苯精馏塔设计任务

化工原理课程设计（二）任务书1.设计题目：年产5.4吨苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计设计目的：通过对连续精馏筛板塔的设计，达到让学生了解该精馏塔的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据精馏的基本原理，选择合理流程和参数，确定精馏塔的基本尺寸，计算理论塔板数以及性能负荷图。

2. 设计任务：1）物料处理量：（4.0 + 0.1×y)万吨／年y 学号后2位2）进料组成：35％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥96％塔底产品组成苯≤43）操作条件塔顶操作压力：101.3 kPa回流比：R=2Rmin单板压降：0.7 kPa泡点进料4）工时：300天/年24小时运行3.设计方法和步骤1)设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。

对选定的工艺流程，主要设备的形式进行简要的论述。

2)主要设备工艺尺寸设计计算（1）收集基础数据（2）工艺流程的选择（3）做全塔的物料衡算（4）确定操作条件（5）确定回流比（6）理论板数与实际板数（7）塔径计算及板间距确定（8）堰及降液管的设计（9）塔板布置及筛板塔的主要结构参数（10）塔板的负荷性能图（12）塔盘结构（13）塔高3) 设计结果汇总4、设计评述参考文献图纸要求：用A2图纸绘制精馏塔工艺流程图和精馏塔工艺条件图各一张。

成绩依据：设计说明书（参考工作态度）目录化工原理课程设计任书………………………………………………一、序言1、关于精馏概述………………………………………………………2、设计方案的选定及流程说明………………………………………3、基础数据的收集……………………………………………………二、设计计算（一）精馏塔的物料衡算1、原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率………………………………2、原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔质量………………………………3、物料衡算………………………………………………………………（二）塔板数N的计算1、由苯-甲苯气液平衡数据t-x-y和x-y相图……………………………2、求最小回流比R min及实际操作回流比R…………………………………3、精馏塔的气液两相负荷（摩尔流率）………………………………4、精馏段、提馏段的操作线方程………………………………………5、逐板法或图解法求N T…………………………………………………6、实际塔板数的确定……………………………………………………（三）主体设备工艺尺寸的计算1、有关操作条件及物性数据的计算（1）操作压力计算………………………………………………………（2）操作温度计算………………………………………………………（7）精馏塔的气液两相负荷（体积流率）的计算……………………（3）平均摩尔质量的计算………………………………………………（4）平均密度的计算……………………………………………………（5）液相平均表面张力的计算…………………………………………（6）液相平均粘度的计算………………………………………………2、精馏塔塔体工艺尺寸的计算…………………………………………（1）塔径的计算…………………………………………………………（2）溢流装置的计算……………………………………………………（3）塔板布置……………………………………………………………（4）塔高的计算…………………………………………………………（四）塔板性能负荷图1、漏液线………………………………………………………………2、液沫夹带线…………………………………………………………3、液量下限线…………………………………………………………4、液量上限线…………………………………………………………5、溢流液泛线………………………………………………………………三、个人评述……………………………………………………………参考文献………………………………………………………………一、序言1、关于精馏概述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，精馏过程在能量剂驱动下，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。

《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。

3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。

摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。

2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。

本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。

关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ......................................... 9 4.1操作压力计算 ............................................................... 9 4.2安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。

苯—甲苯精馏塔设计_化工原理课程设计书化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录（一）化工原理设计任务书 (3)（二）概述 (4)一、精馏基本原理 (4)二、设计方案的确定 (4)（三）塔工艺计算 (5)一、精馏塔物料衡算 (5)二、塔板数确定 (5)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (11)五、塔板主要工艺尺寸计算 (12)六、筛板的流体力学验算 (14)七、塔板负荷性能图 (17)八、设计结果一览表 (23)（四）辅助设备的设定 (24)（五）设计评述心得 (25)（六）参考书目及附表 (25)（一）化工原理设计任务书一、设计名称：苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件：在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35%（质量%，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶流出液中苯的回收率为97%，塔底釜残液中含苯不高于2%。

处理量：17500 t/a，料液组成（苯质量分数）：35%，塔顶产品组成（质量分数）：97%，塔顶易挥发组分回收率：99%，每年实际生产时间：300天三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。

四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1 目录2 概述（设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等）3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计：（1）塔体工艺尺寸的计算；（2）塔板主要工艺尺寸的计算；（3）塔板的流体力学验算；（4）塔板负荷性能图。

5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计，对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

