化工原理筛板精馏塔.课程设计

吉林化工学院

化工原理课程设计题目筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计

教学院化工与材料工程学院

专业班级材化 0801

学生姓名

学生学号 08150108

指导教师张福胜

2010年6 月 14日

摘要 ..................................................... 一绪论 ..................................................... 二

第一章流程及流程说明 (1)

第二章精馏塔工艺的设计 (2)

2.1产品浓度的计算 (2)

2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (2)

2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 2

2.2最小回流比的确定 (3)

2.3物料衡算 3

2.4精馏段和提馏段操作线方程 (3)

2.4.1求精馏塔的气液相负荷 3

2.4.2求操作线方程 3

2.5精馏塔理论塔板数及理论加料位置 3

2.6实际板数的计算 3

2.7实际塔板数及实际加料位置 3

第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (5)

3.1物性数据计算 (5)

3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (9)

3.3筛板流体力学验算 (13)

3.4塔板负荷性能图 (16)

第四章热量衡算 (21)

4.1塔顶气体上升的焓V Q ..................................................... 21 4.2回流液的焓R Q ........................................................... 21 4.3塔顶馏出液的焓D Q ....................................................... 21 4.4冷凝器消耗焓C Q ......................................................... 21 4.5进料的焓F Q ............................................................. 21 4.6塔底残液的焓W Q ......................................................... 21 4.7再沸器的焓B Q .. (22)

第五章塔的附属设备的计算 (23)

5.1塔顶冷凝器设计计算 (23)

5.2泵的选型 (24)

5.4塔总体高度的设计 ....................................................... 25 结论 ............................................................ 27 致谢 ............................................................ 28 参考文献 ................................................. 29 主要符号说明 30

摘要

在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中，给定的条件为：

进料量为F=85kmol/h

塔顶组成为：0.98

进料馏出液组成为：0.5

塔釜组成:

x =0.03

加料热状态:q=1

塔顶操作压强:101.3kPa

P=(表压)

首先根据精馏塔的物料衡算，求得D和W，通过图解法确定最小回流比；再根据操作线方程，运用图解法求得精馏塔理论板数，确定温度奥康奈尔公式求的板效率，继而求得实际板数，确定加料位置。

然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算，求得各工艺尺寸，确定精馏塔设备结构。继而对筛板的流体力学进行验算，检验是否符合精馏塔设备的要求，作出塔板负荷性能图，对精馏塔的工艺条件进行适当的调整，使其处于最佳的工作状态。

第二步进行塔顶换热器的设计计算。先选定换热器的类型，确定物性数据，计算传热系数和传热面积。然后对进料泵进行设计，确定类型。

关键词：

苯-甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构塔附属设备

苯蒸汽

绪论

在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单,造价低。合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高。采用筛板可解决堵塞问题，适当控制漏液。

筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管，而直接在板上开很多小直径的孔——筛孔。操作时气体以高速通过小孔上升，液体则通过降液管流到下一层板。分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层。

相同条件下，筛板塔生产能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦约高10%—15%，而每板压力降则低30%左右，适用于真空蒸馏；塔板效率较高，但稍低于浮阀塔。具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。其缺点是小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。

第一章流程及流程说明

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，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，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。该物系属易分物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

任务书上规定的生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔；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。简易流程如下，具体流程见附图。

第二章精馏塔工艺的设计

2.1产品浓度的计算

2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率

苯的摩尔质量A M =78.11kg/mol 甲苯的摩尔质量

B M =92.13kg/mol

产品中苯的质量分数D x =0.98/78.11

0.98/78.110.02/92.13

+=0.984

进料中苯的质量分数F x =0.5/78.11

0.5/78.110.5/92.13

+=0.54

残液中苯的质量分数0.03/78.11

0.03/78.110.97/92.13

w x =+=0.035

2.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

D W 0.5478.11(10.54)92.1483.989 kg/Kmol M 0.98478.11(10.984)92.1478.301 kg/Kmol M 0.03578.11(10.035)92.1492.114 kg/Kmol F M =?+-?==?+-?==?+-?= 苯——甲苯属于理想物系，可采用图解法求理论板数。 2.2 最小回流比的确定

1.查手册绘制苯——甲苯气液平衡线x-y 图。 2求最小回流比及操作回流比。

采用作图法求最小回流比。在图上对角线上，自点e （0.54，0.54）作垂线ef 即为进料线，该线与平衡线的交点坐标为

q=y 0.745 q x =0.54

最小回流比 min R 1.17d q q q

x y y x -=

取操作回流比为2倍最小回流比 min R=2R 2.33=

2.3物料衡算

F=85kmol/h

总物料衡算 F W D =+ 85=D+W

苯物料衡算 F D W Fx =Dx +Wx 850.54=0.984D+0.035W ??? 联立得 D=45.23 Kmol/h W=39.77 Kmol/h 2.4精馏段和提馏段操作线方程 2.4.1求精馏塔的气液相负荷

