物料组成：为乙醇30%、正丙醇70%（摩尔分率）；
产品组成:塔顶乙醇含量》99%，塔底釜液丙醇含量》98%；
操作压力：(塔顶绝对压力)；
回流液温度：为塔顶蒸汽的露点；
加热体系：间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm2（绝压）；
冷凝体系：冷却水进口温度20℃，出口温度45℃；
热量损失：设备热损失为加热蒸汽供热量的5％；
料液定性：料液可视为理想物系；
年处理量：15000吨；
工作日：每年工作日为65天，每天24小时连续运行；
进料方式：饱和液体进料，q值为1；
塔板类型:浮阀塔板。
厂址选地：马鞍山市当涂县乌溪镇
2 设计方案
蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，虽然本课程设计中年处理量较小（15000吨/年），但仍采用连续蒸馏的方式。
蒸馏过程根据操作压力的不同，可分为常压、减压和加压蒸馏。本设计中，由于物料乙醇、正丙醇都是易挥发有机物，所以常压操作，塔顶蒸汽压力为大气压，全塔的压力降很小。
由任务书给定，进料热状况为泡点进料，加热方式采用间接水蒸气加热，设置再沸器。塔底设冷凝回流装置。
工艺流程设计：
图：原料液的走向
考虑到蒸气压力对设备要求等各方面的影响，选用的蒸气压力为5kg f/cm2
图冷凝水的走向 换热器内物料走壳程，冷却水走管程
3 精馏塔物料衡算
物料衡算
已知数据：乙醇的摩尔质量M A =46.07kg/kmol, 正丙醇摩尔质量M B =60.1kg/kmol X f = X D = X W =
原料处理量F=（15000×1000）／（65×24×M A ）=h 总物料流量衡算W D F += 塔底物料流量衡算：w
D F
D x x x x F W --?
=
=×﹙ kmol/h
=-=W F D kmol/h
摩尔衡算
原料液及塔顶、塔底产品的流量和平均摩尔质量
()B F A F F M x M M ?-+?=1x =55.89 kg/kmol
()B D A D VDM M x M x M ?-+?=1=46.21 kg/kmol
()B W A W W M x M x M ?-+?=1=59.82 kg/kmol
4 塔体主要工艺尺寸
塔板数的确定 4.1.1 塔板压力设计
常压操作，即塔顶气相绝对压力p=110.925 kPa 预设塔板压力降：6.0 kPa 估计理论塔板数：16 估计进料板位置：10
塔底压力：110.925166.0325.101=?+=W P kPa 进料板压力：=进P 106.725 kPa 精馏段平均压力：=m P 104.025kPa
4.1.2 塔板温度计算
温度（露点）-气相组成关系式：
00
B
A A p p p p p p y --?= (1) 温度-饱和蒸汽压关系式（安托因方程）：
乙醇：
48
.23105.165233827.7lg +-
=t p A (2) 正丙醇：
t
p B +-
=0.19314.137574414.6lg (3) 各层塔板压力计算公式：
()A B A A x p x p p -?+?=1 (4)
塔顶：已知乙醇的气相组成y 为产品组成，操作压力为常压，则通过联立（1）、（2）、(3)可求得操作温度及组分饱和蒸汽压；
塔底：已知乙醇组成，操作压力经初步计算为。通过联立（2）、（3）、(4)并进行迭代可得实际操作温度及组分饱和蒸汽压。
（计算过程使用excel 软件进行迭代计算） 结果如下：
塔顶：78.625=D t ℃ 102.538=A p kPa 48.029=B p kPa
塔底：100.065=W t ℃ 219.145=A p kPa 108.706=B p kPa 进料板(数据取自后文塔板物料衡算结果)：
99.093=f t ℃ 175.976=A p kPa 85.983=B p kPa
4.1.3 物料相对挥发度计算
B
A p p =
α，根据上文求出的数据可得：
塔顶：=D α 塔底：W α= 进料板：F α=
平均相对挥发度：
=α ()F W D
ααα
=
4.1.4 回流比计算
最小回流比p
p p D x y y x R --=
min
(5)
q 线方程：采用饱和液体进料时q=1,故q 线方程为： x P =x F = (6) 相平衡方程：
()p
p p p p x x x x y 065.11065.211+=
-+=
αα (7)
（6），（7）联立得：p x = p y =
代入式（5）可以求得：R min =(x D -y P ) ／(y P -x P )
= ／最小理论板数α
lg 11lg min
??????????