（二）概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。

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。

苯甲苯精馏塔的设计课程设计《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。

3、设备型式：筛板塔三、设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。

摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。

2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。

本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。

关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 (1)1 文献综述 (3)1.1概述 (3)1.2方案的确定及基础数据 (3)2 塔物料衡算 (5)2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (5)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (6)2.3物料衡算 (6)3 塔板数的确定 (6)3.1理论板层数TN 的求取 (6)3.2求精馏塔气液相负荷 (7)3.3操作线方程 (8)3.4逐板计算法求理论板层数 ............................................................................................................ 8 3.5全塔效率T E 估算 . (8)3.6求实际板数 (9)4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)4.1操作压力计算 (9)4.2安托尼方程计算 (10)4.3平均摩尔质量计算 (10)4.4平均密度计算 (11)4.5液体平均表面张力计算 (12)4.6液体平均粘度计算 (13)4.7气液负荷计算 (14)5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (15)塔径的计算 (15)6 塔板主要工艺尺寸的计算 (16)6.1溢流装置计算 (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管p10.4回流管R d (32)10.5再沸返塔蒸汽管v d (32)11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。

苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言苯和甲苯是两种常见的有机化合物，在工业生产中广泛应用。

为了提高产率和纯度，需要进行精馏分离。

本文将介绍苯和甲苯精馏塔的设计过程。

二、设计目标1. 提高产率：通过精馏分离，提高苯和甲苯的产率；2. 提高纯度：使得分离后的苯和甲苯纯度达到要求。

三、设计流程1. 确定塔型：选择板式塔或填料塔；2. 确定操作压力：根据组成和沸点差确定操作压力；3. 确定板数或填料高度：根据理论计算确定板数或填料高度；4. 确定进料位置：在塔的上部或下部进料；5. 确定回流比：根据经验确定回流比；6. 确定冷凝器类型：选择直接冷凝器或间接冷凝器。

四、详细设计过程1. 塔型选择根据实际情况，我们选择了板式塔。

板式塔结构简单，易于维护，适用于小规模生产。

2. 操作压力确定根据苯和甲苯的沸点差，我们确定了操作压力为1 atm。

3. 板数或填料高度确定根据理论计算，我们确定了塔的板数为10个。

每个板的高度为0.5 m。

4. 进料位置确定我们选择在塔的下部进料，以便更好地控制进料速度和分离效果。

5. 回流比确定根据经验，我们选择回流比为2:1。

6. 冷凝器类型选择考虑到成本和维护难度，我们选择了直接冷凝器。

五、设计结果通过以上设计过程，我们得到了苯和甲苯精馏塔的具体参数：1. 塔型：板式塔；2. 操作压力：1 atm；3. 板数：10个；4. 进料位置：下部进料；5. 回流比：2:1；6. 冷凝器类型：直接冷凝器。

六、结论通过本次课程设计，我们成功地设计出了苯和甲苯精馏塔，并得到了具体的参数。

在实际生产中，需要根据实际情况进行调整和优化。

目录板式精馏塔设计任务书 (3)设计题目： (3)二、设计任务及操作条件 (3)三、设计内容： (3)一．概述 (5)1.1 精馏塔简介 (5)1.2 苯-甲苯混合物简介 (5)1.3 设计依据 (5)1.4 技术来源 (6)1.5 设计任务和要求 (6)二．设计方案选择 (6)2.1 塔形的选择 (6)2.2 操作条件的选择 (6)2．2.1 操作压力 (6)2.2.2 进料状态 (6)2.2.3 加热方式的选择 (7)三．计算过程 (7)3.1 相关工艺的计算 (7)3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7)3.1.2 物料衡算 (8)3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8)3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9)3.1.5逐板法求理论塔板数 (10)3.1.6 全塔效率的估算 (11)3.1.7 实际板数的求取 (13)3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13)3.2.1 精馏塔的物性计算 (13)3.2.2 塔径的计算 (15)3.2.3 精馏塔高度的计算 (17)3.3 塔板结构尺寸的计算 (18)3.3.1 溢流装置计算 (18)3.3.2塔板布置 (19)3.4 筛板的流体力学验算 (21)3.4.1 塔板压降 (21)3.4.2液面落差 (22)3.4.3液沫夹带 (22)3.4.4漏液 (22)3.4.5 液泛 (23)3.5 塔板负荷性能图 (23)3.5.1漏夜线 (23)3.5.2 液泛夹带线 (24)3.5.3 液相负荷下限线 (25)3.5.4 液相负荷上限线 (25)3.5.5 液泛线 (26)3.6 各接管尺寸的确定 (29)3.6.1 进料管 (29)3.6.2 釜残液出料管 (29)3.6.3 回流液管 (30)3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30)四．符号说明 (30)五．总结和设计评述 (31)板式精馏塔设计任务书设计题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 5万吨／年操作周期 7200 小时／年进料组成 50％（质量分率，下同）塔顶产品组成 99％塔底产品组成 2%2、操作条件操作压力常压进料热状态泡点进料冷却水 20℃加热蒸汽 0.2MPa3、设备型式筛板塔4、厂址安徽省合肥市三、设计内容：1、概述2、设计方案的选择及流程说明3、塔板数的计算(板式塔)( 1 ) 物料衡算;( 2 ) 平衡数据和物料数据的计算或查阅;( 3 ) 回流比的选择;( 4 ) 理论板数和实际板数的计算;4、主要设备工艺尺寸设计( 1 ) 塔内气液负荷的计算;( 2 ) 塔径的计算;( 3 ) 塔板结构图设计和计算；( 4 )流体力学校核；( 5 )塔板负荷性能计算；( 6 )塔接管尺寸计算；( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。