L=RD=105.4Kmol/h V=(R+1)D=150.6Kmol/h

L =L+qF=190.4Kmol/h

V =V=150.6Kmol/h

2.4.2求操作线方程

精馏段提馏段

2.5精馏塔理论塔板数及理论加料位置

由图解法的总板数N T =13 进料板N F =6 精馏段5块提馏段7块

2.6实际板数的计算

（1）板效率 0.2450.49()T L E αμ-=

精馏段平均温度为86.08℃ 由安托尼方程的精馏段相对挥发度 2.56α= 又有0.31L μ=

求得精馏段板效率为52.3%

+=+=+105.445.23x x *0.9840.7x 0.296150.6150.6

d L D y x V V +=

+=-=-1190.439.77

1.260.00924150.6150.6n n W

L W y x x x x V V

提馏段平均温度100.63℃ 由安托尼方程的精馏段相对挥发度 2.63α= 0.289L μ=

求得提镏馏段板效率为52.4% （2）T N 实际板数的求取精馏段实际板数

N T =5/0.523=9.62≈10

提馏段实际板数

N T=7/0.524=13.4 ≈14（包括塔釜）实际总半数为10+14=24 块板总板效率E T =13/2=54.2%

2.7实际塔板数及实际加料位置实际加料板位置

实

F T

N N E =+=12块精馏段实际板层数j N =10 提馏段实际板层数t N

=14

第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算

3.1物性数据计算 3.1.1操作压力计算

（1）塔顶操作压力 D P =101.3+4=105.3Kpa （2）每层塔板压降 ?P =0.7 Kpa

（3）进料板压力 F D P =P + =105.3+0.710=112.3Kpa P N ???精（4）精馏段平均压力 '()/2(105.3112.3)/2108.8D F P P P Kpa =+=+= （5）塔底操作压力 W P =D P +??P N =105.3+0.7×24=122.1 Kpa （6）提馏段平均压力 '()/2119.3F W P P P =+=Kpa 3.1.2操作温度计算

用比例内插法求得操作温度

F t

92.1-89.4tf-92.1

0.489-0.5920.54-0.489

F t =90.76℃ D t

81.2

81.280.128.97910.9840.979D t --=

-- D t =81.4℃ W t

110.6

110.6106.108.80.0350

W t --=

-- W t =110.5℃ 精馏段平均温度 86.082D F

M t t t +=

=℃ 提馏段平均温度 100.632

W F

M t t t +=

=℃ 3.1.3平均摩尔质量计算（1）塔顶平均摩尔质量计算

1y =D x =0.984，1x =0.9599

VD M =1y A M +（1-1y ）B M =0.984×78.11+（1-0.984）×92.13=78.33 kg/Kmol LD M =1x A M +（1-1x ）B M =0.9599×78.11+（1-0.9599）×92.13=78.67kg/Kmol

（2）进料板平均摩尔质量计算

7y =0.763，7x =0.562

VF M =7y A M +（1-7y ）B M =0.763×78.11+（1-0.748）×92.13=83.82kg/Kmol LF M =7x A M +（1-7x ）B M =0.562×78.11+（1-0.562）×92.13=84.25kg/Kmol （3）精馏段平均摩尔质量计算

Vj M =（VD M +VF M ）/2=（78.33+83.82）/2=80.805kg/Kmol Lj M =（LD M +LF M ）/2=（78.67+84.25）/2=81.46kg/Kmol

（4）塔底平均摩尔质量计算

18y =0.035，18x =0..91

VW M =18y A M +（1-18y ）B M =0.035×78.11+（1-0.035）×92.13=90.85kg/Kmol

LW M =18x A M +（1-18x ）B M =0.091×78.11+（1-0.091）×92.13=91.64kg/Kmol （5）提馏段平均摩尔质量计算

Vt M =（VF M +VW M ）/2=（83.82+90.85）/2=81.065kg/Kmol Lt M =（LF M +LW M ）/2=（84.25+91.64）/2=87.945kg/Kmol 3.1.4平均密度计算[4] （1）气相平均密度计算由理想气体状态方程计算

Vj ρ=（）j Vj j P M R t T +=??

