文摘要 (5)前言 (6)一、设计方案确定 (7)1.1 精馏流程 (7)1.2设计方案论证及确定 (7)1.3. 操作压力：常压精馏 (8)1.4．q值得选择：泡点进料 (8)1.5．加热方式：间接蒸汽加热 (9)1.6回流比： (9)1.7.1 工艺草图 (9)1.8 工艺流程说明 (10)二．工艺计算 (10)2.1 物料衡算 (10)2.1.1. 将质量分数转换成摩尔分数 (10)2.1.2.平均摩尔质量 (11)2.1.3.物料衡算 (11)2.1.4.摩尔流量的计算 (11)2.2 塔板数确定 (11)2.2.1．理论塔板数NT的求取 (11)2.2.2.各物理参数的计算 (16)2.3.2.气相密度 (19)2.3.3塔效率的确定 (20)三实际板数 (21)4. 塔尺寸 (21)4.1 塔高 (22)4.2 塔径 (22)4.4 塔板布置及浮阀数目 (23)4.4.1降液管宽度与截面积 (23)4.4.2 流体力学验算 (23)4.4.3 塔板开孔率 (24)4.4.4单板压降 (25)4.4.5 淹塔校核与液（雾）沫夹带 (26)4.4.6 漏液 (28)4.4.7负荷性能图 (28)五、机械强度计算 (31)5.1圆筒体厚度 (31)5.2．载荷与应力分析 (31)5.3塔体与裙座操作质量 (33)5.4.1塔自震周期 (33)5.4.2 风载荷与风弯矩 (33)5.5. 强度与稳定性验算 (35)5.5.1 塔底危险截面2-2轴向应力及稳定性条件判断 (35)5.5.2 塔底（2-2）截面上的抗拉强度校核 (36)5.6．裙座的强度和稳定性计算 (36)5.6.1 裙座强度校核： (36)5.7 焊缝强度 (37)5.8 水压试验时塔的强度和稳定性验算 (37)5.8.1 水压试验时塔体环向应力稳定条件 (37)5.8.2水压试验时压力引起的轴向应力： (38)5.8.3 水压试验时重力引起的轴向应力： (38)5.8.4 由弯矩引起的轴向应力： (38)5.8.5 最大组合轴向拉应力将设备质量和风载荷校核： (38)5.9 裙座基础环设计： (38)5.9.1基础环内外径确定： (38)5.9.2基础环壁厚的确定： (39)5.9.3：裙座水压试验校核 (39)六、混凝土许应力校核 (41)七、地脚螺栓 (41)八、精馏塔的辅助设备的计算与选型 (41)8.1按管尺寸的计算 (41)8.2釜残夜输料管 (42)8.3回流管 (42)8.4塔顶上升蒸汽量 (42)8.5:加热蒸汽管 (43)8.6:冷凝器选型 (43)8.7:再沸器选型 (44)8.8：离心泵选取 (44)8.9：法兰选取 (44)九、全塔工艺设计结果汇 (45)表9－1 精馏塔工艺设计结果总表 (45)十一：符号意义 (48)十一、总结 (50)十二、参考资料： (51)十三：附录 (52)13.1最小回流比编程#include <stdio.h> (52)13.2理论塔板数编程 (53)13.3：总费用的编程 (55)中文摘要摘要:本设计是以浮阀塔为精馏设备分离乙醇—水混合溶液。
先找出乙醇和水的有关数据，针对此二元物系的精馏问题进行分析、计算、选型、核算。
以此利用Autocad作图求出最小回流比2.21和理论塔板数95块，利用编程求出R然后对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，确定了塔高为opt51.25m，塔径1.4m。
对塔的流体力学进行验证后，符合浮阀塔的操作性能。
经过对塔设备的强度计算，选取20R钢、壁厚18mm，满足设计要求。
关键词：浮阀塔乙醇设计英文摘要Abstract:In this design,the float vavle tower was used to distill and separate the ehanol—water solution. Firstly, the essential data of water and ehanol was found, and the minimum reflux ratio 2.21 and the theoretical plate number 95 was obtained through the diagram drawed by the software Autocad. After calculating the size of the tower and plate ,the diameter of the tower and the height of the tower was determined,and the result was 1.4 m and 51.25 m, respectively. At last, according to the liquid mechanic calculation of the tower , it was suitable to the capable of operating of this floating valve tower. By calculating the intensity of the tower,the thickness of the tower was got,and the thickness should meet the indensity requirement.Keywords: float vavle tower ehanol design前言本设计书介绍的是浮阀塔精馏的设计，其中包括设计方案的确定、塔主要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说明、设计结果概要及一览表等几大内容。
本设计主要用于分离酒精和水的混合物，利用浮阀塔将其进行精馏分离。
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，以达到较高的传质效率。
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，并经过核对与验算，总体来说有一定的合理性。
正文一、设计方案确定1.1 精馏流程精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等,为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接送入塔原料，乙醇、水混合原料液经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经分配器一部分回流，一部分经过冷却器后送入产品储槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后为冷却水循环利用。
她板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要的优点是操作弹性较大，液气比范围较大，不易堵塞；但由于生产能力及板效率底，已逐渐被筛孔塔板和浮阀塔板所替代。
筛孔塔板优点是结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压强底，生产能力大；其缺点是筛孔易堵塞，易产生漏液，导致操作弹性减小，传质效率下降。
而浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了前述两种塔板的优点。
浮阀塔板结构简单，制造方便，造价底；塔板开孔率大，故生产能力大；由于阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，故塔板效率较高。
但浮阀塔板也有缺点，即不易处理易结焦、高粘度的物料，而设计的原料是乙醇-水溶液，不属于此类。
故总结上述，设计时选择的是浮阀塔板。
1.2设计方案论证及确定1.2.1 生产时日及处理量的选择：设计要求塔年处理11.5万吨乙醇—水溶液系统，年工作日300d，每天工作24h。
1.2.2 选择用板式塔不用填料塔的原因：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，不会产生液泛等不正常流动。
（2）效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，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降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。
（4）有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会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。
故选用板式塔。
1.2.3 板式精馏塔选择浮阀塔的原因：（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%。
1.3. 操作压力：常压精馏对于乙醇－水体系，在常压下已经是液态，且乙醇－水不是热敏性材料，在常压下也可成功分离，所以选用常压精馏。
因为高压或者真空操作会引起操作上的其他问题以及设备费用的增加，尤其是真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用增加。