??-???? ??-=
W W
D D x x x x N =
最适回流比=?+?=--min 0203
.0min 0917.0min 3536.13748.0R N N R opt
4.1.5 塔板物料衡算
精馏段操作线方程： D x R x R R y 1
11+++=
，代入数据得： y=+
提馏段操作线方程： W x R x R R y '
1'1'-+=
'，
（W V R ''=），代入数据得： 0.011- 1.532x y =
相平衡方程:x
x y 065.11065.2+=
物料衡算过程模式: Y n-1 x n-1 y n x n y n+1 x n+1
在同一塔板上的计算运用相平衡方程，上下塔板间的计算，运用操作线方程
表：塔板物料数据
4.1.6 实际塔板数的计算
4.1.6.1 黏度（通过液体黏度共线图差得）
乙醇、正丙醇黏度共线图坐标值
查表可得：
全塔平均温度为：90.209 ℃
物料在平均温度下的粘度，通过查表可得： 乙醇：mPa/s 0.350=A
μ
正丙醇：s mPa B /550.0=μ 全塔平均黏度计算公式:()B F A F x x μμμ
lg 1lg lg -+=
代入数据可得平均粘度s mPa /491.0=μ
4.1.6.2总塔板效率
普特拉—博伊德公式：()245
.049.0-=αμE
代入相关数据得：488.0=E
4.1.7 实际塔板数计算
精馏段板数199≈÷=E N 精 提馏段板数145.6≈÷=E N 提
总板数33=N (不包括塔釜再沸器)
塔径计算
u
V D S
π4=
4.2.1 平均摩尔质量计算
塔顶
()kmol kg M x M x M B D A D VDM /21.461=-+= ()kmol g M x M x M B A LDM /k 36.46111=-+=
进料板
111.0=A x 205.0=B
y
()kmol g M y M y M B A A F VFM /k 218.571=-+=
()kmol kg M x M x M B F A F LFM /539.581=-+=
精馏段
()kmol kg M M M VFM VDM VM /714.515.0=+=
()kmol kg M M M LFM LDM LM /448.525.0=+=
4.2.2 平均密度计算
气相平均密度
有理想状态方程计算，即 3/803.1m kg RT M P m
Vm
m Vm
==
ρ
液相平均密度 塔顶 625.78=D
t ℃查手册有：
3
3/740/740m kg m kg LDM A ==ρρ
进料板 908.92=F
t ℃ 查表有:
()3
33/934.740/1/x 1
/5.742/725m kg x m kg m kg B
B A A LFM B A =-+=
==ρρρρρ
精馏段液相平均密度
467.7402/)(=+=LFM LDM LM ρρρ3/m kg
4.2.3 液相表面张力计算
塔顶 625.78=D
t ℃查手册有：
m mN A LDM /832.17=≈σσ
进料板 908.92=F
t ℃ 查表有:
m mN A /2.16=σ m mN B /1.18=σ
()m mN M x M x B F A A L FM /737.171=-+=σ
精馏段平均表面张力
m mN LM /739.172/)778.177.17(=+=σ
4.2.4 塔径计算
精馏段气液体积流率为
0412.0)/(/00405.03600/965.136002/133=====
V L h
h
LM LM
S VM
VM
S V L s
m LM L s
m VM V ρρρρ
取板间距m h m H L T
06.045.0==板上液层高度
m h H T T 39.006.045.0=-=-
查史密斯关联图有： 087.020=C
m m u
V D s m U u s m C
U C C S
V
V
L L
6.1D 442.14/203.1719.1
7.07.07.0/719.10849.0)20
739.17(087.0)20(
m ax m ax 2
.02.020===
=?=====?==-按标准塔径圆整后则空塔气速为：取安全系数为πρρρσ
塔截面积
s m A V u m A T S T /977.0011
.2965
.12.0116.14
2
2===
=?=
实际空塔速度为：π
精馏塔有效高度计算
每隔6~8块塔板设一人孔，为0.5 m ，设有人孔处板间距调整为0.6 m 。同时，塔底、
进料板和塔顶各设一人孔
()m
H H H H H m H m H D 55.910.454)-(330.62-628211476m
5.14.12.1B D B =+?+?++====裙座裙座精馏塔高度层塔板。、、、、塔顶、第个人孔，分别位于塔底全塔设裙座高度塔底空间塔顶空间 以下为塔底空间的计算过程：
取釜液在塔底停留时间为6 min ，釜液距离底层塔板1 m 。 釜液流量为：
1
3min 137.0738
60017
.60059.13160-?=??==
m M W q W W S w ρ
储存釜液高度：
m A q H T W 408.0011
.2137.0===
塔底空间高度：m m H H B
4.1408.11≈=+=
精馏塔热量衡算
4.5.1 塔顶冷凝器的热量衡算
目的：对塔顶冷凝器进行热量衡算以确定冷却水的用量 如图4-2所示，对精馏塔塔顶冷凝器进行热量衡算
4.5.1.1 热量衡算式
式中 Q V ’——塔顶蒸气带入系统的热量；
Q L ——回流液带出系统的热量； Q D ——馏出液带出系统的热量；
Q W ’
——冷凝水带出系统的热量。
4.5.1.2 基准态的选择
上文中已经求出塔顶蒸汽温度6252.78=W t ℃，该温度也为回流液和馏出液的温度。同时，操作压力为。
以塔顶操作状态为热量衡算基准态，则 Q L = Q D =0
4.5.1.3 各股物料热量计算
查得乙醇和正丙醇正常沸点为和，在正常沸点下的汽化焓分别为mol 、mol 使用Watson 公式计算乙醇与正丙醇在78.625℃的汽化焓
38
.02
22111)()(???
?
??--=r r m V m V T T T H T H ΔΔ
式中 C
T T T =r
—对比温度
T C —临界温度
查得乙醇与正丙醇的临界温度分别为：，
对于乙醇：
6808.025.51645.3511===
C r T T T ,6814.025
.516775.3512
===C
r T T T 因此，
1
38
.038.0121531.386808.016814.0156.38)11)((-?=?
?
? ??--?=--=mol kJ T T T H H r r m V m V ?? 对于丙醇：
6898.075.53625.3701===
C r T T T ,6554.075
.5367752
.3512===C r T T T 因此，
1
38
.038.0121130.436898.016554.0144.41)11)((-?=?
?
? ??--?=--=mol kJ T T T H H r r m V m V ??
由此可计算进入塔顶冷凝器蒸气的热量为
1
'
529.9467)130.4301.0531.3899.0(558.246)
6722.99()1()6722.99(-?=???=-+=h kJ H x V H Vx Q m V D m V D V ＋℃℃丙醇乙醇??