+111.2580.805

8.314（81.4273.15）=33/Kg m

Vt ρ=

（）t Vt t P M R t T +=??+119.0387.065

8.314（100.63273.15）

=2.983/Kg m

（2）液相平均密度计算 ①塔顶液相平均密度计算由D t =81.4℃查得

A ρ=812.53/Kg m ，

B ρ=807.53/Kg m

LD ρ=

/（1）/D A D B x x ρρ+-=+-10.984/812.5（10.984）/807.5

=812.43/Kg m

②进料板液相平均密度计算由F t =90.76℃查得

A ρ=805.53/Kg m ，

B ρ=801.53/Kg m 进料板质量分率A a =

+-?+-?7770.5478.11

（1）0.5478.11（10.547）92.13

A B

x M x M x M =0.521

/（1）/LF A A A B a a ρρρ=

+-=+-10.521/805.0（10.521）/801.5

=803.63/Kg m

③精馏段液相平均密度计算

Lj ρ=（LD ρ+LF ρ）/2=（812.4+803.6）/2=8083/Kg m

④塔底液相平均密度计算由w t =110.5℃查得

A ρ=772.53/Kg m ，

B ρ=765.53/Kg m 塔底质量分率

+-?+-?1818180.03578.11

（1）0.03578.11（10.035）92.13

A A B

x M a x M x M =0.03

ρρρ=

==+-+-3

11765.7//（1）/0.035/772.5（10.035）/767.5

LW A A A B Kg m a a

⑤提馏段液相平均密度计算

3.1.5液体平均表面张力计算

依式计算（1）塔顶液相平均表面张力计算由D t =81.4℃查得

A σ=19.2mN/m ，

B σ=20.5mN/m

ρρρ=+=3

()/2（803.6+765.7)/2=784.65Kg/m Lt LW LF i i X σσ=∑

LD σ=D x A σ+（1-D x ）B σ=0.98×19.2+（1-0.984）×20.5=19.221mN/m

（2）进料板液相平均表面张力计算

由F t =90.76℃查得

A σ=17.2 mN/m ，

B σ=20.2 mN/m

LF σ=7x A σ+（1-7x ）B σ=0.54×17.2+（1-0.54）×20.2=18.514mN/m

（3）精馏段液相平均表面张力计算

Lj σ=（LD σ+LF σ）/2=（19.221+18.514）/2=18.87mN/m (4)塔底液相平均表面张力计算由w t =110.5℃查得

A σ=14.9mN/m ，

B σ=17.8 mN/m

LW σ=18x A σ+（1-18x ）B σ=0.035×14.9+（1-0.035）×17.8=17.69mN/m (5)提馏段液相平均表面张力计算

Lt σ=（LW σ+LF σ）/2=（17.69+18.514）/2=18.102mN/m

3.1.6液体平均黏度计算[4]

依式㏒

计算（1）塔顶液相平均黏度计算

由D t =81.4℃查得

A μ=0.31mPa s ，

B μ=0.33 mPa s

㏒LD μ=D x ㏒A μ+（1-D x ）㏒B μ=0.984㏒（0.31）+（1-0.984）㏒（0.33）得LD μ=0.310mPa s （2）进料板液相平均黏度计算

由F t =90.76℃查得

A μ=0.29mPa s ，

B μ=0.31mPa s

㏒LF μ=7x ㏒A μ+（1-7x ）㏒B μ=0.54㏒（0.29）+（1-0.54）㏒（0.31）

i i x μμ=∑

得LF μ=0.299mPa s （3）精馏段液相平均黏度计算

Lj μ=（LD μ+LF μ）/2=（0.310+0.299）/2=0.3045mPa s

（4）塔底液相平均黏度计算

由w t =110.5℃查得

A μ=0.24mPa s ，

B μ=0.28mPa s

㏒LW μ=18x ㏒A μ+（1-18x ）B μ=0.035㏒（0.24）+（1-0.035）㏒（0.28）

LW μ=0.278mPa s (5)提馏段液相平均黏度计算

Lt μ=（LW μ+LF μ）/2=（0.299+0.278）/2=0.2885mPa s 3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 3.2.1精馏塔的塔体工艺尺寸计算（1）塔径的计算 ①精馏段塔径的计算气、液相体积流率

sj V =

ρ3600Vj Vj

VM =??150.680.805

3600 3.0=0.1233/m s sj L =

ρ3600Lj Lj

LM =??105.481.463600808=0.00423/m s

由max u C

=C=0.2

Lj 20（）20C σ，20C 由史密斯关联图查取，图的横坐标为 ρρρρ??

????==? ? ? ? ? ?????

0.5

36000.0042360080836000.12336003Lj

sj Lj h h Vj sj Vj L L V V =0.056

取板间距T H =0.4m ，板上液层高度L h =0.05m ，则T H -L h =0.4-0.05=0.35m ，由史密斯关联图查得

20C =0.07，则C=0.2

20（）20C σ=0.07×?? ???

