酒精连续精馏板式塔设计

课程设计说明书酒精连续精馏板式塔的设计

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目录

第一部分：设计任务书 (2)

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 (5)

一．板式塔的工艺计算 (5)

二．板式塔的工艺条件及物料计算 (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 (15)

五．塔板的负荷性能图 (17)

六．主要接管尺寸计算 (20)

七．辅助设备设计定型 (22)

八．塔的总体结构 (25)

九．泵的选择 (27)

第五部分：设计结果统计 (29)

第六部分：参考资料 (30)

第七部分：心得体会 (31)

第一部分：设计任务书

一、题目：酒精连续精馏板式塔的设计

二、原始数据：

1、乙醇－水混合物，含乙醇39 %（质量），温度28 ℃;

2、产品：馏出液含乙醇93 %（质量），温度31 ℃;

3、塔底：塔底液含乙醇0.06 %（质量）

4、生产能力：日产酒精（指馏出液）9800 kg;

5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为250 kPa;

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、计算其操作弹性。

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，其中设计说明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、冷却水用量、单位产品冷却水用量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量等。

2、塔装配图（1号图纸）；塔板结构草图（35×35计算纸）；工艺流程图（35×50计算纸〕

第二部分：工艺流程图

流程概要：

乙醇－水混合原料经预热器加热到泡点后，送进精馏塔，塔顶上升的蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分采用回流，其余为塔顶产物，塔釜采用间接蒸汽加热供热，塔底产物冷却后送人贮槽。

第第三三部部分分：：设设计计方方案案的的确确定定与与说说明明

一． 设计方案的确定

1．塔板类型：选用F1型重浮阀塔.

浮阀塔兼有泡罩塔和筛板塔的优点，而且操作弹性大，操作灵活，板间压降小，液面落差小, 浮阀的运动具有去污作用，不容易积垢堵塞，操作周期长，结构简单，容易安装，操作费用较小，其制造费用仅为泡罩塔的60%～80%；又由于F1型浮阀塔结构简单，制造方便，节省材料，性能良好；另外轻阀压降虽小，但操作稳定性差，低气速时易漏液。 综上所述，选择F1型重阀浮阀塔。 2．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。综上所述，选择常压操作。 3．进料状态：泡点进料

进料状态有五种，如果选择泡点进料，即q=1时，操作比较容易控制，且不受季节气温的影响，此外，泡点进料时精馏段和提馏段的塔径相同，设计和制造时比较方便。

4．加热方式：间接蒸汽加热

蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设置再沸器。直接蒸汽加热只能用于塔底产物基本是水，由于蒸汽的不断通入，对塔底溶液起了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下，塔底残液中易挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍有增加，成本增加，故采用间接加热。

5．热能利用方式：选择适宜回流比，塔釜残液作为原料预热热源 适宜的回流比应该通过经济核算来确定，即操作费用和设备折旧费用之和为最低时的回流比为最适宜的回流比。确定回流比的方法为：先求出最小回流比R min ，根据经验取操作回流比为最小回流比的1.1－2.0倍，考虑到原始数据和设计任务，本方案取1.5，即：R ＝1.5R min ；采用釜液产品去预热原料，可以充分利用釜液产品的余热，节约能源。 5．回流方式：泡点回流

泡点回流易于控制,设计和控制时比较方便,而且可以节约能源。

二. 设计方案的说明

1.本精馏装置利用高温的釜液与进料液作热交换，同时完成进料液的预热和釜液的冷却，经过热量与物料衡算，设想合理。釜液完全可以把进料液加热到泡点，且低温的釜液直接排放也不会造成热污染。

2.原料液经预热器加热后先通过离心泵送往高位槽，再通过阀门和转子流量计控制流量使其满足工艺要求。

3.本流程采用间接蒸汽加热，使用20℃水作为冷却剂，通入全凝器和冷却器对塔顶蒸汽进行冷凝和冷却。从预热器、全凝器、冷却器出来的液体温度分别在50-60℃、40℃和35℃左右，可以用于民用热澡水系统或输往锅炉制备热蒸汽的重复利用。

4．本设计的多数接管管径取大，为了能使塔有一定操作弹性，允许气体液体流量增大，所以采取大于工艺尺寸所需的管径。

设计方案确定原则参考《化工原理课程设计指导书》P7至P9

第第四四部部分分：：设设计计计计算算与与论论证证

一、板式塔的工艺计算

（一）物料衡算

1．将质量分数转换成摩尔分数

2．物料衡算

（1）摩尔流量计算

W D F W x Dx Fx +=W D F +=

9800*0.939800*0.07D 236.24618

=+=d kmol /

()236.2(0.83870.2001)

754.7/0.20010.0002349

D F F W D x x W kmol d x x -?-=

==--

236.2754.7990.9/F D W kmol d =+=+=

（2）质量流量计算

W D F W D F ααα+=W D F +=

（二） 理论塔板数T N 的求取（图解法）

由常压下沸腾的水-酒精溶液和由它产生的气体组成及沸点表描点作图，可得R min /(R min +1)=0.621，所以，最小回流比 R min =1.64 。 由于操作回流比min (1.1 2.0)R R = ，取

理论塔板数为22块；精馏段17块；提馏段4块；加料板为第5块。

（三） 操作线方程 1.精馏段方程:

