下载文档原格式
设计任务书设计题目：苯－甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件：常压： 1p atm =处理量：100Kmol h进料组成： 0.45f x =馏出液组成： 98.0=d x釜液组成： 02.0=w x （以上均为摩尔分率）塔顶全凝器： 泡点回流 回流比： min (1.1 2.0)R R =-加料状态： 0.96q =单板压降： 0.7a kp ≤设 计 要 求 ：(1) 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。
(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(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。
目录摘要 (1)绪论 (2)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (4)1.1基础物性数据 (4)1.2精馏塔全塔物料衡算 (4)1.2.1已知条件 (4)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (5)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.5操作线方程 (6)1.2.6用逐板法算理论板数 (6)1.2.7实际板数的求取 (7)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2操作压力的计算 (8)1.3.3平均摩尔质量的计算 (8)1.3.4平均密度计算 (9)1.3.5液体平均表面张力计算 (10)1.3.6液体平均粘度计算 (10)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (10)1.4.1塔径的计算 (10)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (11)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)1.5.1溢流装置计算 (12)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (13)1.7塔板流体力学验算 (14)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (14)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (15)1.7.3计算雾沫夹带量e V (15)1.8塔板负荷性能图 (16)1.8.1雾沫夹带线 (16)1.8.2液泛线 (17)1.8.3 液相负荷上限线 (18)1.8.4漏液线 (18)1.8.5液相负荷下限线 (18)1.9小结 (19)第二章热量衡算 (20)2.1相关介质的选择 (20)2.1.1加热介质的选择 (20)2.1.2冷凝剂 (20)2.2热量衡算 (20)第三章辅助设备 (23)3.1冷凝器的选型 (23)3.1.1计算冷却水流量 (23)3.1.2冷凝器的计算与选型 (23)3.2冷凝器的核算 (24)3.2.1管程对流传热系数α1 (24)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (25)3.2.3污垢热阻 (26)3.2.4核算传热面积 (26)3.2.5核算压力降 (26)第四章塔附件设计 (29)4.1接管 (29)4.1.1进料管 (29)4.1.2回流管 (29)4.1.3塔底出料管 (29)4.1.4塔顶蒸气出料管 (30)4.1.5塔底进气管 (30)4.2筒体与封头 (30)4.2.1筒体 (30)4.2.2封头 (30)4.3除沫器 (31)4.4裙座 (31)4.5人孔 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)4.6.1塔的顶部空间高度 (32)4.6.2塔的底部空间高度 (32)4.6.3塔立体高度 (32)设计结果汇总 (33)结束语 (34)参考文献 (35)主要符号说明 (36)附录 (38)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
设计任务书设计题目：苯－甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件：常压: 1p atm =处理量： 100Kmol h进料组成： 0.45f x =馏出液组成: 98.0=d x釜液组成： 02.0=w x (以上均为摩尔分率）塔顶全凝器： 泡点回流回流比: min (1.1 2.0)R R =-加料状态： 0.96q =单板压降： 0.7a kp ≤设 计 要 求 :(1) 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算)。
（2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(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。
目录摘要 (I)绪论 (1)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (5)1.1基础物性数据 (5)1.2精馏塔全塔物料衡算 (5)1.2.1已知条件 (5)1.2。
2物料衡算 (5)1。
2.3平衡线方程的确定 (6)1。
2.4求精馏塔的气液相负荷 (7)1。
2.5操作线方程 (7)1。
2。
6用逐板法算理论板数 (7)1.2.7实际板数的求取 (8)1。