0.2

18.8720=0.0692

=max

u C

取安全系数为0.7，则空塔气速为u=0.7max u =0.7×1.13=0.79 m/s

按表准塔径圆整后为D=1.4 m 塔截面积π

?22

（1.4）

T A D =1.542m 实际空塔气速为==实S

V u A 0.799 m/s ②提馏段塔径的计算

st V =

ρ3600Vt

VM =0.1193/m s

st L =

ρ3600Lt

LM =0.00413/m s

由=max u C

C=σ0.2

Lt 20（）20

C ，20C 由史密斯关联图[6]查取，图的横坐标为

ρρρρ??

???== ? ????

0.5

36003600h Lt st Lt h Vt st Vt L L V V 0.0694

T H -L h =0.36-0.06=0.3m ，由史密斯关联图查得20C =0.0712

C=σ0.2

20（）20C =0.059×?? ???

0.2

19.01320

=0.0701

max u C

=取安全系数为0.7，则空塔气速为u=0.7max u =0.7×1.05 =0.735 m/s

=1.33 m

按表准塔径圆整后为D=1.4 m

塔截面积ππ=

=?22（1.4）44

T A D =1.522m 实际空塔气速为=

=实S

V u A 0.778 m/s （2）精馏塔有效高度的计算

①精馏段有效高度j Z =（j N -1）T H =（10-1）×0.4=4 m ②提馏段有效高度t Z =（t N -1）T H =（14-1）×0.4=5.2m ③在精馏塔上开1个人孔，高度为0.8m ，精馏塔的效高度为Z=j Z +t Z +0.8=10m 3.2.2塔板主要工艺尺寸的计算（1）溢流装置计算

塔径D=1.4 m ，选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘 ① 堰长W l

取W l =0.66D=0.63×1.4=0.924m ② 堰高W h

选用平直堰，堰上液层高度oW h 计算如下 oW

h = 取1E =，则

h =

oW h ==0.0183m 板上液层高度L h =0.065m

精馏段W h =L h -oW h =0.065-0.0183=0.047m 提馏段oW h =0.0181m

W h =L h -oW h =0.065-0.0181=0.049m ③ 弓形降液管宽度d W 和截面积f A 精馏段由

W l D =0.66，查弓形降液管参数图[6]得f T

A =0.0722，d W D =0.124 ?? ?

??232.841000h W L E l ?? ???2

2.84

1000h W L l ??

? ???

2.840.0042360010000.924

则f A =0.0722T A =0.1112m ，d W =0.124D=0.1736m 验算液体在降液管中停留时间

θ=

3600f T

A H L =11.73s ﹥3～5s [1]

故降液管设计合理提馏段由

W l D =0.66，查弓形降液管参数图得f T

A A =0.066，d W

D =0.124 则f A =0.066T A =0.1052m ，d W =0.124D=0.1721m

验算液体在降液管中停留时间θ=3600f T

A H L =10.95s ﹥3～5s

故降液管设计合理 ④降液管底隙高度o h

o h =

'3600h

W o

L l u ，取o u '=0.15m/s [1] 精馏段o h =

???36000.0042

36000.9270.15

=0.03m/s

W h -o h =0.017m ﹥0.013m 提馏段o h =0.029m

W h -o h =0.0172m ﹥0.013m （2）塔板布置 ①塔板的分块

塔径D>0.8m ，故塔板采用分块式

②边缘区宽度W C =0.075 m ，安定区宽度W S =0.075 m ③孔区面积计算

2-1a πx

A =2+R sin ]

180R ??

其中：x=D/2–（W d +W S ）=1.4/2-（1.736+0.075）=0.4514m R=D/2–W C =1.4/2-0.04=0.665 m

④孔设计及其排列

本设计处理的物系无腐蚀性，可选用δ=3mm 碳钢板，取筛孔直径do=5mm 。筛孔按正三角形排列，去孔中心距t 为：t=3do=3×5=15mm 筛孔数目n 为：

塔板开孔区的开孔率φ为2

o d 0.005φ=0.907=0.907=10.1%t 0.015??

???

? ???

开孔率在5～15%范围内，符合要求。气体通过筛孔的气速为精馏段：φ=

?Sj Sj

o 实0

V V 0.255

u =

=12.4m /s A 0.1010.983

提馏段：φSt St o 实0V V

u =

==11.81m /s A a

A 3.3筛板流体力学验算 3.3.1塔板压降（1）干板阻力h c

由d o /δ=5/3=1.67 查图干筛孔的流量系数图得 C 0=0.772

由2

0V c 0L u ρh =0.051c ρ????

? ?????得

精馏段：????

? ?????

12.43h =0.051=0.048m 液柱0.772808

??2-12a 0.199A =2+

0.315sin ()]=0.983m 1800.315?a 2

1.155n =A =5030个t

提馏段：????

? ?????