0.8387

0.2424

1 2.461

D x R ==++ 2.460.7111 2.461R R ==++ 精馏段方程:0.7110.2424y x =+ 2.提馏段方程：

物料衡算公式按《化工原理（下册）》（天津版）P17

理论塔板数和回流比的确定参照《化工原理（下册）》（天津版）P23，P31

精馏段和提馏段操作线方程参照《天津版》P19

图解法用autocad

39

460.200139614618F x ==+93460.8387

9374618

D x ==+0.06

460.00023490.0699.94

4618

W x ==+980016036.3625836.36/1077/0.2992/F D W kg d kg h kg s

=+=+===min 1.5 1.5 1.64 2.46

R R ==?=()9800(0.930.39)

16036.36/668.2/0.1856/0.390.06

D F F W D W kg d kg h kg s

αααα-?-=

====--

D

L R =

2.46236.2581.1/24.21/L RD kmol d kmol h ∴==?== 1=q 817.3/V V kmol d ∴==

581.1990.91572/65.50/L L F kmol d kmol h =+=+==

提馏段方程: 1.9230.0002169W L W

y x x x V V

=-=-

图1 M-T 法求理论板数 图二 塔顶部分放大图

（四） 全塔效率T E 和实际板数P N

1． 塔顶：10.8387D y x ==，1t = 78.36C ?查表，并用试差法求得10.8223x =，则11111/(1) 1.124/(1)y y x x α-==- 进料：F X =0.2001时，F Y ＝0.5309。2t = 83.27C ?，挥发度2α＝4.5241。

查《板式精馏塔设计》P147附录10： 根据X ，用内差法求得Y ， 用公式

)

1()1(Y X X Y --=

α求算挥发度 查《板式精馏塔设计》P133附录2： 先求出纯物质的粘度，然后求混合物的粘度。

《板式精馏

塔设计》P17（2-4）

《板式精馏

塔设计》P15

(1)236.2(1 2.46)817.3/34.05/V L D D R kmol d kmol h

=+=+=?+==

塔釜：W X =0.0002349时，W Y ＝0.00311。

C t ?=9.993（由于考虑到实际情况常用103C ?）

，挥发度3α＝13.2779。 平均挥发度：33123 1.124 4.524113.2779 4.072m αααα=??=??= 2．粘度：

塔顶：178.36t C =?，查得

221112

111110.4550.370.8223(1)0.440x x μμμμμ=??=??==+-=??乙醇水乙醇水（mN s m ）,（mN s m ）,x （mN s m ）

进料：283.27t C =?，查得

2222

2110.4390.3510.2001(1)0.369F x x x μμμμμ=??=??===+-=??2乙醇2水2乙醇2水（mN s m ）,（mN s m ）,x （mN s m ）

塔釜：C t ?=1033 查得

22323110.3250.2540.00002349(1)0.254W x x x μμμμμ=??=??===+-=??3乙醇3水3乙醇3水（mN s m ）,（mN s m ）,x （mN s m ）

平均粘度233

1230.4400.3690.2540.3454m μμμμ=

??=??=??（mN s m ）

3．全塔效率：

0.2450.2450.492()0.492(4.072*0.3454)0.452545.25%T E αμ--=?===

4．实际板数：

1(1)/(221)/0.452546.417/0.450737.57

P T T N N E N =-=-===

取总板数47P N =层12389N N =层，＝层

二、板式塔的工艺条件及物料计算

（一）平均温度计算

塔顶：78.36D t C =?，塔釜：C t W ?=103，进料：83.27F t C =? 全塔平均温度：(78.36103)/290.68m t C =+=?， 精馏段平均温度：(78.3683.27)/280.82m t C =+=? 提馏段平均温度：(83.27103)/293.14m t C =+=?

（2-3）

(二)操作压强计算

因为常压下乙醇－水是液态混合物，其沸点较低（小于100℃），故采用常压精馏就可以分离。

故塔顶压强：P D =101.3KPa ，取每层压强降为KPa P 5.0=? 塔底压强：101.30.547124.8W D P P P N P KPa =+?=+?= 进料板压强：101.30.538120.3F D P P N P KPa =+?=+?=精

全塔平均操作压强：101.3124.8113.122

D W

m P P P KPa ++=== 精馏段平均操作压强：120.3101.3

110.8KPa 22F

D m P P P ++=== 提馏段平均操作压强：124.8120.3122.622

F

W

m P P P KPa ++=== （三）平均分子量计算

1．塔顶：D X =0.8387 =D Y 0.8491

气相=LDM M 0.8491×46＋（1－0.8491）×18＝41.7748mol g / 液相=LDM M 0.8387×46＋（1－0.8387）×18＝41.4836mol g / 2．进料：F X ＝0.2001，F Y = 0.5309

气相=VDM M 0.5309×46＋（1－0.5309）×18＝32.8652mol g / 液相=LDM M 0.2001×46＋（1－0.2001）×18＝23.6028mol g / 3．塔釜：W X ＝0.0002349，W Y ＝0.003111

气相=VDM M 0.00311×46＋（1－0.00311）×18＝18.0871mol g / 液相=LDM M 0.0002349×46＋（1－0.0002349）×18＝18.0066mol g / 4．精馏段平均分子量