3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)1。
3。
1进料温度的计算 (9)1。
3.2操作压力的计算 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
1。
3。
3平均摩尔质量的计算 (10)1.3.4平均密度计算 (10)1.3。
5液体平均表面张力计算 (11)1。
3。
6液体平均粘度计算 (12)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (13)1。
4.1塔径的计算 (13)1.4。
2精馏塔有效高度的计算 (14)1。
5 塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.5.1溢流装置计算 (15)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (16)1.7塔板流体力学验算 (17)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (17)1.7。
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。
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。
吉林化工学院化工原理课程设题目苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计教学院环境与生物工程学院专业班级安全工程0901班学生姓名学生学号指导教师2011年6月27日目 录化工原理课程设计任务书 (3)摘 要 (4)绪论 (5)第一章 精馏塔工艺设计计算 (7)1.1 精馏塔全塔物料衡算 (7)1.1.1已知条件 (7)1.1.2 物料衡算 (8)1.2 板数的确定 (8)1.2.1温度 (8)1.2.2 相对挥发度的计算 (9)1.2.3 最小回流比的确定 (9)1.2.4 求精馏塔气液相负荷 (10)1.2.5 操作线方程的确定 (10)1.2.6精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (10)1.2.7实际板数的计算 (11)1.3 工艺条件的计算 (11)1.3.1操作压强 P (11)1.4 物性数据计算 (12)1.4.1平均摩尔质量计算 (12)1.4.2平均密度 (13)1.4.3液体表面张力 (14)1.4.4 液体粘度 (15)第二章精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (16)2.1.气液负荷和塔径D 的计算 (16)2.1.1精馏段气液负荷计算 (16)2.1.2提馏段气液负荷计算 (16)2.1.3 空塔气速 (16)2.1.4精馏塔有效高度的计算 (17)2.2溢流装置 (17)2.2.1计算出口堰(外堰)高w h ................................................. 17 2.2.2降液管底隙高度0h 的确定 (18)2.2.3浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (19)第三章塔板流体力学验算 (21)3.1 气相通过浮阀塔板的静压头降hf (21)3.1.1计算干板静压头降hc (21)3.1.2降液管中清夜层高度Hd (22)3.1.3 计算雾沫夹带量eV (23)3.2.塔板负荷性能图 (23)3.2.1雾沫夹带线 (23)3.2.2液泛线 (24)3.2.3 液相负荷上限线 (26)3.2.4漏液线 (26)3.2.5液相负荷下限线 (26)3.2.6塔板负荷性能图 (27)3.2.7小结 (27)3.3 相关介质选择及热量衡算 (27)3.3.1加热介质的选择 (27)3.3.2冷凝剂 (28)3.3.3热量衡算 (28)3.4. 辅助设备 (30)3.4.1冷凝器的选型 (30)3.4.2 再沸器的选型 (31)3.5.塔附件设计 (31)3.5.1接管 (31)3.5.2筒体与封头 (33)3.5.3塔总体高度的设计 (34)第四章主要计算结果列表 (35)4.1浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.2浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.3主要符号说明 (36)参考文献 (39)致谢 (40)化工原理课程设计任务书一 设计题目：苯-甲苯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式精馏塔以分离苯和甲苯，具体工艺参数如下：原料加料量 F=100kmol/h进料组成 45.0=F x馏出液组成 97.0=D x釜液组成 03.0=W x塔顶压力 kPa P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤进料状态 97.0=q2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。
设计任务书设计题目：苯－甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件：常压： 1p atm =处理量： 100Kmol h进料组成： 0.45f x =馏出液组成： 98.0=d x釜液组成： 02.0=w x （以上均为摩尔分率）塔顶全凝器： 泡点回流回流比： min (1.1 2.0)R R =-加料状态： 0.96q =单板压降： 0.7a kp ≤设 计 要 求 ：(1) 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。