代入到热量衡算式中，可求得塔顶冷凝器带走的热量为
1k 529.9467'-?=h J Q W
冷却水的用量
设冷却水的流量为水m q ，则 ＝水m q C p (t 2－t 1) 已知：t 1＝25℃ t 2＝45℃
以进出口水温的平均值为定性温度：℃352
45
25221=+=+=
t t t m
查得水在35℃时的比热容为： C pm ＝(kg.℃)
∴
)/(5858.4)/(4322.82)
2545(175.4383.6892)(12'h kmol h kg t t C Q q pm W m ==-?=-=水
4.5.2 全塔的热量衡算
目的：确定再沸器的蒸汽用量如图4-3所示，对精馏塔进行全塔的热量衡算
图4-3 全塔热量衡算图
4.5.2.1 热量衡算式
根据热量衡算式，可得
L W W D V F Q Q Q Q Q Q +++=+'
由设计条件知： L Q ＝5%V Q ＝V Q
∴ F Q ＋V Q ＝D Q ＋W Q ＋'W Q
式中 F Q —进料带入系统的热量
V Q —加热蒸汽带入系统的热量 D Q —馏出液带出系统的热量 W Q —釜残液带出系统的热量
'W Q —冷却水带出系统的热量
L Q —热损失
各股物流的温度
由上文计算结果：
t F ＝92.908 ℃ t D ＝78.625℃ t W ＝99.093 ℃
基准态的选择
以、78.625℃的乙醇和正丙醇为热量衡算的基准态，且忽略压力的影响，则 Q D =0
各股物流热量的计算
由于温度变化不大，采用平均温度
.209.903
908
.92093.99625.78℃=++=
m t 即
据:44332210T a T a T a T a a C pm ++++=
查《汽液物性估算手册》得：
乙醇：
5
111441833
1
5
221311
1010685.210024.710546.510628.0396.4--------------???=???-=???=???=??=K mol J a K mol J a K
mol
J a K mol J a K mol J a
正丙醇： 5
111441833
152
2
1311
1010216.310341.810310.610565.6712.4--------------???=???-=???=???=??=K mol J a K mol J a K mol J a
K mol J a K mol J a
故乙醇的比热容为：
1
1411382
53990.102314.8)359.36310685.2359.36310024.7359.36310546.5359.36310628.0396.4(------??=???+??-??+??+=K mol J C pm 丙醇的比热容为：
1
1411352
53939.99314.8)359.36310216.3359.36310341.8359.36310310.6359.36310565.6712.4(------??=???+??-??+??+=K mol J C pm 由此可求得进料与釜残液的热量分别为
)
840.247093)625.78908.92(939.99)25.01(793.171)
625.78908.92(990.10225.0793.171)
625.78()1()625.78(1-?=-??-?+-???=--+-=mol kJ t C x F t C Fx Q F pm F F pm F F 丙醇乙醇
)
(268253.662)625.78093.99(939.9998.006.131)625.78093.99(990.10202.006.131)
625.78()1()625.78(1-?=-???+-???=--+-=mol kJ t C x W t C Wx Q W pm W W pm W W 丙醇乙醇
将以上结果代入到热量衡算式中
383.6892662.268253095.0840.247093++=+V Q
解得： 18198.106746-?=h kJ Q V
热损失为：134.53378198.10674605.005.0-?=?==h kJ Q Q V L
4.5.2.5 加热蒸汽的用量
设加热蒸汽的用量为，则：。已知蒸气的压力为5kg f /cm 2
（绝压），查得该压力下蒸汽
的汽化热为 r ＝2113kJ/kg
由此可求得再沸器的加热蒸汽用量为
1'
52.502113
8198.106746-?===h kg r Q q V m
5 板主要工艺尺寸计算
溢流装置计算
因塔径D=1.6m,可选单溢流的弓形降也管，采用凹形受液盘
堰长w l
取w l ==0.96m
溢流堰高度W h
堰上液层高度
m
h m h h W L OW 045.0015.006.006.0015
.0=-===取上层清夜层高度
弓形降液管宽度W d 和截面积A f
由l W /D= 查资料，得 A f /A T = W d /D=
故A f ==×= m 2
W d ==×= m
依下式验算液体在降液管中停留时间，即
5618.133600
1095.2845
.00877.0360036004>≥????=
=
-h
T
f L H A θs
故降液管的设计合理
5.1.4 降液管底隙高度h 0
039.0006.00=-=w h h s
选用凹形受液盘，深度='
w
h h
W
=0.05 m
塔板布置 塔板的分块
因D>800mm ，故采用分块式，4块塔板。
边缘宽度的确定
取m W m W c d
05.0,175.0==
开孔区面积的计算
开孔区面积A a 按下式计算
其中：
())
(65.005.02
4.12)(45
5.005.0175.024.12m W D r m W W D x C F d =-=-==--=+-=
)
(0776.165.0455.0sin 65.0180455.065.0455.02)(sin 180221222122
2m r x r x r x A a =?
?? ?
???? ????+-?=?
?? ?
??+-=--ππ
阀孔计算
本流程所处理的物系无腐蚀性，可选用δ=3mm 碳钢板。 采用FIQ-4A 型浮阀，相关数据如下： 阀厚/m 阀重/kg 阀孔孔径0d /m
阀孔排列采用叉排方式按正三角形排列
取三角形孔心距t = 0.075 m ，列宽m h 065.0= 作图得到排列阀孔数n = 242 阀孔总面积4/038.020
?=πn A
真实阀孔气速()
120
'158.74/038.0242965.1-?=??==s
m A V u S o
π
浮阀全开时的阀孔气速称为阀孔临界气速。阀孔临界气速与阀孔临界动能因子F 0有如下关系：
V
F u ρ00=
, 其中F 0的经验值为9~12。
上面求得10158.7-?=s m u 代入上式得：F 0 =，满足经验值所在范围，因此，阀数取242符合工艺要求。
阀孔的流体力学验算 5.4.1 塔板压降
5.4.1.1干板阻力h C 计算
阀全开前：0.0379m 9
.19175.0==L
o
c
u h
ρ
阀全开后：0.0339m 234.52==L
V o c
g u h ρρ 式中h c ——干板压降，m 液柱；u 0——筛孔气速，m/s ；