=VM M (41.7748+32.8652)/2=37.32mol g /

=LM M (41.4836+23.6028)/2=32.5432mol g /

5．提馏段平均分子量

=VM M （32.8652+18.0871）/2＝25.4762mol g /

=LM M (23.6028+18.0066)/2=20.8047mol g /

（五） 平均密度计算

液相：

塔顶178.36t C =?查得水ρ(液)＝0.97323

/cm g ，乙醇ρ(液)＝0.7483

/cm g

《物理化学实验》P162表6

用内差法查纯液体密度

表面张力由《板式精馏塔设计》P139附录5读图查出

=1L ρ0.93×0.748＋（1－0.93）×0.9732＝0.76383/cm g ＝763.83/m kg

气相：

m 41.778101.3

1.458.315(273.1578.36)

VM M P RT

ρ?=

=

=?+精

注：本设计中，全塔的密度均用塔顶产品的密度表示。 （五）表面张力

1．塔顶178.36t C =?查得63.95σ水＝mN/m ＝乙醇σ17.7 mN/m

=1σ0.8387×17.7＋（1－0.8387）×63.95＝25.16mN/m

2．进料283.27t C =?查得＝水σ62.80 mN/m ＝乙醇σ17.2 mN/m

2σ＝0.2001×17.2＋（1－0.2001）×62.80＝53.68 mN/m

3．塔釜C t ?=1033查得＝水σ56.0 mN/m ＝乙醇σ15.6 mN/m

=3σ0.0002349×15.6＋（1－0.0002349）×56.0＝55.99 mN/m

4．精馏段平均表面张力：

σ(精)=(25.16+53.68)/2=39.42 mN/m 5．提馏段平均表面张力：

σ(提)=(53.68 +55.99)/2=54.84 mN/m （六）平均流量计算

33(1)817.3/34.05/34.0537.320.2434/1.45360034.0525.4762

0.1662/1.453600

Vm Vm Vm

Vm

V R D kmol d kmol h

VM V m s VM V m s

ρρ=+==?===??=

=

=?精提

33581.1/24.21/990.9

'24.2165.50/24

24.2132.54320.000287/763.83600'65.5020.8047

0.000496/763.83600

Lm Lm Lm

Lm

L RD kmol d kmol h

L L F kmol h

LM L m s

L M L m s

ρρ====+=+=?===??=

=

=?精提

三．板式塔的主要工艺尺寸计算

（一）塔径D

1.求空塔气速u

精馏段:

(1)11

220.000287763.80.027060.2434 1.45L V L V ρρ??????== ? ? ?

??????

(2)初选板间距H T =0.35m ，板上液层厚度h L =0.05m

H T -h L =0.35-0.05=0.30m

(3) 查Smith 图,得200.062C =

0.20.22039.420.0620.071012020C C σ????

=== ? ?????

(4)求空塔气速

max 763.8 1.450.07101 1.628m /s 1.45Lm Vm Vm u C ρρρ--=== u=(安全系数)×u max 安全系数为0.6～0.8，取安全系数为0.6

则0.6 1.6280.9768/u m s =?=

提馏段:

(1)11

22

0.000496763.80.06850.1662 1.45L V L V ρρ??????== ? ? ?????

?? (2)初选板间距H T =0.35m ，板上液层厚度h L =0.05m

H T -h L =0.35-0.05=0.30m

(3) 查Smith 图,得200.060C = 0.20.2

2054.840.0600.07342020C C σ????

=== ? ?????

(4)求空塔气速

max 763.8 1.450.0734 1.68m /s 1.45Lm Vm Vm u C ρρρ--===

u=(安全系数)×u max 安全系数为0.6～0.8，取安全系数为0.6

则0.6 1.68 1.008/u m s =?=

将精馏段与提馏段的空塔气速相比，选取较小的即精馏段空塔气速来计算塔径。

2. 求塔径D

440.24340.5630.9768s V D m u ππ?===? 圆整：取D=0.6m; 《板式精馏塔设计》P26（2-13） 《板式精馏

塔设计》P25

（2-8）

《板式精馏

塔设计》P30

（2-25）

《化工原理

（上册）》P21(1-31)

《板式精馏

塔设计》P33

（2-27）

《板式精馏

塔设计》P34

塔的截面积：2222827.06.04

4

m D A T =?=

=π

π

实际空塔气速：2

2

0.2434

0.861/0.64

4

s V u m s D π

π

=

=

=

(二) 溢流装置

选用单溢流,弓形降液管,不设进口堰。

1.堰长l W ：堰长w l =(0.6~0.8)D ，取堰长l W =0.6D=0.6×0.6=0.36m

2.出口堰高h W

(1)液流收缩系数E ：取E=1 (2)堰上液层高度： 先假设为平直堰，则试算

22

330.000287

0.668()0.668()0.005740.36

h OW

w L h m l ==?=

不符合平直堰要求：0.0060.060OW m h m ≤≤，应采用齿形堰，h n 在10-15mm 之间，取h n =0.015m ，则

2

25

5

0.0002870.0151.17 1.170.012570.36s n ow w L h h m l ?????

==?= ? ?????