一设计题目：苯—甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量）7000吨／年操作周期300天／年进料组成35%（质量分率，下同）塔顶产品组成99.8%塔底产品组成0.2%2、操作条件操作压力 4 kPa （表压）进料热状态泡点进料单板压降≯0.7 kPa回流比： R=2Rmin 由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为0.63、设备型式筛板精馏塔4、厂址荆门地区三、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）塔和塔板主要工艺结构的设计计算（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。

四、设计要求1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。

2、计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。

五、设计时间：四周注意事项：1、写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源；2、每项设计结束后，列出计算结果明细表3、图、表分别按顺序编号4、按规定的时间进行设计，并按时完成任务四、要求（1）对精馏过程进行描述（2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算（3）对精馏塔进行设计计算（4）对精馏塔的附属设备进行选型（5）画一张精馏塔的装配图（6）编制设计说明书符号说明英文字母－阀孔的鼓泡面积m2Aα－降液管面积 m2Af－塔截面积 m2ATb －操作线截距c －负荷系数（无因次）c－流量系数（无因次）D －塔顶流出液量 kmol/hD －塔径 md－阀孔直径 m－全塔效率（无因次）ETE －液体收缩系数（无因次）e－物沫夹带线 kg液/kg气vF －进料流量 kmol/h－阀孔动能因子 m/sFg －重力加速度 m/s2H－板间距 mTH －塔高 mH－清液高度 md－与平板压强相当的液柱高度 mhc－与液体流径降液管的压降相当液柱高度 m hd－与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 m hr－板上鼓泡高度 mhf－板上液层高度 mhL－降液管底隙高度 mhh－堰上液层高度 m02v－与板上压强相当的液层高度 mhp－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 m hσ－溢液堰高度 mh2vK －物性系数（无因次）－塔内下降液体的流量 m3/sLs－溢流堰长度 mLwM －分子量 kg/kmolN －塔板数－实际塔板数Np－理论塔板数NTP －操作压强 PaΔP－压强降 Paq －进料状态参数R －回流比－最小回流比Rminu －空塔气速 m/sw －釜残液流量 kmol/h－边缘区宽度 mwc－弓形降液管的宽度 mwd－脱气区宽度 mwsx －液相中易挥发组分的摩尔分率y －气相中易挥发组分的摩尔分率z －塔高 m希腊字母α－相对挥发度μ－粘度 Cpρ－密度 kg/m3σ－表面张力下标r －气相L －液相l －精馏段q －q线与平衡线交点min－最小max－最大A －易挥发组分B －难挥发组分化工原理课程设计----------筛板塔的设计第一章流程及生产条件的确定和说明第一节概述流程示意图冷凝器→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→氯苯的储罐→氯苯精馏塔是现在化工厂中必不可少的设备，因此出现了很多种的精馏塔。