板上液层的有效阻力1h
()ow w h h h +=β1
对于浮阀塔板，β取 hw ——外堰高，m ；
h ow ——堰上液流高度，m ； 代入数据得：0.0327m 1
=h
液体表面张力产生的阻力σh 较小，在计算时可忽略。 5.4.1.3 总压降 每层塔板压降为 阀全开前：m h h h c t 0706.01=+= 阀全开后：m h h h c t
0666.01=+=
液泛
对于浮阀塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差造成的影响。
液体通过降液管的压强降
L t d d h h h H ++=
d H 指降液管中清夜层高度
L h 为板上清夜层高度，取值为m h h h ow w L 06.0=+= t h 为塔板总压降
d h 指与液体流过降液管的压降相当的液柱高度，主要有降液管底隙处的局部阻力造
成。由于塔板上未设置进口堰，可按下式计算：
0.00459m 0.039
0.960.004052.0)(
2.02
2=??==）（o w S d h l L h
综上，阀全开前：m H d 135.006.00706.000459.0=++= 阀全开后：m H d 131.006.00666.000459.0=++= 取全开后的压降为设计压降，即m H d
131.0=
乙醇与正丙醇属于不易发泡物质，其泡沫层的相对密度Φ取
为防止液泛，应保证降液管中泡沫液体的高度不能超过上层塔板的出口堰，即
()w T h H H +≤Φd
()d w T H h H ≥=+=+297.0)045.045.0(6.0Φ 可见，目前的设计数据符号要求。
5.4.3 液沫夹带
对浮阀塔板多采用泛点率来间接判断液沫夹带量。泛点率是设计负荷与泛点负荷之比。泛点率可由下列两式求得，然后采用计算结果中较大值：
%
10078.0%10036.121??-=
?+-=
T
F V
L V S
b
F S V
L V S
A KC V F A KC Z
L V F ρρρρρρ
物性系数，见表。
出；泛点负荷系数，由图读；降液管截面积，；塔板截面积，；
，对单流型塔板：
板上液流面积，；
将液管的宽度，；
塔径，；对单流型塔板：
板上液体流程长度，---------=-------=--K C A A A A m A W m D W D Z Z F f T f T b b d d 22m m 2A m 2,m
计算得出的泛点率必须满足下述要求，否则应调整有关参数，重新计算。 塔径大于900 mm : F 1< 80 % ~ 82 % ; 塔径小于900 mm : F 1< 65 % ~ 75 %; 减压塔：F 1< 75 % ~77 %
由图读出，泛点负荷系数C F = ，由表查出,物性系数K = 1。
251
.26%100011.212.0178.0803.1467.140803
.1965.1%
10078.0235
.27%
100781
.112.012
.1004.036.1803.1467.140803
.1965.1%
10036.121=????-?
=
??-=
=?????+-?
=
?+-=
?T F V
L V
S
b
F S V
L V
S
A KC V F A KC Z
L V F ρρρρρρ
取较大值。
塔径大于900 mm ，F < ~ ，符合工艺要求。
漏液
漏液点气速计算式：v
o o F u ρmin
min =，min o F 为漏液点动能因子，取值范围为5~6，本
设计中取5。
1
-m in s m 724.31.803
5
?==
o u 实际孔速-1s m 158.7?=o u >min o u 稳定系数922.1724
.3158
.7m in
00
==
=u u K
符合K> ~ ，故在本系统中无明显漏液现象。
5.4.5 塔板负荷性能图 漏液线方程
阀孔气速要求不小于漏液点气速，当两者恰好相等时，刚好满足设计要求，故漏液线方程可以粗略的处理为:O o S A u V min =
式中，O A 为阀孔总面积。
1min 022.1274.0724.3-?=?==s m A u V O o S
在设计范围内，任取几个L s 值，依上式计算出V s 值，计算结果列于表11-1。
TOC \o "1-3" \h \u 一设计任务书.. PAGEREF _Toc7399 2 二塔板的工艺设计 (5) （一）设计方案的确定 (5) （二）精馏塔的物料衡算 (5) 1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数 (5) 2. 物料衡算 (6) (三)物性参数的计算 (6) 1.操作温度的确定 (7) 2. 密度的计算 (7) 3.混合液体表面张力的计算 (11) 4.混合物的粘度 (12) 5.相对挥发度 (13) (四)理论板数及实际塔板数的计算 (14) 1.理论板数的确定 (14) 2.实际塔板数确定 (18) (五)热量衡算 (18) 1.加热介质的选择 (18)
2. 冷却剂的选择： (19) 3.比热容及汽化潜热的计算 (19) (六)塔径的初步设计 (23) 1.汽液相体积流量的计算 (23) 2.塔径的计算与选择 (23) (七)溢流装置 (25) 1.堰长 (25) 2.弓形降液管的宽度和横截面积 (25) 3.降液管底隙高度 (26) 4.塔板分布 (26) 5. 浮阀数目与排列 (26) （八)汽相通过浮阀塔板的压降 (29) 1.精馏段 (29) 2.提馏段 (30) （九)淹塔 (30) 1.精馏段 (30) 2.提馏段 (31) （十)雾沫夹带 (31)
（十一)塔板负荷性能图 (32) 1.雾沫夹带线 (32) 2.液泛线 (34) 3.液相负荷上限线 (35) 4.漏液线 (35) 5.液相负荷下限线 (35) 三、塔总体高度计算 (38) 1.塔顶封头 (39) 2.塔顶空间 (39) 3.塔底空间 (39) 5.进料板处板间距 (40) 6.裙座 (40) 四、塔的接管 (40) 1.进料管 (40) 2.回流管 (41) 3.塔底出料管 (41) 4.塔顶蒸汽出料管 (41) 5.塔底蒸汽管 (42)
化工原理课程设计 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 ( 设计时间：2010、12、20-2011、1、6 / 》 ：
化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 } 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤ 工艺参数 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 ` 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 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 | 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） ^