(3)堰高：0.050.012570.03743w L ow h h h m =-=-= 根据0.1－ow h ≧w h ≧0.05－ow h ，验算：

0.1－0.01257≧0.03743≧0.05－0.01257是成立的。 化简，故ow h ＝0.01257m w h =0.03743m

3.弓形降液管宽度W d 及降液管面积A f

0.60000.1000w d l W

D D =∴=

0.0520f T

A A = 22827.0m A T =

20.05200.05200.28270.01470f f A A m ∴==?=

m D 6.0=

0.10000.10000.60.0600d W D m ∴==?=

《板式精馏塔设计》P33（2-29）P35（2-33）

《板式精馏塔设计》P33表2-7 弓形堰长与面积

停留时间：《板式精馏塔设计》P52

底隙高度：《板式精馏塔设计》P37（2-38）

塔板布置：《板式精馏塔设计》P21

阀孔气速：《板式精馏塔设计》P44（2-69）

阀孔数：《板式精馏塔设计》P45（2-73）

4.验算液体在降液管中停留时间

0.014700.35

17.930.000287

f T s

A H s L θ?=

=

=

保留时间θ>(3-5)s ，故降液管适用。

5.降液管底隙高度h o

取液体通过降液管底隙的速度u o 为0.13m/s 。

0.0060.034730.0060.02873o w h h m =-=-=

满足不少于20～25mm ，符合要求。

（三）塔板布置及浮阀数目与排列 1．塔板布置

塔板直径D ＝0.6m=600m ，在800m 以内，选用整体单流程塔板。 当D<1.5m 时，S W =60～75mm

溢流堰入口安定区：S W =60mm=0.06m 入口堰后的安定区：'S W `=60mm=0.06m 小塔的c W 可选25～50mm,大塔可选50～75mm 边缘区宽度(无效区)c W =40mm ＝0.04m 降液管宽度：d W =60mm=0.06m

2.浮阀孔的数目及孔间距

对于F1型浮阀（重阀），当板上浮阀刚刚全开时，动能因数F 0在9—12之间，故在此范围取得合适的F 0=10 精馏段：阀孔气速10

8.305/1.45

o

o v

F U m s ρ==

=

每层板上的阀孔数N ：

240.2434

20.0398.305

00

4

23.5324S V N d u ππ

???=

=

=≈

提馏段：阀孔气速10

8.305/1.45

o

o v

F U m s ρ==

=

每层板上的阀孔数N ：

鼓泡区面积：《板式精馏塔设计》P46（2-76）

阀孔中心距：《板式精馏塔设计》P46（2-74）

浮阀孔排列用autocad 作图获得

开孔率：《板

2

40.1662

20.0398.305

00

4

16.7517S V N d u ππ

???=

=

=≈

对于单溢流塔板，鼓泡区面积为：

222102sin 180p a x A A x r x r r π-??==-+????

()0.6/2(0.060.06)0.1820.6/20.040.262

d s c D

x W W m D

r W m

=

-+=-+==-=-= 2171.0m A A p ==α 精馏段：阀孔总面积2000.2434

A 0.0293m 8.305

V u =

=

=精精

阀孔中心距0

00.9070.9070.171

d 0.039900.0293

P A t

mm A ?=== 提馏段：阀孔总面积2000.1662

A 0.02001m 8.305

V u =

==提提 阀孔中心距000.9070.9070.171

d 0.0391090.02001

P A t mm A ?=== 浮阀孔排列：

浮阀排列方式采用正三角形叉排。孔心距t 为75～125mm 。取相邻两排孔的中心

距t ＝75mm 。 精馏段：

式精馏塔设计》P45（2-72）

压降：《天津版》P168（3-19）

临界孔速0c u ：《板式精馏塔设计》P41(2-56)

干板压降：《板式精馏塔设计》P41(2-54)

l o L

h h ε=：

《天津版》P169（3-22）

阻力：《天津版》P168（3-19a ）

g

h p l p ρρ=?：《板式精馏塔设计》P55

《板式精馏塔设计》P55

提馏段：

由上图可知，实际排孔数：精馏段24个，提馏段17个。

3． 验算气速及阀孔动能因数： 精馏段： 020.2434

8.49/0.03924

4

u m s π

=

=??

8.49 1.4510.22/o o V F u m s ρ==?=

阀孔动能因数变化不大，仍在9-12范围之内。 塔板开孔率：

00.9768100%100%11.5%8.49

u u ?=?= 开孔率应在10%～14%之间，塔板开孔率符合要求。 提馏段： 02

0.1662

8.184/0.03917

4

u m s π

=

=??

08.184 1.459.855/o V F u m s ρ==?=

阀孔动能因数变化不大，仍在9-12范围之内。 塔板开孔率：

0 1.008100%100%10.2%9.855

u u ?=?= 开孔率应在10%～14%之间，塔板开孔率符合要求。

《板式精馏

塔设计》P39（2-48）

液泛率：《板式精馏塔设计》P48（2-79）

泛点率：《板式精馏塔设计》P48（2-78）

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容 摘要：精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

板式精馏塔项目设计方案

板式精馏塔设计方案 第三节精馏方案简介 (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件数据的计算； (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) 精馏塔接管尺寸计算； (9) 绘制生产工艺流程图； (10) 绘制精馏塔设计条件图； (11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液由泵从原料储罐中引岀，在预热器中预热至84 C后送入连续板式精馏塔(筛板塔)，塔顶上升蒸汽 流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至25 C后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。 第四节：精馏工艺流程草图及说明