苯—甲苯精馏塔设计目录苯-甲苯精馏塔设计任务书 (I)前言 (1)一.设计方案的确定 (1)1.1设计流程的说明 (2)1.2操作方案的说明 (2)1.3本设计中符号的说明 (3)二.精馏塔的物料衡算 (4)2.1原料液及塔顶､塔底产品的摩尔分率 (4)2.2原料液及塔顶､塔底产品的平均摩尔质量 (4)三.塔板数的确定 (5)3.1理论板数N T的求取 (5)3.2实际板层数的求取 (7)四. 精馏塔的工艺条件及物性数据的计算 (8)4.1操作压力的计算 (8)4.1操作温度的计算 (8)4.3平均摩尔质量的计算 (8)4.4平均密度的计算 (8)4.5平均粘度计算 (8)4.6液体平均表面张力计算 (9)五.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)5.1塔径的计算 (10)5.2精馏塔有效高度的计算 (11)六. 塔板主要工艺尺寸的计算 (11)七. 塔板的流体力学验算 (12)八. 塔板负荷性能图 (15)九. 筛板塔设计计算结果 (16)十.参考文献 (17)十一.设计感言 (18)板式精馏塔设计任务（一）设计题目苯—甲苯溶液连续精馏塔设计｡(二)设计任务及操作条件(1)进精馏塔的料液含苯35%(质量),其余为甲苯｡(2)塔顶产品的苯含量不得低于96%(质量)(3)塔底产品的苯含量不得高于0.01(质量)(4)混合液处理量为5t/h(5)操作条件(A)精馏塔顶压强4kpa(表压)(B)饱和液料进料(C)回流比R/Rmin=1.5(D)间接蒸汽加热(E)单板压降不大于0.7Kpa｡(三)设备形式设备形式为筛板塔｡(四)设计内容1.设计方案的确定及流程说明｡2.塔的工艺计算｡3.塔和塔板主要工艺尺寸的设计｡(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.设计结果概要货设计一览表｡5.塔板结构俯视图和塔板安装图｡6.对本设计的评述或有关问题的分析讨论｡苯—甲苯分离过程筛板精馏塔设计(南华大学化学化工学院,衡阳,421001黄刚)摘要:本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计,主要进行了以下工作:1､对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定｡2､对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括: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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算｡3､绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图｡4､对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述｡本设计简明､合理,能满足初步生产工艺的需要,有一定的实践指导作用｡关键词:苯—甲苯;分离过程;精馏塔前言塔设备的应用有着悠久的历史,在很多工业部门都有应用,尤其用在化工､石油､能源等部门｡精馏塔是分离混合主份的常用方法｡由于､蒸馏属于气液两相见的传质过程｡塔设备主要包括以下两类:板式塔､填料塔两大类｡对一个具体达到分离过程,设计中选择何种塔型,应该根据生产能力､分离效率､塔压力降､操作弹性等要求,并结合制造､维修､造价等因素综合考虑｡精馏塔的设计主要包括以下内容:①根据分离任务和有关要求确定设计方案;②初步确定精馏塔的结构尺寸;③核算流体力学;④确定塔的工艺结构｡⑤绘制塔板的负荷性能图｡(一)设计方案的确定本设计任务为分离苯-甲苯溶液混合物｡对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程｡设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点送入精馏塔内｡塔顶上升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至储罐｡该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的1.5倍｡塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐｡1.设计流程的说明: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凝器等设备｡热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走｡在此过程中,热能利用率很低,为此,在确定流程装置时应考虑余热的利用,注意节能｡另外,为保持塔的操作稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外,也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器,以便于准确地控制回流比｡若后继装置使用气态物料,则宜用全分凝器｡总而言之确定流程时要较全面,合理的兼顾设备,操作费用操作控制及安全因素｡冷凝器再沸器连续精馏操作流程图2.操作方案的说明:本设计任务为分离苯—甲苯混合物｡对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程｡设计中采用泡点进料,降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到塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐｡该物系属于易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比去最小回流比的两倍｡塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品冷却送到储罐｡