~ 目录 前言 (3) 1概述 (4) 设计目的 (4) 塔设备简介 (4) 2设计说明书 (6) 流程简介 (6) 工艺参数选择 (7) ) 3 工艺计算 (8) 物料衡算 (8) 理论塔板数的计算 (8) 查找各体系的汽液相平衡数据 (8) 如表3-1 (8) q线方程 (9) 平衡线 (9) 回流比 (10) … 操作线方程 (10) 理论板数的计算 (11) 实际塔板数的计算 (11) 全塔效率ET (11) 实际板数NE (12) 4塔的结构计算 (13) 混合组分的平均物性参数的计算 (13) 平均分子量的计算 (13) 】 平均密度的计算 (14) 塔高的计算 (15) 塔径的计算 (15) 初步计算塔径 (16) 塔径的圆整 (17) 塔板结构参数的确定 (17) 溢流装置的设计 (17) 塔盘布置（如图4-4） (17) ` 筛孔数及排列并计算开孔率 (18) 筛口气速和筛孔数的计算 (19) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (20) 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (20) 液沫夹带校核 (20)
化工原理课程设计 分离乙醇-水混合物精馏塔设 计 学院：化学工程学院 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 时间： 2012年6月13日星期三 化工原理课程设计任务书 一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计 二、原始数据： a）原料液组成：乙醇 20 % 产品中：乙醇含量≥94% 残液中≤4% b）生产能力：6万吨/年 c）操作条件 进料状态：自定操作压力：自定 加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定 三、设计说明书内容： a）概述 b）流程的确定与说明 c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔） d) 塔径的计算 e）1）塔板结构计算； a 塔板结构尺寸的确定； b塔板的流体力学验算；c塔板的负荷性能图。 2）填料塔流体力学计算；
a 压力降； b 喷淋密度计算 f ）其它 （1） 热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算 （2） 冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔） （3） 除沫器设计 g ）料液泵的选型 h ）计算结果一览表 第一章 课程设计报告内容 一、精馏流程的确定 乙醇、水混合料液经原料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，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽向沸热器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。 二、塔的物料衡算 (一) 料液及塔顶、塔底产品含乙醇摩尔分数 (二) 平均摩尔质量 (三) 物料衡算 总物料衡算 F W D =+ 易挥发组分物料衡算 F x W x D x F w D =+ 联立以上三式得 三、塔板数的确定 (一) 理论塔板数T N 的求取 根据乙醇、水的气液平衡数据作y-x 图 乙醇—水气液平衡数据
北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012学年第一学期 学生姓名：谢威宁专业班级：09化工1班 指导教师：李青云工作部门：化工与材料学院 一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1.设计条件 生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算） 原料状态：苯含量40%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料； 分离要求：塔顶馏出液中苯含量99%（wt%）；塔釜苯含量2%（wt%）操作压力：100kPa 其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.9R m 2.具体设计内容和要求 （1）设计工艺方案的选定 （2）精馏塔的工艺计算 （3）塔板和塔体的设计 （4）水力学验算 （5）塔顶全凝器的设计选型 （6）塔釜再沸器的设计选型 （7）进料泵的选取 （8）绘制流程图 （9）编写设计说明书 （10）答辩
三、进度安排 时间设计安排 10.26—10.28 设计动员，下达任务书，查阅资料，拟定设计方案，方案论证，物性数据计算 10.28—11.11 工艺计算（物料衡算、确定回流比、计算理论板层数、实际板层数、实际进料板位置） 11.11—11.18 塔结构设计（物性数据的计算、塔径计算、塔结构尺寸的计算、水力学性能校验、负荷性能图及塔高的计算） 11.18—11.25 热量衡算；附属设备的选型和计算 11.25-12.02 绘制带控制点的工艺流程图（CAD图） 12.02—12.09 绘制带控制点的工艺流程图，（借图板和丁字尺，手工绘制图）12.09—12.16 编写设计说明书，答辩要求 2012.01.03 将说明书及图纸装订并提交 2012.1.4—1.5 答辩 四、基本要求 序号设计内容要求 1 设计工艺方案的选定精馏方式及设备选型等方案的选定和论证（包括 考虑经济性；工艺要求等）绘制简单流程图 2 精馏塔的工艺计算物料衡算，热量衡算，回流比、全塔效率、实际 塔板数、实际进料位置等的确定 3 塔板和塔体的设计设计塔高、塔径、溢流装置及塔板布置等 4 水力学验算绘制塔板负荷性能图 5 塔顶全凝器的设计选型计算冷凝器的传热面积和冷却介质的用量 6 塔釜再沸器的设计选型计算再沸器的传热面积和加热介质的用量 7 进料泵的选取选取进料泵的型号 8 绘图绘制带控制点的流程图（CAD和手工绘制） 9 编写设计说明书目录，设计任务书，设计计算结果，流程图，参 考资料等 10 答辩每班数不少于20人答辩 教研室主任签名： 2011年10 月14 日
专业资料 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.
第一章绪论 (2) 一、目的： (2) 二、已知参数： (2) 三、设计内容： (2) 第二章课程设计报告内容 (3) 一、精馏流程的确定 (3) 二、塔的物料衡算 (3) 三、塔板数的确定 (4) 四、塔的工艺条件及物性数据计算 (6) 五、精馏段气液负荷计算 (10) 六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (10) 七、筛板的流体力学验算 (15) 八、塔板负荷性能图 (18) 九、筛板塔的工艺设计计算结果总表 (22) 十、精馏塔的附属设备及接管尺寸 (22) 第三章总结 (23) .
乙醇——水连续精馏塔的设计 第一章绪论 一、目的： 通过课程设计进一步巩固课本所学的内容，培养学生运用所学理论知识进行化工单元过程设计的初步能力，使所学的知识系统化，通过本次设计，应了解设计的内容，方法及步骤，使学生具有调节技术资料，自行确定设计方案，进行设计计算，并绘制设备条件图、编写设计说明书。 在常压连续精馏塔中精馏分离含乙醇25%的乙醇—水混合液，分离后塔顶馏出液中含乙醇量不小于94%，塔底釜液中含乙醇不高于0.1%（均为质量分数）。 二、已知参数： （1）设计任务 ●进料乙醇 X = 25 %（质量分数，下同） ●生产能力 Q = 80t/d ●塔顶产品组成 > 94 % ●塔底产品组成 < 0.1 % （2）操作条件 ●操作压强：常压 ●精馏塔塔顶压强：Z = 4 KPa ●进料热状态：泡点进料 ●回流比：自定待测 ●冷却水： 20 ℃ ●加热蒸汽：低压蒸汽，0.2 MPa ●单板压强：≤ 0.7 ●全塔效率：E T = 52 % ●建厂地址：南京地区 ●塔顶为全凝器，中间泡点进料，筛板式连续精馏 三、设计内容： （1）设计方案的确定及流程说明 （2）塔的工艺计算
题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间： 化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 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 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4) 1概述 (5) 1.1设计目的 (5) 1.2塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1流程简介 (7) 2.2工艺参数选择 (8) 3工艺计算 (8) 3.1物料衡算 (8) 3.2理论塔板数的计算 (8) 3.2.1查找各体系的汽液相平衡数据 (8) 如表3-1 (8) 3.2.2q线方程 (9) 3.2.3平衡线 (9) 3.2.4回流比 (10) 3.2.5操作线方程 (11) 3.2.6理论板数的计算 (11) 3.3实际塔板数的计算 (11) 3.3.1全塔效率ET (11) 3.3.2实际板数NE (12) 4塔的结构计算 (13)
新疆工程学院 化工原理课程设计说明书 题目名称：年产量为8000t的乙醇-水混合液 精馏塔的工艺设计 系部：化学与环境工程系 专业班级：化学工程与工艺13-1 学生姓名：杨彪 指导老师：杨智勇 完成日期： 2016.6.27
格式及要求 1、摘要 1)摘要正文 (小四，宋体) 摘要内容200～300字为易，要包括目的、方法、结果和结论。 2）关键词 XXXX；XXXX；XXXX (3个主题词) (小四，黑体) 2、目录格式 目录(三号，黑体，居中) 1 XXXXX（小四，黑体） 1 1.l XXXXX(小四，宋体) 2 1.1.1 XXXXX(同上) 3 3、说明书正文格式： 1. XXXXX (三号，黑体) 1．1 XXXXX(四号，黑体) 1.1.1 XXXXX(小四，黑体) 正文：XXXXX(小四，宋体) （页码居中） 4、参考文献格式： 列出的参考文献限于作者直接阅读过的、最主要的且一般要求发表在正式出版物上的文献。参考文献的著录，按文稿中引用顺序排列。 参考文献内容(五号，宋体) 示例如下： 期刊——[序号]作者1，作者2…，作者n．题(篇)名，刊名(版本)，出版年，卷次(期次)。 图书——[序号]作者1，作者2…，作者n．．书名，版本，出版地，出版者，出版年。 5、.纸型、页码及版心要求： 纸型： A4，双面打印 页码：居中，小五 版心距离：高：240mm(含页眉及页码)，宽：160mm 相当于A4纸每页40行，每行38个字。 6、量和单位的使用： 必须符合国家标准规定，不得使用已废弃的单位。量和单位不用中文名称，而用法定符号表示。
新疆工程学院课程设计任务书
（一）设计题目： 试设计一座乙醇-水连续精馏塔提纯乙醇。进精馏塔的料液含乙醇 25% （质 量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于 94% ;残液中乙醇含量不 得高于0.1% ;要求年产量为17000吨/年。 （二）操作条件 塔顶压力4kPa （表压） 进料热状态自选 回流比自选 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa （表压） 单板压降W 0.7kPa 1) 2) 3) 4) 5) （三）塔板类型 自选 （四）工作日 每年工作日为300天，每天24小时连续运行。 （五）设计内容 设计说明书的内容 精馏塔的物料衡算； 塔板数的确定； 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 塔板主要工艺尺寸的计算； 塔板的流体力学验算； 塔板负荷性能图； 精馏塔接管尺寸计算； 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 1、 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 2、 1) 2) 设计图纸要求： 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 绘制 精馏塔设计条件图（A2号图纸）。
目录 1. 设计方案简介??… 1.1设计方案的确定…… 1.2操作条件和基础数据.......... 2. ................................ 精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率.......... 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2.3物料衡算....... 3. .......................... 塔板数的确定 3.1 理论板层数Nr的求取…… 3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2) 3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3) 3.1.3 求操作线方程 (3) 3.1.4 图解法求理论板层数 (3) 3.2 塔板效率的求取……… 4 3.3 实际板层数的求取……… 4. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……… 4.1 操作压力计算……… 4.2 操作温度计算……… 4.3 平均摩尔质量的计算……… 4.4 平均密度的计算……… 4.4.1 气相平均密度计算……… 4.4.2 液相平均密度计算……… 4.5 液体平均表面张力计算 4.6 液体平均黏度计算…… 5. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算
一、课程设计题目乙醇和正丙醇物系分离系统的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1.设计条件 生产能力：25000吨/年（每年按300天生产日计算） 原料状态：乙醇含量35%（wt%）；温度：25℃；压力：100kPa；泡点进料； 分离要求：塔顶馏出液中乙醇含量99%（wt%）；塔釜乙醇含量2%（wt%）操作压力：100kPa 其它条件：塔板类型：浮阀塔板；塔顶采用全凝器；R=1.5R m 2.具体设计内容和要求 （1）设计工艺方案的选定 （2）精馏塔的工艺计算 （3）塔板和塔体的设计 （4）水力学验算 （5）塔顶全凝器的设计选型 （6）塔釜再沸器的设计选型 （7）进料泵的选取 （8）绘制流程图 （9）编写设计说明书 （10）答辩 三、进度安排
四、基本要求 教研室主任签名： 年月日 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，石油化工等领域中被广泛应用。精馏是使易挥发组分进入气相，难挥发组分进入液相，从而使液体混合物分离。本次设计任务为处理25000吨/年的乙醇和正丙醇混合物。 浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进是取消了升气管和泡罩，在塔板开孔上设有浮动的浮阀，浮阀可根据气体流量上下浮动，自行调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面比泡罩塔优越。但在处理粘稠度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中。本设计通过物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核等一系列工作来设计一个具有可行性的合理的浮阀塔。 关键词浮阀塔乙醇正丙醇回流比
· 成绩 华北科技学院 化工原理课程设计 说明书 设计题目：分离乙醇-正丙醇混合液的精馏塔设计 姓名：熊先清 ` 专业：化学工程与工艺 班级：化工B091 学号： 4112 指导教师：高丽花李辰明 设计时间：2012年6月10日至2012年6月22日完成时间：2012年6月22日 评语： 目录 ] 目录错误!未定义书签。 一设计任务书错误!未定义书签。 二塔板的工艺设计错误!未定义书签。
（一）设计方案的确定错误!未定义书签。 （二）精馏塔的物料衡算错误!未定义书签。 1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分数错误!未定义书签。 2.物料衡算错误!未定义书签。 (三)物性参数的计算错误!未定义书签。 ~ 1.操作温度的确定错误!未定义书签。 2.密度的计算错误!未定义书签。 3.混合液体表面张力的计算错误!未定义书签。 4.混合物的粘度错误!未定义书签。 5.相对挥发度错误!未定义书签。 (四)理论板数及实际塔板数的计算错误!未定义书签。 1.理论板数的确定错误!未定义书签。 2.实际塔板数确定错误!未定义书签。 ， (五)热量衡算错误!未定义书签。 1.加热介质的选择错误!未定义书签。 2.冷却剂的选择错误!未定义书签。 3.比热容及汽化潜热的计算错误!未定义书签。 4.热量衡算错误!未定义书签。 (六)塔径的初步设计错误!未定义书签。 1.汽液相体积流量的计算错误!未定义书签。 2.塔径的计算与选择错误!未定义书签。 ] (七)溢流装置错误!未定义书签。 1.堰长l W错误!未定义书签。 2.弓形降液管的宽度和横截面积错误!未定义书签。 3.降液管底隙高度错误!未定义书签。 (八)塔板分布、浮阀数目与排列错误!未定义书签。 1.塔板分布错误!未定义书签。 2. 浮阀数目与排列错误!未定义书签。 二、塔板的流体力学计算错误!未定义书签。 ~ （一）汽相通过浮阀塔板的压降错误!未定义书签。 1.精馏段错误!未定义书签。 2.提馏段错误!未定义书签。 （二）淹塔错误!未定义书签。 1.精馏段错误!未定义书签。 2.提馏段错误!未定义书签。 （三）雾沫夹带错误!未定义书签。 （四）塔板负荷性能图错误!未定义书签。 : 1.雾沫夹带线错误!未定义书签。 2.液泛线错误!未定义书签。
学院 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 学号： 设计时间： 设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 （取至南京某厂药用酒精生产现场） 设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。 2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分 率）。 5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。 。 6．操作回流比R=（1.1——2.0）R min 设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负 荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师：时间
1设计任务 1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒 精生产现场） 1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。 2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇， 产量为40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％ (质量分率)。 5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶 采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡 图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大
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.
化工原理课程设计任务书 专业：班级： 姓名： 学号： 设计时间： 设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 （取至南京某厂药用酒精生产现场） 设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。 2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分 率）。 5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。 。 6．操作回流比R=（1.1——2.0）R min 设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负 荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师：时间 1设计任务
1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒 精生产现场） 1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。 2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇， 产量为40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％ (质量分率)。 5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶 采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡 图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大，液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，它与泡罩塔相比较具有下列优点：生产能力大10-15%，板效率提高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
化工原理课程设计任务书 1.设计题目： 常压连续筛板式精馏塔分离乙醇—正丙醇二元物系的设计。 2.原始数据及条件： 进料：乙醇含量0.5（摩尔分数，下同），其余为正丙醇，F=3400Kg/h,塔顶进入全凝器，塔板压降0.7Kpa。 分离要求：塔顶乙醇含量0.90；回收率为0.95；全塔效率0.55。 操作条件：塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R/Rmin=1.6 。 3.设计任务： （1）完成该精馏塔的各工艺设计，包括设备设计及辅助设备选型。（2）画出带控制点的工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。 （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。
摘要 在本次任务中，根据化工原理课程设计的要求设计的是乙醇----丙醇连续浮阀精馏塔，除了要计算其工艺流程、物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算，以外，并对精馏塔的主要工艺流程进行比较详细的设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图。 本次设计选取回流比R=1.8Rmin=1.6×1.34=2.144应用图解法计算理论版数，求得理论塔板NT为12块（包括塔釜再沸器），第6块为进料板。设计中采用的精馏装置有精馏塔 ,冷凝器等设备,采用间接蒸汽加热，物料在塔内进行精馏分离,余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走,完成传热传质. 塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。预热器采用管壳式换热器。用99.97℃塔釜液加热。料液走壳程，釜液走管程。本设计采用了筛板塔对乙醇-丙醇进行分离提纯，塔板为碳钢材料，通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。 关键字：乙醇-丙醇筛板塔物料衡算
化工原理课程设计 乙醇——水混合液精馏塔设计 刘入菡 应用化学专业应化1104班学号110130106 指导教师顾明广 摘要 本设计为分离乙醇-水混合物，采用筛板式精馏塔。精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件，实现传质过程的设备。它是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使混合物不断分离，以达到理想的分离效果。 选择精馏方案时因组分的沸点都不高所以选择常压，进料为泡点进料，回流是泡点回流。塔顶冷凝方式是采用全凝器，塔釜的加热方式是使用再沸器。 精馏过程的计算包括物料衡算，热量衡算,塔板数的确定等。然后对精馏塔进行设计包括：塔径、塔高、溢流装置。最后进行流体力学验算、绘制塔板负荷性能图。 乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节，是重要的化工单元。其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低，均影响乙醇生产的产量及品质。工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇，单不管用何种方法生产乙醇，精馏都是其必不可少的单元操作。浮阀塔具有下列优点：1、生产能力大。2、操作弹性大。3、塔板效率高。4、气体压强降及液面落差较小。5、塔的造价低。浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统，但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统，浮阀塔也能正常操作。 关键词：乙醇水精馏浮阀塔连续精馏塔板设计
目录 前言 (1) 第一章设计任务书 (2) 1.1、设计条件 (2) 1.2、设计任务 (2) 1.3、设计内容 (3) 第二章设计方案确定及流程说明 (5) 第三章塔板的工艺设计 (7) 3.1、全塔物料衡算 (7) 3.2、塔内混合液物性计算 (8) 3.3、适宜回流比 (15) 3.4、溢流装置 (21) 3.5、塔板布置与浮阀数目及排列 (22) 3.6、塔板流体力学计算 (25) 3.7、塔板性能负荷图 (29) 3.8、塔高度确定 (33) 第四章附属设备设计 (35) 4.1、冷凝器的选择 (35) 4.2、再沸器的选择 (36) 第五章辅助设备的设计 (38) 5.1、辅助容器的设计 (38) 5.2、管道设计 (39)
化工原理课程设计 设计题目：6000t乙醇水分离精馏塔冷凝器的设计指导教师：郝媛媛 设计者：韦柳敏 学号： 1149402102 班级：食品本111班 专业：食品科学与工程 设计时间： 2014年6月15日
目录 1.设计任务书及操作条件 (2) 设计任务 (2) 设计要求 (2) 设计步骤 (2) 设计原则 (2) 2.设计方案简介 (3) 3．工艺设计及计算 (4) 确定设计方案 (4) 确定定性温度、物性数据并选择列管式换热器形式 (4) 计算总传热系数 (4) 工艺结构尺寸 (6) 4.换热器的核算 (9) 热量核算 (9) 传热面积 (9) 换热器流体的流动阻力 (9) 设计结果一览表 (10) 5．主要符号说明 (12) 6.设计的评述 (13)
1.设计任务书及操作条件 设计任务： 1)生产能力：833.33kg/h 2)乙醇从78.23℃降到40℃ 3)冷却水进口：30℃ 4)冷却水出口：40℃ 设计要求： 1)设计一个固定管板式换热器 2)设计容要包含 a)热力设计 b)流动设计 c)结构设计 d)强度设计 设计步骤 1)根据换热任务和有关要求确定设计方案 2)初步确定换热器的结构和尺寸 3)核算换热器的传热面积和流体阻力 4)确定换热器的工艺结构 设计原则 1)传热系数较小的一个，应流动空间较大，使传热面两侧的传热系数接近 2)换热器减少热损失 3)管、壳程的决定应做到便于除垢和修理，以保证运行的可靠性 4)应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力。从这个角度来讲，顺流式就优于逆流式 5)对于有毒的介质，必使其不泄露，应特别注意其密封性，密封不仅要可靠，而且应要求方便 及简洁 6)应尽量避免采用贵金属，以降低成本
第一章：塔板的工艺设计 一、精馏塔全塔物料衡算 F:进料量（kmol/s ） F x :原料组成（摩尔分数，同下） D:塔顶产品流量（kmol/s ） D x :塔顶组成 W:塔底残液流量（kmol/s ） ：W x 塔底组成 原料乙醇组成：%91.8%10018/8046/2046 /20x =?+= F 塔顶组成：%98.85%10018 /646/9446 /94=?+= D x 塔底组成：%12.0%10018 /7.9946/3.046 /3.0=?+= W x 进料量：F=25万吨/年= 4706.03600 2430010 182.01462.010254 3=?????? ??-+??（kmol/s ） 物料衡算式为：F=D+W Fx F =Dx D +W W x 联立带入求解：D=0.0482 kmol/s W=0.4424 kmol/s 二、常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 1. 温度 利用表中数据由差值法可求得t F 、t D 、t W ①t F : 21 .791.80.89t 66.921.77 .860.89F --=--, t F =87.41 ℃ ②t D : 72 .7498.8541.78t 72.7443.8941 .7815.78--=--D ， t D =78.21 ℃
③t W ： 12.0100 t 90.105.95100W --=--， t W =99.72 ℃ ④精馏段的平均温度：81.822 21 .7841.872t t t 1=+=+= F D ℃ ⑤提馏段的平均温度：57.932 72 .9941.872t t t 2=+=+= F W ℃ 2. 密度 已知：混合液密度： B B A A L ραραρ+ = 1 (α为质量分数，M 为平均相对分子质量) 混合气密度：0 04.22TP M P T V =ρ 塔顶温度：t D =78.21 ℃ 气相组成43 .8910015 .7821.7843.8915.7815.7841.78y --= --D D y ： ， %88.86=D y 进料温度：t F =87.41℃ 气相组成F F y 10091.3841 .870.8975.4391.387.860.89y --= --： ， %26.42y =F 塔底温度：t W =99.72℃ 气相组成W W y 100072 .991000.1705.95100y --= --：， W y =1.06% ⑴ 精馏段 液相组成1x ：1x = 2x x F D +, %445.47x 1= 气相组成2 y y y y 11F D += ：, %545.64y 1= 所以 286.31)4745 .01(184745.0461=-?+?=L M kg/mol 074.36)6455 .01(186455.0462=-?+?=L M kg/mol
化工原理课程设计作业 题目1、2 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计任务书 一、设计名称 用水冷却煤油产品的多程列管式换热器设计 二、设计条件 第一组：使煤油从140℃冷却到40℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为10t/h。 第二组：使煤油从150℃冷却到35℃,压力1bar ,冷却剂为水，水压力为3bar，处理量为15t/h。 三、设计任务 1 合理的参数选择和结构设计 2 传热计算和压降计算：设计计算和校核计算 四、设计说明书内容 1 传热面积 2 管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核 3 壳体直径 4 结构设计包括流体壁厚 5 主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口管 五、设计进度 1 设计动员，下达设计任务书0.5天 2 搜集资料，阅读教材，拟定设计进度1.5天 3 设计计算（包括电算，编写说明书草稿）5~6天 4 绘图3~4天 5 整理，抄写说明书2天 用水冷却煤油产品的列管式换热器设计指导书 一、设计的目的 通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理，选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积以及计算流体阻力。 总之，通过设计达到让学生自己动手进行设计的实践，获取从事工程技术工作的能力。 二、设计的指导思想 1 结构设计应满足工艺要求 2 结构简单合理，操作调节方便，运行安全可靠 3 设计符合现行国家标准等 4 安装、维修方便 三、设计要求 1 计算正确，分析认证充分，准确 2 条理清晰，文字流畅，语言简炼，字迹工整 3 图纸要求，图纸、尺寸标准，图框，图签字规范 4 独立完成 四、设计课题工程背景 在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本
1.引言 1.1.精馏原理及其在化工生产上的应用 实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。 1.2.精馏塔对塔设备的要求 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，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。 1.3常用板式塔类型及本设计的选型 常用板式塔类型有很多，如：筛板塔、泡罩塔、舌型塔、浮阀塔等。 由于浮阀塔有如下优点： 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。 而且近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。