、流程方案的选择

1. 生产流程方案的确定: 原料主要有三个组分：C2°、C3二、C3°,生产方案有两种：（见下图A , B ）如 任务书规定： 图（A ） 为按挥发度递减顺序采出，图（B ）为按挥发度递增顺序采出。在基本有机化工 生产过程中，按挥发度递减的顺序依次采出馏分的流程较常见。 因各组分采出之 前只需一次汽化和冷凝，即可得到产品。而图（B ）所示方法中，除最难挥发组 分外。其它组分在采出前需经过多次汽化和冷凝才能得到产品， 能量（热量和冷 量）消耗大。并且，由于物料的循环增多，使物料处理量加大，塔径也相应加大， 再沸器、冷凝器的传热面积相应加大，设备投资费用大，公用工程消耗增多，故 应选用图（A ）所示的是生产方案。 2. 工艺流程分离法的选择： 在工艺流程方面，主要有深冷分离和常温加压分离法。 脱乙烷塔，丙烯精制 塔采用常温加压分离法。因为 C2, C3在常压下沸点较低呈气态采用加压精馏沸 点可提高，这样就无须冷冻设备，可使用一般水为冷却介质，操作比较方便工艺 简单，而且就精馏过程而言，获得高压比获得低温在设备和能量消耗方面更为经 济一些，但高压会使釜温增加，引起重组分的聚合，使烃的相对挥发度降低，分 离难度加大。可是深冷分离法需采用制冷剂来得到低温， 采用闭式热泵流程，将 精馏塔和制冷循环结合起来，工艺流程复杂。综合考滤故选用常温加压分离法流 程。 1、 脱乙烷塔：根据原料组成及计算：精馏段只设四块浮伐 塔板,塔顶采用分 凝器、全回流操作 2、 丙烯精制塔：混合物借精馏法进行分离时它的难易程度取决 于混合 物的沸点差即取决于他们的相对挥发度丙烷一丙烯的 C2 C3 = C3 ° iC4 W% 5.00 73.20 20.80 0.52 0.48 100 工艺特点: 原料 C 工 C 。 (A ) (B )

化工原理课程设计板式精馏塔设计

课程编号 化工原理课程设计 板式精馏塔设计 院系: 班级 姓名: 学号: 学分: 任课老师: 课程成绩: 2013年8月11日目录

一、设计任务书 (3) 二、概述 (5) 三、设计条件及要紧物性参数 (11) 四、工艺设计计算 (13) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (19) 六、塔板设计工艺设计 (21) 七、塔板的校核 (22) 八、塔板负荷性能

曲 (28) 九、辅助设备选型 (35) 十、设计结果汇总表 (42) 十一、对设计过程的评述和相关问题的讨论 (43) 十二、要紧符号讲明 (44)

一、设计任务书 1、设计题目 分离醋酸——水混合物常压精馏（筛板）塔的工艺 2、设计条件 1)生产能力：年产量D=3万吨(每年生产日按330天计算)； 2)原料：含醋酸30%（摩尔分数）的粗馏冷凝液，以醋酸——水二元体系； 3)采纳直接蒸汽加热； 4)采纳泡点进料； 5)塔顶馏出液中醋酸含量大于等于99.9%； 6)塔釜残出液中醋酸含量小于等于2%； 7)其他参数（除给出外）可自选； 8)醋酸——水的相对挥发度为α=1.65，醋酸密度为1.049，水的密度为0.998，混合液的表面张力=20mN/m； 3、设计讲明书的内容 1)目录； 2)设计题目及原始数据(任务书)； 3)简述醋酸—水精馏过程的生产方法以及特点； 4)论述精馏塔总体结构的选择和材料的选择；

5)精馏过程的有关计算（物料衡算，理论塔板数，回流比，塔高，塔径，塔板设计管径等）； 6)设计结果概要（要紧设备尺寸，衡算结果等）； 7)主体设备设计计算及讲明； 8)附属设备的选择； 9)参考文献； 10)后记及其他 4、设计图要求 1)绘制要紧装置图，设备技术要求，要紧参数，大小尺寸，部件明细表，标题栏； 2)绘制设备流程图一张； 3)用坐标纸绘制醋酸——水溶液y—x图一张，同时用图解法求理论塔板数； 4)用坐标纸绘制温度与气液相含量的关系图；

精馏塔课程设计

目录 一、概述 二、设计方案和工艺流程的确定 三、塔的物料衡算四、回流比确定 五、塔板数的确立 六、塔的工艺条件及物性数据计算 七：塔和塔板主要工艺尺寸计算 八、塔板的流体力学验算 十、热量衡算 十一、筛板塔的设计结果总表 十二、辅助设备选型及接管尺寸 十三、精馏塔机械设计计算 十四、设计中的心得体会 一、概述： 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质，热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐渐接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流而上（也有并流向下者）与液体接触进行质热传递，气液组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的要求：（1）生产能力大；（2）传质传热效率高;(3)气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量小（6）制作安装容易，维修方便。（7）设备不易堵塞，耐腐蚀。 其中板式塔又可分为有降液管的塔板（如泡罩塔，浮阀塔，筛板塔，舌型，S型等）和无降液管的（如穿流式筛板，穿流式波纹板）该课程涉及到的是板式塔中的浮阀塔，其广泛用于精馏、吸收、和解吸等过程。其主要特点是再塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀的周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触，浮阀课根据气流流速地大小上下浮动，自行调节。浮阀有盘式、条式等多种。国内多采用盘式，其优点为生产能力大，操作弹性大，分离效率较大，塔板结构较简单。此型中的F-1型结构简单，已经列入部颁标准，因此型号的重阀操作稳定性好，一般采用重阀。 二、设计方案和工艺流程的确定: 在此次课程涉及中主要介绍浮阀塔在精馏中的应用，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、和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料再塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器的冷却物质将余热带走。此过程中因考虑节能。 另外，为保持塔的稳定性，流程除用泵直接送入塔原料外，也可采用高位槽送料以受泵操作波动影响。 塔顶冷凝器装置根据生产情况以决定采用全凝器和分凝器。一般，塔顶分凝器对上升蒸汽虽由一定的增浓作用，当在石油等工业中获取液相产品时往往采用全凝器，以便于准确的控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用分凝器 操作压强由常压、低压和高压操作，其取决于冷凝温度，一般都采用常压，对于热敏性物质或混合液沸点过高的物质则宜采用减压操作，而常压下为气态的物质采用高压操作。 对于物料的进料，一般情况下采用冷进料，但是为了考虑塔的操作稳定性，则一把采用泡点进料。