11.81 2.89h =0.051=0.044m 液柱0.772785.758

（2）气流通过液层的阻力1h 计算由Sj aj T f

V u =

=0.86m /s A -A

at T f

V u ==0.857m /s A -A

气相动能因数 F

?? ? ???

o F =u =1.49kg /s.m 查充气系数关联图得j β=0.58

? ???

2o F =u =1.47kg /s.m 查充气系数关联图得t β=0.56

精馏段：1j h =j βh L =0.038m 液柱提馏段：1t h =t βh L =0.0372 m 液柱（3）液体表面张力的阻力h σ的计算精馏段：σ??Lj

j Li 0

4σh =

=0.0019m 液柱σg d

提馏段：σ??Lt

4σh =

=0.00197m 液柱σg d t

气体通过每层塔板的液柱

精馏段：Pj Cj Lj j h h h h σ=++=0.0879m 液柱提馏段： 0.0865m 液柱气体通过每层塔板的压降

精馏段：??Pj pj Lj ΔP =h ρg =0.08798089.81=696.7Pa <700Pa 提馏段：Pt pt Lt ΔP =h ρg =653.4Pa <700Pa 符合设计要求。

Pt Ct Lt t h h h h σ=++=

3.3.2 液面落差

对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。

3.3.3液沫夹带

液沫夹带量σ-???= ?

-??

3.2

65.710a

V L T f u e H h

根据设计经验，一般取 2.5f L h h ==2.5×0.065=0.16m 精馏段：

提馏段：

? ????

3.2

-6-35.7100.856==0.0178Kg 液/Kg 气<0.1Kg 液/Kg 气

0.4-0.1619.01310

故本设计中液沫夹带量e v 在允许的范围内。 3.3.4漏液

对筛板塔，漏液点气速o,min u =4.4C 精馏段：

实际孔速实o u =12.4m/s ﹥min o u ，稳定系数=

=实

min

o o u K u 1.95﹥1.5 3.2

-6

aj vj

f u 5.710

e =

σH -h ??? ? ?

????? ????

3.2-6-35.7100.86

==0.018Kg 液/Kg 气<0.1Kg 液/Kg 气0.4-0.1620.71510 3.2

-6

at vt

T f u 5.710e =

σH -h ??? ???

??omin u =4.40.772=5.63m /s

提馏段：

实际孔速实o u =11.8m/s ﹥min o u ，稳定系数==

实min 10.303

5.661

o o u K u =1.890﹥1.5 故本设计中无明显的漏夜。 3.3.5液泛验算

为防止塔内发生液泛，降液管内液层高应满足()d T W H H h ≤?+ 苯—甲苯物系属一般物系，取?=0.5，板上不设进口堰，

=0.0034 m 液柱

精馏段：()T W H h ?+=0.5×（0.4+0.047）=0.224 m

dj Pj L d H h h h =++=0.0879+0.05+0.0034=0.1413 m 液柱﹤()T W H h ?+

提馏段：()T W H h ?+=0.5×（0.4+0.0468）=0.235m

dj Pj L d H h h h =++=0.137m ﹤()T W H h ?+

故在本设计中不会发生液泛现象 3.4塔板负荷性能图 3.4.1漏液线

由o,min u =4.4C ??

=+= ???

min min 2.84，，1000S h o L W OW OW O W V L u h h h h E A l 得 =，min 4.4S O O V C A 整理后精馏段：

=?，min 1.55Sj V ，min

S L 值，计算结果如下表2 精馏段漏液线数据

omin u =4.40.772=5.42m /s ??'===? ???22

o 0.1530.15（3u ）0.153（0.15）

S d W o L h l h

化工原理课程设计-乙醇-水连续精馏塔的设计

课程设计说明书题目乙醇—水连续筛板式精馏塔的设计课程名称化工原理院(系、部、中心)化学化工系专业应用化学班级应化096 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 设计地点逸夫实验楼B-536 指导教师

设计起止时间：2010年12月20日至 2010 年12月31日第一章绪论 (3) 一、目的： (3) 二、已知参数： (3) 三、设计内容： (4) 第二章课程设计报告内容 (4) 一、精馏流程的确定 (4) 二、塔的物料衡算 (4) 三、塔板数的确定 (5) 四、塔的工艺条件及物性数据计算 (7) 五、精馏段气液负荷计算 (11) 六、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (11) 七、筛板的流体力学验算 (16) 八、塔板负荷性能图 (19) 九、筛板塔的工艺设计计算结果总表 (23) 十、精馏塔的附属设备及接管尺寸 (23) 第三章总结 (24) .