(2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
(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。
目录摘要 (1)绪论 (2)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (4)1.1基础物性数据 (4)1.2精馏塔全塔物料衡算 (4)1.2.1已知条件 (4)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (5)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.5操作线方程 (6)1.2.6用逐板法算理论板数 (6)1.2.7实际板数的求取 (7)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2操作压力的计算 (8)1.3.3平均摩尔质量的计算 (8)1.3.4平均密度计算 (9)1.3.5液体平均表面张力计算 (10)1.3.6液体平均粘度计算 (10)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (10)1.4.1塔径的计算 (10)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (11)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)1.5.1溢流装置计算 (12)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (13)1.7塔板流体力学验算 (14)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (14)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (15)1.7.3计算雾沫夹带量e V (15)1.8塔板负荷性能图 (16)1.8.1雾沫夹带线 (16)1.8.2液泛线 (17)1.8.3 液相负荷上限线 (18)1.8.4漏液线 (18)1.8.5液相负荷下限线 (18)1.9小结 (19)第二章热量衡算 (20)2.1相关介质的选择 (20)2.1.1加热介质的选择 (20)2.1.2冷凝剂 (20)2.2热量衡算 (20)第三章辅助设备 (23)3.1冷凝器的选型 (23)3.1.1计算冷却水流量 (23)3.1.2冷凝器的计算与选型 (23)3.2冷凝器的核算 (24)3.2.1管程对流传热系数α1 (24)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (25)3.2.3污垢热阻 (26)3.2.4核算传热面积 (26)3.2.5核算压力降 (26)第四章塔附件设计 (29)4.1接管 (29)4.1.1进料管 (29)4.1.2回流管 (29)4.1.3塔底出料管 (29)4.1.4塔顶蒸气出料管 (30)4.1.5塔底进气管 (30)4.2筒体与封头 (30)4.2.1筒体 (30)4.2.2封头 (30)4.3除沫器 (31)4.4裙座 (31)4.5人孔 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)4.6.1塔的顶部空间高度 (32)4.6.2塔的底部空间高度 (32)4.6.3塔立体高度 (32)设计结果汇总 (33)结束语 (34)参考文献 (35)主要符号说明 (36)附录 (38)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
化工原理课程设计院系：化学化工学院专业：化学工程与工艺班级： 11级化工2班姓名：李钊学号：2011321216指导教师：武芸2013年12月15日——2014年01月3日课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯分离过程浮阀板精馏塔设计二、设计任务1.原料名称:苯-甲苯二元均相混合物；2.原料组成：含苯42%（质量百分比）；3.产品要求：塔顶产品中苯含量不低于97%，塔釜中苯含量小于1.0%；4.生产能力：年产量5万吨/年；5.设备形式：浮阀塔；6.生产时间：300天/年，每天24h运行；7.进料状况：泡点进料；8.操作压力：常压；9.加热蒸汽压力：270kPa10.冷却水温度：进口20℃，出口45℃；三、设计内容1.设计方案的选定及流程说明2.精馏塔的物料衡算3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度）4.塔板数的确定5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算6.塔板主要工艺尺寸的计算7.塔板的流体力学验算8.塔板负荷性能图9.换热器设计10.馏塔接管尺寸计算11.绘制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12.绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件，A1图纸）13.撰写课程设计说明书一份四、设计要求1.工艺设计说明书一份2.工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AutoCAD绘制）五、设计完成时间2013年12月16日～2014年01月01日目录概述 (6)第一章塔板的工艺设计 (7)第一节精馏塔全塔物料衡算 (7)第二节基本数据 (8)第三节实际塔板数计算 (15)第四节塔径的初步计算 (16)第五节溢流装置 (17)第六节塔板布置及浮阀数目与排列 (19)第二章塔板的流体力学计算 (21)第一节气体通过浮阀塔的压降 (21)第二节液泛 (21)第三节雾沫夹带 (22)第四节塔的负荷性能图 (23)第三章塔附件设计 (28)第一节接管 (28)第二节筒体与封头 (30)第三节塔的总体高度 (31)第四章附属设备设计 (33)第一节原料预热器 (33)第二节塔顶冷凝器 (34)第三节再沸器 (34)第四节泵的计算与选型 (35)参考文献 (37)概述本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
苯甲苯浮阀塔的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握苯、甲苯的基本物理化学性质，理解其在浮阀塔中的行为和作用。
2. 使学生了解并掌握浮阀塔的基本结构、工作原理及其在化工过程中的应用。
3. 引导学生掌握基本的流体力学原理，并能应用于解释浮阀塔内物质的流动现象。
技能目标：1. 培养学生运用理论知识分析苯、甲苯在浮阀塔中的分离效果，提高问题解决能力。
2. 培养学生通过实验、图表等手段，对浮阀塔的操作参数进行优化，提高实践操作能力。
3. 培养学生运用科技文献、网络资源等，获取与浮阀塔相关的信息，提高自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工过程及设备的好奇心和探索精神，激发学生的学习兴趣。
2. 培养学生关注化工行业的发展，认识到化工技术在实际生产中的应用价值。
3. 增强学生的环保意识，认识到化工生产过程中应遵循的可持续发展原则。
本课程针对高年级化学工程与工艺专业学生，结合苯甲苯浮阀塔的知识点，注重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生通过本章节的学习，对苯甲苯浮阀塔的相关知识有深入理解，提高学生的理论分析和实践操作能力，同时培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新精神和环保意识的高素质化工人才。
二、教学内容1. 苯、甲苯的物理化学性质：结合课本第三章第二节内容，讲解苯、甲苯的结构、密度、沸点、溶解度等基本性质，分析其在浮阀塔中的行为特点。
2. 浮阀塔结构及工作原理：参照课本第四章第一节内容，介绍浮阀塔的基本结构、浮阀的作用及工作原理，阐述其在化工过程中的应用。
3. 流体力学原理：结合课本第二章第五节内容，讲解流体力学基本原理，如雷诺数、牛顿流体等，分析浮阀塔内物质的流动现象。
4. 苯甲苯在浮阀塔中的分离效果：依据课本第四章第二节内容，分析影响苯甲苯在浮阀塔中分离效果的因素，如塔板设计、回流比等。
5. 实验操作与参数优化：参考课本实验教程部分，组织学生进行浮阀塔实验，学习操作方法，掌握实验技巧，通过调整操作参数优化分离效果。
化工原理课程设计论文( 2010 届 )题目：苯-甲苯混合液筛板（浮阀）精馏塔设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学生姓名：王文俊学号：21007051065指导教师：吴彬完成时间：2013 年 6 月 26 日成绩：序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。
精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节。
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-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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，需设计一板式塔将其分离。
1 、板式精馏塔设计任务书1.1、设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
1.2、设计任务(1)原料液中苯含量：质量分率＝50％(质量)，其余为甲苯。
(2)塔顶产品中苯含量不得低于98％(质量)。
(3)残液中苯含量不得高于2％(质量)。
(4)生产能力：30000 t/y苯产品，年开工330天。
1.3、操作条件(1)精馏塔顶压强：4.0kPa(表压) (2)进料热状态：间接蒸汽加热。
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%99.5%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。
80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.6 x 1.000 0.816 0.651 0.504 0.373 0.257 0.152 0.057 0 y 1.000 0.919 0.825 0.717 0.594 0.456 0.300 0.125 0（1）塔内温度的计算：采用内插法计算塔内的温度1）塔顶：由于采用全凝器，因此10.993D x y ==。
查表可知，在80.1℃与84℃之间，y 值很接近，因此这两点之间可近似看作为直线，设此直线方程为：t ky b =+，代入80.1℃与84℃时的y 值：⎩⎨⎧+⨯=+=b k b k 919.0841.80 解得：⎩⎨⎧=-=25.12815.48b k 即直线方程为：48.15128.25t y =-+ 将y 1=0.993代入方程解得t 1=t D =80.39℃ 2）塔底：x W ＝0.00589，设直线方程为：t=kx+b ，代入108℃与110.6℃时的x 值：⎩⎨⎧=+=b b k 6.110057.0108 解得：⎩⎨⎧=-=6.1106.45b k 所以直线方程为：t=-45.6x+110.6 将x W ＝0.00589代入方程解出t W =110.3℃。
3）进料：F x =0.388，设直线方程为t=kx+b ，代入92℃到96℃的x 值：⎩⎨⎧+=+=b k b k 373.096504.092 解得：⎩⎨⎧=-=4.1075.30b k 所以直线方程为：t=-30.5x+107.4 将F x ＝0.388代入方程解出t F =95.57℃。
所以全塔的平均温度 t =357.953.11039.80++=95.42℃（2）塔内平均相对挥发度：采用内插法计算塔内平均温度下的相对挥发度设直线方程x=kt+b,代入92℃到96℃之间的x 的值⎩⎨⎧+=+=b k b k 96373.092504.0 解得：⎩⎨⎧=-=517.303275.0b k 所以直线方程为：x=-0.03275t+3.517 将t =95.42℃代入方程解出x =0.392设直线方程y=kt+b,代入92℃到96℃之间的y 的值⎩⎨⎧+=+=b k b k 96594.092717.0 解得：⎩⎨⎧=-=546.303075.0b k 所以直线方程为：y=-0.03075t+3.546 将t =95.42℃代入方程解出y =0.612 ∵y -1y =xx-1α 将x =0.392，y =0.612代入 得：α=2.452、求回流比R （1）最小回流比Rmin由y -1y =xx -1α，代入α=2.45整理得：y=x 45.112.45x + ○1 由于采用泡点进料，所以q=1,故q 线方程为x e =F x =0.388 ○2 联立○1、○2 ，求解得：⎩⎨⎧==608.0388.0e e y xR min ＝75.1388.0608.0608.0993.0=--=--e e e D x y y x（2）确定最适宜操作回流比R一般取R ＝（1.2～2.0）R min ，然后在其间取适当值，通过计算作图，从而找出最适宜操作回流比R 。
其中X=1R -R min +R ，Y=1N -N min+N ，Y=)1(75.0567.0X - N min =--•-αlg /)11lg(ww D Dx x x x 由下表3-2可以看出，当R=1.35R min =2.50时，所得的回流比费用最小，即最适宜回流比R=2.50。
表3-23.3求理论塔板数求解方法：采用逐板法计算理论板数，交替使用操作线方程和相平衡关系。
精馏段：操作线方程：D n n x R x R R y 1111+++=+将R=2.50代入方程得：150.2993.0150.250.21+++=+nn x y 即：284.0714.01+=+n n x y相平衡关系为： xy 45.112.45x+=⇒ x=y 45.145.2y -对于第一层塔板：ｙ１＝ｘＤ＝0.993 ，由相平衡关系求得：x １=0.983 (其中相对挥发度取 2.45)。
将x１代入操作线方程得：y 2=0.714×0.983+0.284=0.986。
然后再次应用相平衡关系即可求得x 2=0.966（之后α取全塔平均相对挥发度）。
依次求解可求得其他值，如下表所列：表3-3y 1 0.993 x 1 0.983 y 2 0.986 x 2 0.966 y 3 0.974 x 3 0.939 y 4 0.954 x 4 0.894 y 5 0.922 x 5 0.828 y 6 0.875 x 6 0.741 y 7 0.813 x 7 0.640 y 8 0.741 x 8 0.539 Y 9 0.669 x 9 0.452 y 100.607x 100.387x y n n -⇒1(利用操作线方程)y x n n ⇒(利用相平衡关系)由表可以看出，x 9>x e >x 10,因此第10层为进料层，从第10层开始进入提镏段。
提镏段：操作线方程：W n nx WL Wx W L L y -'-'-''='+1其中：L=RD=2.50×17.86=44.65 kmol/hqF L L +='=90.79 koml/hq=1代入方程得：00266.0452.11-'='+n nx y 将x 10代入提馏段操作线方程方程求得y 11=0.559，之后用相平衡关系即可求得x 11=0.341。
同理可求出其他值，如下表所列：表3-4由表可看出x 20> W x >x 21，因此理论减去塔釜相当的一层塔板，理论塔板数在19和20块之间，又：212020x x x x w --=00326.000730.00.00589-0.00730-=0.35，所以理论塔板数为19.35块（不含塔釜）。
其中精馏段9块，提馏段10.35块，第10块为进料板。
3.4 确定全塔效率E T 并求解实际塔板数1、确定全塔效率 利用奥康奈尔的经验公式()245.049.0-=L T E αμ其中：α—全塔平均温度下的平均相对挥发度；μL —全塔平均温度下的液相粘度, mPa.s ；对于多组分的液相粘度：μμL i Li x =∑其中：μLi —液态组分i 的粘度, mPa.s ；x i — 液相中组分i 的摩尔分率；（1）全塔平均温度的求解：查表3-1，采用内插法求得:塔顶温度：t D =80.39℃ 进料温度：t F =95.57℃ 塔底温度：t W =110.3℃ 精馏段平均温度为：98.87257.9539.80=+=m t ℃提馏段平均温度为：94.10223.11057.95=+='mt ℃全塔平均温度为：42.95=t ℃（2）全塔平均温度下的相对挥发度的求解：用内插法求得当t =95.42℃时，x =0.392,y =0.612,（3）全塔平均温度下的液相粘度的求解：根据液体粘度共线图查得：在95.42℃下， 苯液体的粘度为μ1=0.234 mPa.s ， 甲苯的液体粘度为μ2=0.264 mPa.s ∴μμL iLix =∑=0.392⨯0.234+（1-0.392）⨯0.264=0.252mPa.s因此()245.049.0-=L T E αμ=()245.0252.045.249.0-⨯=0.5522、确定实际塔板数实际板数：05.35552.035.19===T T E N N ，取36块。