板式精馏塔设计方案

板式精馏塔设计方案 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。 塔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。

化工原理课程设计-板式精馏塔的设计

化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计

摘要 (4) Abstract…………………………………………………………………………………………….引言 第一章设计条件与任务 (8) 第二章设计方案的确定 (10) 第三章精馏塔的工艺计算 (12) 3.1 实际回流比 (12) 3.2 全塔物料衡算 (12) 3.3 塔板数的计算 (12) 3.3.1 理论塔板数 (12) 3.3.2 实际塔板数 (13) 3.4 精馏塔物性参数的计算 (12) 3.4.1 操作压力计算 (12) 3.4.2 操作温度计算 (13) 3.4.3 平均摩尔质量计算 (12) 3.4.4 平均密度计算 (13) 3.4.5 液体表面张力计算 (12) 3.4.6 液体表面黏度计算 (13) 3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (12) 3.5.1塔径计算 (12) 3.5.2 精馏塔有效高度的计算 (13) 第四章塔板工艺尺寸的计算 (14) 4.1精馏段塔板工艺尺寸的设计 (15) 4.1.1溢流装置的设计 (15) 4.1.2塔板设计 (15) 4.2提馏段塔板工艺尺寸的设计 (15) 4.2.1溢流装置的设计 (15) 4.2.2塔板设计 (15) 4.3塔板的流体力学性能验算 (15) 4.3.1精馏段塔板的流体力学性能验算 (15) 4.3.2提馏段塔板的流体力学性能验算 (15) 4.4塔板的负荷性能图 (15) 4.4.1精馏段塔板的负荷性能图 (15)

4.4.2提馏段塔板的负荷性能图 (15) 第五章设计结果汇总 (17) 5.1 设计小结与体会 (17) 5.2 参考文献 (18) 第六节精馏装置的附属设备 (20) 6.1 回流冷凝器 (20) 6.2 管壳式换热器的设计与选型 (21) 6.2.1流体流动阻力（压强降）的计算 (21) 6.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (22) 6.3 再沸器 (23) 6.4接管直径 (24) 6.4加热蒸气鼓泡管 (25) 6.5离心泵的选择 (25) 附录 工艺流程图

乙醇-水精馏塔课程设计报告浮阀塔

-- - 目录 设计任务书 (4) 第一章前言 (5) 第二章精馏塔过程的确定 (6) 第三章精馏塔设计物料计算 (7) 3.1水和乙醇有关物性数据 (7) 3.2 塔的物料衡算 (8) 3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 (8) 3.2.2平均分子量 (8) 3.2.3物料衡算 (8) 3.3塔板数的确定 (8) 3.3.1理论塔板数N T的求取 (8) 3.3.2求理论塔板数N T (9) 3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11) 3.4.1操作压强P m (12) 3.4.2温度t m (12) 3.4.3平均分子量M精 (12) 3.4.4平均密度ρM (13) 3.4.5液体表面X力σm (13) 3.4.6液体粘度μm L， (14) 3.4.7精馏段气液负荷计算 (14) 第四章精馏塔设计工艺计算 (15) 4.1塔径 (15) 4.2精馏塔的有效高度计算 (16) 4.3溢流装置 (16) 4.3.1堰长l W (16) 4.3.2出口堰高h W (16)

4.3.3降液管的宽度W d与降液管的面积A f (16) 4.3.4降液管底隙高度h o (17) 4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17) 4.5塔板流体力学校核 (18) 4.5.1气相通过浮塔板的压力降 (18) 4.5.2淹塔 (18) 4.6雾沫夹带 (18) 4.7塔板负荷性能图 (19) 4.7.1雾沫夹带线 (19) 4.7.2液泛线 (20) 4.7.3液相负荷上限线 (20) 4.7.4漏液线（气相负荷下限线） (20) 4.7.5液相负荷下限线 (21) 4.8塔板负荷性能图 (22) 设计计算结果总表 (23) 符号说明 (24) 关键词 (25) 参考文献 (25) 课程设计心得 (26) 附录 (27) 附录一、水在不同温度下的黏度 (27) 附录二、饱和水蒸气表 (27) 附录三、乙醇在不同温度下的密度 (27)

板式精馏塔设计任务书

板式精馏塔设计任务书 1、概述 1.1 精馏单元操作的简介 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。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。分离苯和甲苯，可以利用二者沸点的不同，采用塔式设备改变其温度，使其分离并分别进行回收和储存。 1.2 精馏塔简介 精馏塔是一圆形筒体，塔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，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。 1.3 苯-甲苯混合物简介 化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质. 芳香族化合物是化工生产中的重要的原材料，而苯和甲苯是各有其重要作用。苯是化工工业和医药工业的重要基本原料，可用来制备染料，树脂，农药，合成药物，合成橡胶，合成纤维和洗涤剂等等；甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯，甲酚等化工产品，同时也可以用来制造三硝基甲苯，苯甲酸，对苯二甲酸，防腐剂，染料，泡沫塑料，合成纤维等。 1.4设计依据 本设计依据《化工原理课程设计》的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。 1.5 技术来源