设计操作流程图3. 本设计中符号的说明英文字母:A0筛孔面积,㎡h0降液管底高度,mA a塔板开孔面积,㎡hσ相克服表面张力压降所当高度,m A f降液管面积, ㎡k筛板的稳定系数A T 塔截面积,㎡L塔内下降液体流量,kmol/hC计算时u max的负荷因数l W溢流堰高度,mC O流量系数L S下降液体流率,m3/sD塔径,m N 理论板数d0 筛孔直径,mm N P实际塔板数E液流收缩系数N T理论塔板数E T 全塔效率n筛孔数e v 雾沫夹带量,kg液/kg气P操作压强,p a或kp aF 进料流量, kmol/h △P压强降, p a或kp aF a气相动能因数q 进料热状态承参数H 板间距,mm R回流比h c 与干板压降相当液柱高度,m S直接蒸汽量,kmol/hh1 进口堰与降液管的水平距离,m t筛孔中心距,mmh l 与气流穿过液层的压降相当液柱高度m u空塔气速,m/sh f 板上鼓泡层高度,m u0 筛孔气速,m/sh L 板上液曾高度,m u′0降液管底隙处液体流速,m/s h d,与液体流经降液管压降相当液柱高度,mD F进料管直径, m D l回流管直径, mD W 釜液出口管直径, m D T 塔顶蒸汽管直径, m下标:h p 与单板压降相当液层高度,m A易挥发组分B难挥发组分h ow 堰上液层高度,m D馏出液h w 溢流堰长度,m L液相W釜残液流量,kmol/h h小时W C 无效区块度,m i组分序号W d 弓形降液管高度,m m平均w s安定区宽度,m F原料液X液相中易挥发组分摩尔分率min最小Y气相中易挥发组分摩尔分率max最大Z塔的有效高度,m n塔板序号v s塔内上升蒸汽流量,m3/s希腊字母:α相对挥发度,无因次β干筛孔流量系数的修正系数,无因次σ液体表面张力, mN/mδ筛板厚度,mmμ粘度, mP a.sψ液体密度校正系数φ开孔率t时间,sρL 液相密度,kg/m 3ρV 液相密度,kg/m 3(二)精馏塔的物料衡算1.原料及塔顶产品的摩尔分率苯的摩尔质量为:78.11kg/kmol甲苯的摩尔质量为: 92.13kg/kmolx f =(0.35/78.11)/(0.35/78.11+0.65/92.13)=0.388x d =(0.96/78.11)/(0.96/78.11+0.04/92.13)=0.966x w =(0.01/78.11)/(0.01/78.11+0.99/92.13)=0.0122.原料液及塔顶产品的平均摩尔质量M f =0.388×78.11+92.13×(1-0.412)=86.69kg/kmolM d =0.966×78.11+92.13×(1-0.966)=78.59kg/kmolMw=0.012×78.11+92.13×(1-0.012)=91.96 kg/kmol则可知:原料的处理量:F=50000/86.69=57.67kmol/h由总物料衡算:F= D+W以及: x f ×F= x d ×D+W ×x w容易得出: D=22.73 kmol/hW=34.94 kmol/h(三)塔板数的确定1.理论板数T N 的求取(1)相对挥发度的求取苯的沸点为80.1℃,甲苯额沸点为110.63℃① 当温度为80.1℃时 006.279.2201.80033.12110355.6lg =+-=A P591.1482.2191.808.134407954.6lg =+-=B P 解得KPa P A 34.101= ,KPa P B 96.38=② 当温度为110.63℃时376.279.22063.110033.12110355.6lg =+-=A P006.2482.21963.1108.134407954.6lg =+-=B P 解得KPa P A 95.237= ,KPa P B 34.101=则有 600.296.31.1011==α 348.234.10195.2372==α47.2348.2600.221=⨯==ααα(2)最小回流比的求取由于是饱和液体进料,有q=1,q 线为一垂直线,故388.0==F q x x ,根据相平衡方程有610.0388.0)147.2(1388.047.2)1(1=⨯-+⨯=-+=q q q x x y αα 最小回流比为60.1388.0610.0610.0966.0min =--=--=q q qD x y y x R 回流比为最小回流比的1.5倍,即4.260.15.15.1min =⨯==R R(3)精馏塔的气､液相负荷h Kmol RD L /55.5473.224.2=⨯==hKmol D R V /28.7773.22)60.21()1(=⨯+=+=h Kmol qF L L /22.11267.5755.54'=+=+=h Kmol V V /28.77'==(4)操作线方程精馏段操作线方程 284.0706.0160.2966.0160.260.2111+=+++=+++=+x x R x x R R y n D n n 提馏段操作线方程 005.0452.11-=-+--++=+m w m m x WqF L Wx x W qF L qF L y两操作线交点横坐标为 388.0160.2388.0)160.2()1()1(=+⨯+=+-++=q R x q x R x D F F 理论板计算过程如下:气液平衡方程x x x a ax y 47.1147.2)1(1+=-+=变形有yy x 47.147.2-= 由y 求的x,再将x 带入平衡方程,以此类推W F D x x y x y x y x y x y x y x y x x y x y x y x y x y x y x y x x y <=−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==<=−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==−−→−==006.0013.00123.0030.0017.0041.0032.0075.0055.0126.0090.0197.0139.0480.0388.0334.0554.0385.0607.0458.0676.0556.0739.0645.0818.0756.0884.0851.0934.0920.0966.0151514141313121211111010998877665544332211相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡相平衡总理论板数为15(包括蒸馏釜),精馏段理论板数为7,第8块板为进料板｡2.实际板层数的求取由t-x-y 图td=82.1 ℃ tw=110.5℃平均温度 tm=(td+tw)/2=(82.1+110.5)/2=96.3查手册,知tm 下的粘度为 μA =0.27 μB=031由t-x-y 图得 xa=0.365 xb=0.635 ya=0.581 yb=0.419μL=0.365×0.27+0.635×0.31=0.296a=(ya xb)/(yb xa)=(0.581×0.635)/(0.419×0.365)=2.412 Et=T E =0.49(αL μ)245.0-=0.49×(2.412×0.296)245.0-=0.53精馏段实际板层数 N 精=6/0.53=11.3=12N 提=7.5/0.53=14.15=15(四) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算⑴ 操作压力的计算塔顶操作压力 Pd=101.3+4=105.3( Kpa)每层板压力:Pm=0.7(KPa)进料板压力: P W =105.3+12×0.7=189.3(KPa)精馏段平均压力:Pm ’=(105.3+189.3/2=147.3(KPa) ⑵ 操作温度的计算塔顶温度 t D =82.1℃进料板温度 t F =97.2℃塔釜温度 t W =103.2℃精馏段平均温度 t m =(82.1+103.2)/2=89.65(℃)⑶ 平均摩尔质量的计算塔顶平均摩尔质量的计算由理论板的计算过程可知,983.01==D x y ,92.01=xmol Kg M VD m /59.7813.92)966.01(11.78966.0=⨯-+⨯= mol Kg M LD m /23.7913.92)92.01(11.78959.0=⨯-+⨯=进料板平均摩尔质量的计算由理论板的计算过程可知,610.0=F y ,388.0=F xmol Kg M VFm /58.8313.92)610.01(11.78610.0=⨯-+⨯= mol Kg M LFm /69.8613.92)388.01(11.78388.0=⨯-+⨯=精馏段的平均摩尔质量为mol Kg M Vm /085.812/)58.8359.78(=+=mol Kg M Lm /96.822/)69.8623.79(=+=⑷平均密度的计算a. 精馏段平均密度的计算Ⅰ气相由理想气体状态方程得ρVm=P m M vw/RT m=(147×81.91)/[8.314×(273.15+89.65)]=4.00kg/m3Ⅱ液相查不同温度下的密度,可得t D=82.1.℃时ρA=812.7kg/m3B=807.9kg/m3t F=97.2℃时ρA=793.0kg/m3ρB=788.54kg/m3ρLDm=1/(0.96/812.7+0.04/807.9)=812.5kg/m3进料板液相的质量分率αA=(0.388×78.11)/(0.388×78.11+0.612×92.13)=0.35ρLFm=1/(0.35/793.0+0.65/788.54)=791.6kg/m3精馏段液相平均密度为ρLm=(789.9+791)/2=790.45kg/m3⑸平均粘度的计算液相平均粘度依下式计算即lgμLm=∑xilgμia.塔顶液相平均粘度的计算由t D=82.1℃查手册得μA=0.302mPa.s μB=0.306mPa.slgμLDm=0.966lg(0.302)+0.034lg(0.306)解得μLDm=0.302mPa.sb.进料板平均粘度的计算由t F=97.2℃查手册得μA=0.261mPa.s μB=0.3030mPa.slgμLFm=0.388lg(0.2610)+0.612lg(0.3030)解得μLFm=0.261mPa.s精馏段平均粘度μLm=(0.302+0.261)/2=0.282mPa.s⑹液相平均表面张力的计算液相平均表面张力依下式计算即σLm=∑xiσia.塔顶液相平均表面张力的计算由t D=82.1℃查手册得σA=21.24mN/m σB=21.42mN/mσLDm=0.966×21.24+0.034×21.42=21.25 mN/mb.进料板液相平均表面张力的计算由t F=97.2℃查手册得σA=19.10mN/m σB=19.56N/mσLFM =0.388×19.10+0.612×19.56=19.43 mN/m精馏段液相平均表面张力σLm =(21.25+19.43)/2=20.34 mN/m(五) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 1.塔径的计算精馏段的气､液相体积流率为V S =VM Vm /3600ρVm =(77.28×81.085)/(3600×4.00)=0.451m 3/s L S =LM Lm /3600ρLm =(54.55×82.96)/(3600×790.45)=0.0017m 3/smax L VV u Cρρρ-=式中,负荷因子2.020)02.0(σC C =由史密斯关联图查得C 20再求 图的横坐标为 F lv =L/V×(ρl /ρv )0.5=0.0533取板间距,H T =0.40m,板上清液层高度取h L =0.06m ,则H T -h L =0.34 m史密斯关联图由上面史密斯关联图,得知 C 20=0.073气体负荷因子 C= C 20×(σ/20)0.2=0.0732U max =1.033 m/s取安全系数为0.7,则空塔气速为0.7 U=U max =0.7×1.033=0.723m/su14.3s4/V D=0.891m 按标准塔径圆整后为D=0.9m 塔截面积为At=3.14×0.9×0.9=0.636 m 2实际空塔气速为U 实际=0.451/0.636=0.709 m/sU 实际/ U max =1.887/2.43=0.78(安全系数在充许的范围内,符全设计要求)⑵ 由上面可知提馏段 L=389.65kmol/hV=189.61kmol/h2.