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

甲醇水筛板精馏塔课程设计

化学与化学工程学院《化工原理》专业课程设计设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计姓名：潘永春班级：化工101 学号： 2010054052

指导教师：朱宪荣课程设计时间2013、6、8——2013、6、20 化工原理课程设计任务书专业：化学与化学工程学院：化工101 姓名：潘永春学号 20100054052 指导教师朱宪荣设计日期： 2013 年6月8日至 2013年6月20日一、设计题目：甲醇－水精馏塔的设计二、设计任务及操作条件： 1、设计任务生产能力（进料） 413.34Kmol/hr 操作周期 8000小时/年进料组成甲醇0.4634 水0.5366（质量分率下同）进料密度 233.9Kg/m3 平均分子量 22.65 塔顶产品组成 >99% 塔底产品组成 <0.04% 2、操作条件操作压力 1.45bar （表压）进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水 20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气塔顶为全凝器，中间汽液混合物进料，连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔

4、厂址齐齐哈尔地区三、图纸要求 1、计算说明书（含草稿） 2、精馏塔装配图（1号图，含草稿）一．前言5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书7 三．设计计算书8 1.设计参数的确定8 1.1进料热状态8 1.2加热方式8 1.3回流比（R）的选择8 1.4 塔顶冷凝水的选择 8 2.流程简介及流程图 8 2.1流程简介8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定9 3.1理论板数计算9 3.1.1物料衡算9 3.1.2 q线方程9 3.1.3平衡线方程10 3.1.4 Rmin和R的确定10 3.1.5精馏段操作线方程的确定10 3.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定10 3.1.7提馏段操作线方程的确定10 3.1.8逐板计算10 3.1.9图解法求解理论板数如下图: 12 3.2实际板层数的确定12 4精馏塔工艺条件计算12 4.1操作压强的选择12 4.2操作温度的计算13

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；

化工原理课程设计(筛板塔)

xxxxxxxxxxxx 课程设计说明书设计题目：化工原理课程设计板式精镏塔的设计学院：化学工程学院专业班级： xxxxxxxxxx 学生姓名： xxxxxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxxxxxx 成绩： 2015年6月3日目录序言 (3) 一．全塔物料衡算 (5) 二、塔顶温度、塔底温度及最小回流比 (6) 2.1 确定操作压力 (6)

2.2 用试差法计算塔顶温度（即露点温度） (6) 2.3用试差法计算塔底温度（即泡点温度）: (8) 2.4 计算最小回流比Rmin (10) 三．确定最佳造作回流比与塔板层数 (10) 3.1 求相平衡方程式，并化成最简的形式 (10) 3.2 初选操作回流比计算理论塔板数 (10) 3.3 绘制R～NT曲线，确定最佳回流比及最佳理论板数 (25) 3.4塔板效率及全塔理论板数 (26) 四．塔板间距、塔径及塔板结构尺寸的确定 (27) 4.1塔板间距、溢流方式及降液管尺寸的确定 (27) 4.2板面筛孔位置的设计 (30) 4.3水力学性能参数的计算、校核 (31) 4.4降液管液泛情况的校验 (33) 五．负荷性能图及操作性能评定 (34) 5.1负荷性能图 (34) 5.2根据上表相关数据，作出筛板的负荷性能图 (36) 六.操作性能的评定 (36) 6.1本设计的操作条件 (36) 6.2操作弹性系数与工作点的安定系数 (36) 七．筛板设计计算的主要结果 (37) 八．参考资料 (38) 结束语 (41)

序言化工原理课程设计是学习化工原理学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关课程所学知识，完成以单元操作为主的一次化工的设计实践。通过这一环节，使我们掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，同时在设计过程中使学生养成尊重向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨的工作作风，并使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。精馏是分离液体混合物最常用的一种操作，它通过汽、液两相的直接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传质过程。

化工原理课程设计精馏塔详细版

广西大学化学化工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

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计

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：≤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 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)

化工原理课程设计-填料吸收塔的设计

课程设计题目：填料吸收塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业：化学工程与工艺（精细化工方向）学号：学生姓名：指导教师： 2012 年 5 月31 日

《化工原理课程设计》任务书 2011～2012 学年第2学期学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室一、课程设计题目：填料吸收塔的设计二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计； ②塔径的计算； ③其他工艺尺寸的计算。三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。教研室主任签名：年月日

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。 |

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)

乙醇——水筛板精馏塔工艺设计-课程设计

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

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。

化工原理课程设计——精馏塔设计

南京工程学院课程设计说明书（论文）题目乙醇—水连续精馏塔的设计课程名称化工原理院(系、部、中心)康尼学院专业环境工程班级K环境091 学生姓名朱盟翔学号240094410 设计地点文理楼A404 指导教师李乾军张东平设计起止时间：2011年12月5日至 2011 年12月16日

符号说明英文字母 A a——塔板开孔区面积，m2； A f——降液管截面积，m2； A0——筛孔面积； A T——塔截面积； c0——流量系数，无因此； C——计算u max时的负荷系数，m/s； C S——气相负荷因子，m/s； d0——筛孔直径，m； D——塔径，m； D L——液体扩散系数，m2/s； D V——气体扩散系数，m2/s； e V——液沫夹带线量，kg(液)/kg(气)；E——液流收缩系数，无因次； E T——总板效率，无因次； F——气相动能因子，kg1/2/（s·m1/2）； F0——筛孔气相动能因子，kg1/2/（s·m1/2）；g——重力加速度，9.81m/s2； h1——进口堰与降液管间的距离，m； h C——与干板压降相当的液柱高度，m液柱； h d——与液体流过降液管相当的液柱高度，m； h f——塔板上鼓泡层液高度，m； h1——与板上液层阻力相当的高度，m液柱； h L——板上清夜层高度，m； h0——降液管底隙高度，m； h OW——堰上液层高度，m； h W——出口堰高度，m； h'W——进口堰高度，m； Hσ——与克服表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱； H——板式塔高度，m；溶解系数，kmol/(m3·kPa)； H B——塔底空间高度，m； H d——降液管内清夜层高度，m； H D——塔顶空间高度，m； H F——进料板处塔板间距，m； H P——人孔处塔板间距，m； H T——塔板间距，m；K——稳定系数，无因次； l W——堰长，m； L h——液体体积流量，m3/h； L S——液体体积流量，m3/h； n——筛孔数目； P——操作压力，Pa； △P——压力降，Pa； △P P——气体通过每层筛板的压降，Pa；r——鼓泡区半径，m， t——筛板的中心距，m； u——空塔气速，m/s； u0——气体通过筛孔的速度，m/s； u0，min——漏气点速度，m/s； u'0——液体通过降液管底隙的速度，m/s；V h——气体体积流量，m3/h； V s——气体体积流量，m3/h； W c——边缘无效区宽度，m； W d——弓形降液管宽度，m； W s——破沫区宽度，m； x——液相摩尔分数； X——液相摩尔比； y——气相摩尔分数； Y——气相摩尔比； Z——板式塔的有效高度，m。希腊字母 β——充气系数，无因次； δ——筛板厚度，m； ε——空隙率，无因次； θ——液体在降液管内停留时间，s；μ——粘度，mPa； ρ——密度，kg/m3； σ——表面张力，N/m； ψ——液体密度校正系数，无因次。下标 max——最大的； min——最小的； L——液相的； V——气相的。

化工原理课程设计精馏塔详细版模板

重庆邮电大学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

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

苯-甲苯筛板精馏塔课程设计

河西学院 Hｅxi Ｕniｖersiｔy 化工原理课程设计题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院：化学化工学院

专业：化学工程与工艺学号: 姓名: 指导教师： 2014年１２月6日目录化工原理课程设计任务书 1．概述 (5) 1.1序言 ....................................................................................................................... ５ 1.2再沸器?5 1.3冷凝器?5 2．方案的选择及流程说明?6 3.塔的工艺计算?6 3.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率?７ 3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 3．3物料衡算?7 4．塔板数的确定 (7) 4.1理论塔板数T N (7)

4.2最小回流比及操作回流比?8 ４.３精馏塔的气、液相负荷?８ 4.4操作线方程 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4．５图解法求理论塔板数 (9) 4.6实际板层数?9 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据................................................. 错误!未定义书签。 5.1操作压力?9 5．２操作温度?１0 10 ５.３平军摩尔质量? 5.4平均密度?１1 ５.5液体平均表面张力 ........................................................................................... 1２ 5.6液体平均黏度 ..................................................................................................... 1２ 13 ６.精馏塔的塔体工艺尺寸? 6.1塔径 (13) 6.2空塔气速 (13) 6.3实际空塔气速 (14) 6．４精馏塔有效高度?错误!未定义书签。 7．踏板主要工艺尺寸的设计......................................................................................... １5７.１塔板布置 .......................................................................................................... 1８ 7.２.塔板布置………………………………………………………………………….1８

化工原理课程设计--塔

化工原理课程设计任务书（07 化工一班叶成 200730262460 ）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 32 % （质量），温度 28 C ; 2、产品：馏出液含乙醇93 % （质量），温度31 C ； 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300 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 X35计算纸）；工艺流程图（35 X50计算纸〕第一部分化工原理课程设计任务原始数据： 1、乙醇—水混合物，含乙醇32 % （质量），温度28 C ; 2、产品：馏出液含乙醇93 % （质量），温度31 C; 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300 kPa; 第二部分工艺流程图第三部分设计方案确定第三部分：设计方案的确定一、操作压力：对于酒精一一水体系，在常压下已经是液态，而且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；综上所述，本设计选择常压操作。二、进料状况：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。三、加热方式：采用间接蒸汽加热。四、回流比：适宜的回流比应该通过经济合算来确定，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。我们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，即：R=（1.1 —2.0 ）R min。回流方式采用泡点回流，易于控制。五、选择塔板类型：选用F1浮阀塔板（重阀）。F1浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，且重阀采用厚度2mm的薄板冲制，每阀质量约为33g，其具有如下优点：生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，气体压强以及液面落差较小，塔的造价比较低（浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60 —80 %, 而为筛板塔的120 —130 %）。