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计91604

目录 设计任务书 一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 的求取 (7) 3.1理论板层数N T 3.2实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作温度的计算 (11) 4.2平均摩尔质量的计算 (11) 4.3平均密度的计算 (12) 4.4液相平均表面张力计算 (12) 4.5液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 5.1塔径的计算 (14) 5.2精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 6.1溢流装置计算 (16) 6.2塔板的布置 (17) 6.3浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 7、精馏塔结构设计 (30)

7.1设计条件 (30) 7.2壳体厚度计算………………………………………………… 7.3风载荷与风弯矩计算………………………………………… 7.4地震弯矩的计算………………………………………………… 三、总结 (27) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件: 年产量: 95%的甲醇17000吨 料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水) 塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水) 塔底釜残液甲醇含量为6% 每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作 连续操作、中间加料、泡点回流。 操作压力：常压 塔顶压力4kPa(表压) 塔板类型：浮阀塔 进料状况：泡点进料 单板压降：kPa 7.0 厂址：安徽省合肥市 塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.5Mpa 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. 设计内容包括： 1、 精馏装置流程设计与论证 2、 浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、 塔盘设计 5、 流体力学条件校核、作负荷性能图 6、 主要辅助设备的选型 四、设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主

化工原理课程设计说明书-板式精馏塔设计

前言 化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使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。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的分离四氯化碳和二硫化碳混合物精馏塔。 板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（2 0%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。 【精馏塔设计任务书】 一设计题目 精馏塔及其主要附属设备设计 二工艺条件

化工原理课程设计-苯-甲苯精馏塔设计

资料 前言 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 化工生产常需进行液体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部分冷凝达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。 筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。 在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 |

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目录 第一章绪论 (1) 精馏条件的确定 (1) 精馏的加热方式 (1) 精馏的进料状态 (1) 精馏的操作压力 (1) 确定设计方案 (1) 工艺和操作的要求 (2) 满足经济上的要求 (2) 保证安全生产 (2) 第二章设计计算 (3) 设计方案的确定 (3) 精馏塔的物料衡算 (3) 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3) 物料衡算 (3) 塔板计算 (4) 理论板数NT的求取 (4) 全塔效率的计算 (6) 求实际板数 (7) 有效塔高的计算 (7) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 操作压力的计算 (8) 操作温度的计算 (8) 平均摩尔质量的计算 (8) 平均密度的计算 (10) 液体平均表面张力的计算 (11) 液体平均黏度的计算 (12) 气液负荷计算 (13)

苯-甲苯板式精馏塔的课程设计

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)

化工原理精馏塔课程设计

课程设计 设计题目：板式设计精馏塔 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导老师： 2011年01月21日

设计 题目 板式精馏塔的设计成绩 课 程 设 计主要内容流量的确定、各物理性质的计算、回流比的确定、各种管路的选型、各种强度的校核 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名：200 年月日

设计任务书 化工原理课程设计任务书 专业班级姓名学号 设计题目：板式精馏塔设计 设计时间：2011年1月10日至 2010年1月21日 指导老师： 设计任务：年处理 120000 kg乙醇--水溶液系统 1、料液含乙醇28%，馏出液含乙醇不少于94 wt%，残液含乙醇不大于0.05 wt% 2、操作条件： 。 （1）泡点进料，回流比R= 1.5 R 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（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选。 （6）安装地点：合肥 任务来源：合肥酒厂 设计主要内容： 工艺流程的确定，塔和塔板的工艺尺寸计算，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。 设计报告： 1、设计说明书一份。（格式：按照本科毕业设计论文书写格式） 2、主体设备总装图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张。

中文摘要：在化工、石油、医药、食品等生产中，常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的，而蒸馏就是其中一种方法。随着化学 工业的发展，蒸馏技术、设备及理论也有了很大的发展。蒸馏操作的 理论依据是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离的目的。在操 作中进行多次的气体部分冷凝或液体部分气化称为精馏。习惯上，混 合物中的易挥发组分称为轻组分，难挥发组分成为中组分。为此，掌 握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析 分离过程中的各种参数是非常重要的。 关键字：精馏，蒸馏，筛板，塔

板式精馏塔课程设计

《化工原理》课程设计报告 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 合作者 指导教师

化工原理设计任务书 一、设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 二、设计任务 1）进精馏塔的原料液中含氯苯为38%（质量百分比，下同），其余为苯。 2）塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。 3）生产能力为日产纯度为99.8%的氯苯Z吨产品。年工作日300天，每天24小时连续运行。（设计任务量为3.5吨/小时） 三、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6. 设备型式：自选 7．厂址天津地区 四、设计内容 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五行数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板的主要工艺尺寸计算； 6.塔板的流体力学计算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论

五、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-= ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01212??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。

苯氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书

苯氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计 算书 1

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苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书(精馏段部分) 化学与环境工程学院 化工与材料系 5月27日

课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%(以上均为质量%)。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa(表压); 2.进料热状况,自选; 3.回流比,自选; 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa; 5.单板压降不大于0.7kPa; 6.年工作日330天,每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明; 2.塔的工艺计算; 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算; 4.塔内流体力学性能的设计计算; 5.塔板负荷性能图的绘制; 1 2020年5月29日