精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为 Z 精=(N 精-1)H T =(12-1)×0.40=4.4 m 提馏段有效高度为 Z 提=(N 提-1)H T =(15-1)×0.40=5.6 m 在进料板上方开一个人孔,其高度为0.8 m故精馏塔有效高度为Z=Z 精+Z 提+0.5=4.4+5.6+0.8=10.8m(六)塔板主要工艺尺寸的计算 1.溢流堰装置计算因塔径 D=0.9m,所以可选取单溢流弓形降液管,采用凹形受液盘｡( 此种溢流方式液体流径较长,塔板效率较高,塔板结构简单,加工方便,在直径小于2.2m 的塔中被广泛使用｡)各项计算如下: 1) 堰长lw可取lw=0.65D=0.59m 2) 溢流堰高度hw 由hw=h L -how 选用平直堰,( 溢流堰板的形状有平直形与齿形两种,设计中一般采用平直形溢流堰板｡) 堰上层液高度how 由下列公式计算,即有 how=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)并由图液流收缩系数计算图⑷,则可取用E= 1.0 ,则 how=0.014m取板上清液层高度h L =0.06 m 故 hw=0.046m3) 弓形降液管的宽度Wd和截面积Af由Wd/D=0.65 m 查图可求得Af/A T=0.071 1 Wd/D=0.122Af=0.057×0.636=0.0452m2Wd=0.122×0.9=0.110 m并依据下式验算液体在降液管中的停留时间,即θ=3600 Af×H T/L h= 3600 ×0.0452×0.40/ (3600×0.0017)=10.64s>5s其中H T即为板间距0.40m,L h即为每小时的体积流量验证结果为降液管设计符合要求｡4)降液管底隙高度h oh o= L h/(3600×lw×uo')取u o'=0.09m/s则h o=0.0017×3600/(3600×0.65×0.09)=0.029 mH w-h o=0.046-0.029=0.017m>0.006 m故降液管底隙高度设计合理选用凹形受液盘,深度h’w=50mm｡2.塔板布置1) 塔板的分块因为D≥800mm,所以选择采用分块式,查表可得,塔板可分为3块｡2) 边缘区宽度确定取Ws=W’s= 65mm , Wc=35mmc.开孔区面积计算开孔区面积Aa按下面式子计算,则有Aa=2【x(r2-x2)0.5+∏r2/180×sin-1(x/r)】其中x=D/2-(Wd+Ws)r= D/2-Wc并由Wd/D=0.122, 推出Wd=0.110由上面推出Aa=0.420m2d 筛孔计算与排列本实验研究的物系基本上没有腐蚀性,可选用δ= 3mm碳钢板,取筛孔直径do=5mm⑷筛孔按正三角形排列,取孔中心距t为t=3do=15mm筛孔的数目n为n=1.155Ao/t2=2156个开孔率为φ=0.907(do/t)2=10.1%气体通过阀孔的气速为u o=Vs/Ao=0.451/(Aa×φ)=10.63m/s(七)塔版流体力学验算1) 塔板的压降a干板的阻力hc计算干板的阻力hc计算由公式hc=0.051(u o/c o)2×(ρv/ρl)并取do/δ= 5/3=1.67 ,可查史密斯关联图得,c o=0.772所以hc=0.051(10.63/0.772) 2×(4/801.2)=0.0483m液柱b 气体通过液层的阻力hl的计算气体通过液层的阻力hl由公式hl=βh Lu a=Vs/(A T-Af)=0.451(0.636-0.0452)=0.763m/sFo=0.763 (4.00)1/2=1.53kg1/2/(s m1/2)可查⑸得,得β=0.59所以hl=βh L=0.59×(0.046+0.014)=0.0354 m液柱c 液体表面张力的阻力hσ计算液体表面张力的阻力hσ由公式hσ=4σL/(ρl×g×do)计算,则有hσ=(4×20.34×10-3)/(801.2×9.81×0.005)=0.0021 m液柱气体通过每层塔板的液柱高度h P,可按下面公式计算h P=hc+hl+hσ=0.0483+0.0354+0.0021=0.0858m液柱气体通过每层塔板的压降为△Pp= h P×ρl×g =0.0858×801.2×9.81=674KPa<0.9KPa(设计允许值) 2) 液面落差对于筛板塔,液面落差很小,由于塔径和液流量均不大,所以可忽略液面落差的影响｡3) 液沫夹带液沫夹带量,采用公式e v=5.7×106/σL×【u a/(H T-h f)】3.2由h f=2.5h L=2.5×0.06=0.15m 所以:e v=(5.7×10-6/20.34×10-3) 【0.763/(0.4-0.15)】=0.010kg液/kg气<0.1kg液/kg气可知液沫夹带量在设计范围之内｡4) 漏液对于筛板塔,漏液点气速u o,min可由公式Uo,min=4.4Co【(0.0056+0.13 h L-hσ)/ρL /ρV】1/2=5.110m/s实际孔速为Uo10.63m/s>Uo,min稳定系数为K=Uo/Uo,min=10.63/5.110=2.08>1.5故在本设计中无明显漏液｡5) 液泛为防止塔内发生液泛,降液管内液高度Hd应服从式子Hd≤ψ(H T+h w)甲醇与水属于一般物系,取ψ= 0.5,则ψ(H T+h w)=0.5(0.40+0.046)=0.223m而Hd=hp+h L+hd板上不设进口堰,则有hd=0.153(u o’)2=0.153×(0.099)2=0.00151m液柱Hd=hp+h L+hd=0.0858+0.06+0.00151=0.147m液柱则有: Hd≤ψ(H T+h w)于是可知本设计不会发生液泛(八)塔板负荷性能图精馏段a 漏液线U o,min=4.4Co【(0.0056+0.13 h L-hσ)/ρL /ρV】1/2U o,min=V s, min/Aoh L= h w +h OWh OW =2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)V s, min =4.4Co Ao{【0.0056+0.13( h W+2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3))- hσ】ρL /ρV }1/2 =2.039(0.00948+0.127Ls2/3) 1/2在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs值计算结果列于下表b 液沫夹带线e v =0.1kg液/kg气为限,求Vs—Ls关系如下:e v=5.7×10-6/σL×【u a/(H T-h f)】3.2u a=Vs/(A T-Af)=1.693 Vsh f=2.5h L=2.5(h w+ h ow)h w=0.046h ow=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3)h f=2.5(0.046+ 0.98 Ls2/3)=0.115+2.5 Ls2/3H T-h f=0.40-0.115-2.5Ls2/3=0.285-2.5 Ls2/3e v=5.7×10-6/20.34×10-3【1.693Vs/(0.285-2.5 Ls2/3)】3.2 =0.1整理得Vs=1.06-9.27 Ls2/3在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs值计算结果列于下表c 液相负荷下限线对于平流堰,取堰上液层高度h ow=0.005m作为最小液体负荷标准,由式h ow=2.84/1000×E×(Lh/lw)(2/3) =0.006Ls,min=0.00056m/s据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3d 液相负荷上限线以θ=5s作为液体在降液管中停留时间的下限,由下式θ=(Af×H T)/L s=5故Ls,max=(Af×H T)/5=(0.0452×0.40)/5=0.00362 m3/s据此可以作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限e 液泛线令Hd=ψ(H T+h w)Hd=hp+h L+hdh P=hc+hl+hσhl=βh Lh L= h w +h OW联立得ψH T+(ψ-β-1)h w=(β+1) h OW+ hc + hd + hσ,将h OW与Ls､hd和Ls､hc与Vs的关系代入上式,得忽略hσa’ V2s=b’-c’ Ls2-d’ Ls2/3式中a’=[0.051/(A o c o)2]×(ρv/ρl)b’=ψH T+(ψ-β-1)h wc’=0.153/(lwh O)2d’=2.84×10-3×E×( 1+β)(3600/lw)(2/3)将有关数据代入,得a’=[0.051/(0.101×0.42×0.772)2]×(4.00/801.2)=0.237b’=0.5×0.4+(0.5-0.59-1)×0.046=0.150c’=0.153/(0.59×0.029)2=522.63d’=2.84×10-3×1×( 1+0.59)(3600/0.59)(2/3)=1.552 故V2s=0.63-2205.19 Ls2-6.55 L2/3s在操作范围内,任取几个Ls值,依上式计算出Vs的值,计算结果如下表在负荷性能图上,作出操作点A,连接OA,即作出操作线｡由图二可看出,该筛板的操作上限为液泛控制,下限为漏控制｡由图查得V s,max = 0.704m 3/s V s,min =0.207 m 3/s故操作弹性为 V s,max / V s,min =0.704/0.207=3.400sV s,max 1.01.02.03.02.0(1)(2)(3)(4)(5)Ps m Ls /,1033-⨯图二(408.0,10787.44-⨯) (179.1,10833.134-⨯)(九)､筛板塔设计计算结果(十).参考文献[ 1 ]､汪恺主编,《机械设计标准应用手册》,第1版, 机械工业出版社,1997[ 2 ]､夏清､陈常贵主编,《化工原理》(修订版),天津大学出版社,2005[ 3 ]､《化工原理课程设计》,化工原理教研室[ 4 ]､姚玉英主编,《化工原理》(上册),新版.天津:天津大学出版社,1999.8[ 5 ]､《化工设计设计基础》,上海科学技术出版社[ 6 ]､《化工设备设计基础》,编写组编,1987年6月版[ 7 ]､《塔设备》,工设备设计全书编辑委员会,上海科学技术出版社化,1988年4月版[ 8 ]､《材料与零部件》(上),上海人民出版社(十一).设计感言本次课程设计通过给定的生产操作工艺条件自行设计一套苯-甲苯物系的分离的塔板式连续精馏塔设备｡通过两周的努力,反复计算和优化,小组成员终于设计出一套较为完善的塔板式连续精馏塔设备｡其各项操作性能指标均能符合工艺生产技术要求,而且操作弹性大,生产能力强,达到了预期的目的｡课程设计需要我们把平时所学的理论知识运用到实践中,使我们对书本上所学理论知识有了进一步的理解,更让我们体会到了理论知识对实践工作的重要的指导意义｡课程设计要求我们完全依靠自己的能力去学习和设计,而不是像以往课程那样一切都由教材和老师安排｡因此,课程设计给我们提供了更大的发挥空间,让我们发挥主观能动性独立地去通过书籍､网络等各种途径查阅资料､查找数据,确定设计方案｡通过这次课程设计提高了我们的认识问题､分析问题､解决问题的能力｡更重要的是,该课程设计需要我们充分发挥团队合作精神,组员之间必须紧密合作,相互配合,才可能在有限的时间内设计出最优的设计方案｡总之,这次课程设计既是对我们课程知识的考核,又是对我们思考问题､解决问题能力的考核,课程设计让我们学到了很多东西｡最后感谢老师在这次课程设计的精心指导!附录【1】苯----甲苯连续精馏过程板式精馏塔示意图。