筛板塔设计(化工原理课程设计)

化工原理课程设计题目甲醇—水分离板式精馏塔的设计系（院）化学与化工系专业化学工程与工艺班级2009级2班学生姓名*** 学号**** 指导教师职称讲师二〇一一年十二月二十二日

滨州学院课程设计任务书专业09化工班级本二班学生姓名*** 发题时间：2011 年112 月8 日一、课题名称甲醇——水分离板式精馏塔设计二、课题条件（原始数据）原料：甲醇、水溶液处理量：3550Kg/h 原料组成：28%（甲醇的质量分率）料液初温：20℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：冷液体进料塔顶产品浓度：97%（质量分率）塔底釜液含乙醇含量不高于0.1%（质量分率）塔顶：全凝器塔釜：饱和蒸汽间接加热塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行冷却水温度：20℃ 设备形式：筛板塔厂址：**** 三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可） 1 、设计方案的选定

2、精馏塔的物料衡算 3、塔板数的确定 4、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、比热、导热系数） 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（精馏段） 9、换热器设计 10、馏塔接管尺寸计算 11、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）（手绘，A1图纸） 13、撰写课程设计说明书一份设计说明书的基本内容 ⑴课程设计任务书 ⑵课程设计成绩评定表 ⑶中英文摘要 ⑷目录 ⑸设计计算与说明 ⑹设计结果汇总 ⑺小结 ⑻参考文献 14、有关物性数据可查相关手册 15、注意事项 ●写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源 ●每项设计结束后列出计算结果明细表 ●设计最终需装订成册上交四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期） 1.设计动员，下达设计任务书0.5天

苯-甲苯筛板精馏塔课程设计

河西学院 Hexi University 化工原理课程设计题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院: 化学化工学院专业:化学工程与工艺学号: 姓名: 指导教师: 2014年12月6日

目录化工原理课程设计任务书 1.概述 (5) 1.1序言 (5) 1.2再沸器 (5) 1.3冷凝器 (5) 2.方案的选择及流程说明 (6) 3.塔的工艺计算 (6) 3.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率 (7) 3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 3.3物料衡算 (7) 4.塔板数的确定 (7) N (7) 4.1理论塔板数T 4.2最小回流比及操作回流比 (8) 4.3精馏塔的气、液相负荷 (9) 4.4操作线方程 (9) 4.5图解法求理论塔板数 (9) 4.6实际板层数 (9) 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据 (9) 5.1操作压力 (9) 5.2操作温度 (10) 5.3平军摩尔质量 (10) 5.4平均密度 (11) 5.5液体平均表面张力 (12) 5.6液体平均黏度 (13) 6.精馏塔的塔体工艺尺寸 (13) 6.1塔径 (13) 6.2空塔气速 (14) 6.3实际空塔气速 (15)

6.4精馏塔有效高度 (15) 7.踏板主要工艺尺寸的设计 (15) 7.1塔板布置 (17) 7.2.塔板布置 (18) 8.筛板的流体力学验算 (19) 8.1塔板压降 (19) 8.2液面落差 (20) 8.3液沫夹带 (20) 8.4漏液 (20) 8.5液泛 (21) 9.塔板负荷性能图 (22) 9.1漏液线 (22) 9.2液沫夹带线 (22) 9.3液相负荷下限线 (23) 9.4液相负荷上限线 (24) 9.5液泛线 (24) 10.板式塔常见附件 (26) 10.1进料罐线管径 (27) 11.附属设备 (30) 11.1塔顶空间 (30) 11.2塔底空间. (30) 11.3人孔 (30) 11.4塔高 (30) 12.设计筛板塔的主要结果汇总： (30) 参考文献 (32) 设计心得体会 (32) 成绩评定： ............................................. 错误!未定义书签。

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计学院专业班级学号姓名指导教师

目录苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)

苯-氯苯精馏塔的工艺设计苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务一．设计题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于；三．塔板类型板式塔或填料塔。四．工作日每年300天，每天24小时连续运行。五．厂址厂址为天津地区。六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算； 3.塔板数的确定； 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 5.精馏塔主要工艺尺寸；

化工原理课程设计--- 乙醇——水筛板精馏塔工艺设计

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