2 2020年5月29日 6.塔的工艺计算结果汇总一览表; 7.辅助设备的选型与计算; 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制; 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压οi p (mmHg) 2.组分的液相密度ρ(kg/m 3) 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐:t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐:t B 0657.14. 1124-=ρ 式中的t 为温度,℃。 3.组分的表面张力σ(mN/m)

3 2020年5月29日 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算: A B B A B A m x x σσσσσ+= (B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率) 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示: 38 .01 238 .012??? ? ??--=t t t t r r c c (氯苯的临界温度:C ?=2.359c t ) 5.其它物性数据可查化工原理附录。 附参考答案:苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分) 苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书(精馏段部分) 一、设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔(筛板塔),塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液,其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流,塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。流程图略。

化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计

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

精馏塔---课程设计

第1章绪论 1.1课程设计的目的 （1）把化工工艺与化工机械设计结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。 （2）培养对化工工程设计上基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。 （3）培养识图、制图、运算、编写设计说明书的能力。 1.2课程设计的要求 （1）树立正确的设计思想。 （2）具有积极主动的学习态度和进取精神。 （3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。 （4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。 （5）在设计中处理好尺寸的圆整。 （6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。 1.3课程设计的内容 对二氯乙烷精馏塔的机械设计。DN=1800mm P N=1.2MPa 1.4课程设计的步骤 （1）全面考虑按压力大小、温度高低、腐蚀性大小等因素来选材。 （2）选用零部件。 （3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等。

（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算（5）传动设备的选型、计算。 （6）绘制设备总装配图。

第2章 塔体的机械计算 2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 2.1.1 塔体厚度的计算 （1）计算压力 MPa Pc 2.1= （2）塔体计算厚度 mm Pc t PcDi 8.72 .185.017021800 2.1]δ[2δ=×××== （3）塔体设计厚度 mm 8.9δc δ=+=c （4）塔体名义厚度 n δ=12mm （5）塔体有效厚度 mm c n e 10δδ== 2.1.2 封头厚度计算 （1）计算厚度 mm Pc t PcDi 5.72 .15.085.017021800 2.15.0][2=?-???=?-= ?δδ （2）设计厚度 mm c 5.9c =+=δδ （3）名义厚度 mm n 12=δ （3）有效厚度 mm c n e 10=-=δδ 2.2 塔设备质量载荷计算 2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 m 01 （1）圆筒质量 m 1=4.1971979.36536=×Kg （2）封头质量 m 2=8.67624.338=×Kg （3）裙座质量 m 3=2.164006.3536=×Kg 说明：1 塔体圆筒总高度为36.79m ； 2查得DN1800mm ，厚度10mm 的圆筒质量为536Kg/m ； 3 查得 DN1800mm ，厚度10mm 的椭圆形封头质量为338.4Kg/m ； 4 裙座高度3060mm 。

化工原理课程设计(乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计)

实用标准文档 化工原理课程设计题目乙醇-水溶液连续精馏塔优化设计

目录 1.设计任务书 (3) 2.英文摘要前言 (4) 3.前言 (4) 4.精馏塔优化设计 (5) 5.精馏塔优化设计计算 (5) 6.设计计算结果总表 (22) 7.参考文献 (23) 8.课程设计心得 (23)

精馏塔优化设计任务书 一、设计题目 乙醇—水溶液连续精馏塔优化设计 二、设计条件 1．处理量： 16000 （吨/年） 2．料液浓度： 40 （wt%） 3．产品浓度： 92 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 99.99% 5．每年实际生产时间：7200小时/年 6. 操作条件： ①间接蒸汽加热； ②塔顶压强：1.03 atm（绝对压强） ③进料热状况：泡点进料； 三、设计任务 a) 流程的确定与说明； b) 塔板和塔径计算； c) 塔盘结构设计 i. 浮阀塔盘工艺尺寸及布置简图； ii. 流体力学验算； iii. 塔板负荷性能图。 d) 其它 i. 加热蒸汽消耗量； ii. 冷凝器的传热面积及冷却水的消耗量 e) 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。

乙醇——水溶液连续精馏塔优化设计 （某大学化学化工学院） 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对乙醇-水精馏工艺流程和主题设备设计。 关键词：精馏塔，浮阀塔，精馏塔的附属设备。 （Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001） Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, product requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme. Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.

化工原理课程设计说明书板式精馏塔设计1

河南科技学院化工原理（下）课程设计 处理量为7万吨/年二硫化碳和四氯化碳体系精馏分离板式塔设计 学院：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工094班 姓名：吕庆宝 指导教师：杨胜凯

【精馏塔设计任务书】 一设计题目 精馏塔及其主要附属设备设计 二工艺条件 生产能力：7万吨每年（料液） 年工作日：7200小时 原料组成：32%的二硫化碳和68%的四氯化碳（摩尔分率，下同） 产品组成：馏出液 96%的二硫化碳，釜液2.4%的二硫化碳 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：自定 加热方式：直接蒸汽加热 回流比：自选 三设计内容 1 确定精馏装置流程; 2 工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5 主要附属设备设计计算及选型 四设计结果总汇 将精馏塔的工艺设计计算的结果列在精馏塔的工艺设计计算结果总表中。

五参考文献 列出在本次设计过程中所用到的文献名称、作者、出版社、出版日期。 流程的设计及说明 图1 板式精馏塔的工艺流程简图 工艺流程：如图1所示。原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。为了便于了解操作中的情况及时发现问题和采取相应的措施，常在流程中的适当位置设置必要的仪表。比如流量计、温度计和压力表等，以测量物流的各项参数。 【已知参数】: