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乙醇—水课程设计

化工原理课程设计设计题目：乙醇—水连续精馏塔的工艺设计

学院石油化工学院

专业03应用化学2班

姓名

沈阳工业大学

化工原理课程设计

苯—甲苯连续精馏塔的工艺设计

计：说明书28页

表格 2 个

插图 4 幅

完成日期：

指导教师：

设计成绩：

教研室主任：

沈阳工业大学

化工原理课程设计任务书

专业班级设计人

一、设计题目

乙醇—水连续精馏塔的工艺设计

二、原始数据及条件

1．生产能力：5.5万吨/年（7800小时/年）

2．进料温度：泡点℃

3．进料组成：48 %（质量）

4．分离要求：塔顶产品93 %（质量），塔底产品 3 %（质量）。

5．操作条件：

(1) 精馏塔顶压强 3×103Pa（表压）

(2) 回流比自选

(3) 单板压降≯8×102 Pa (浮阀塔)；≯7×102Pa (筛板塔)

三、设备型式

设备型式为筛板塔/ 浮阀塔（F1型）

四、设计内容及要求

编制一份设计说明书，主要内容包括：

1．前言

2．设计方案及工艺流程说明

3．工艺计算及设备的结构计算

4．设计结果一览表

5．设计结果的讨论和说明

6．符号说明

7．参考文献

8．结束语

五、设计日期：2005 年12月19 日至2005年12 月23 日

1．前言

1．1塔设备的类型

随着化学工业的发展，研制了设备结构。长期以来，最常用的是按塔的内件结构分为板式塔和填料塔。板式塔以塔板作为气、液接触的基本构件，塔内气液两相呈逐级逆流操作。在塔板上传质元件作用下，两相进行接触和分离，同时完成传质任务。板式塔的空塔速度较高，因而生产能力较大，塔板效率稳定，造价低，检修清理方便，为工业上所广泛采用。

填料塔内分层安放一定高度的填料层。填料层的作用相当于板式塔中的塔盘，液体自塔顶沿填料表面向下流动，作为连续的气体自塔底向上流动，与液体进行逆流传质。

近年来，国内外对填料的研究与开发进展很迅速。新型高效填料的不断出现使填料塔的应用更加广泛，直径达几米甚至几十米的大型填料塔在工业工业上已非罕见。

1.2板式塔的类型与选择

常见板式塔的类型有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、斜孔塔及穿流式塔板等。

泡罩塔板每层塔板上开有若干个孔，孔上焊有升气管，升气管上覆以泡罩，泡罩下部周边开有许多齿缝。泡罩在塔板上作等边三角形排列。操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持塔板上有一定厚度的流动液层，赤缝浸没于液层之中而形成液封。上升气体通过齿缝进入液层时，被分散成许多组小的气泡或流股，在板上形成了鼓泡层和泡沫层。

筛板塔塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3-8mm,筛孔在塔板上作正三角行排列。塔板上设置溢流堰，使板上能维持一定厚度的液层。操作时，上升的气流通过筛孔分散成细小的流股在板上液层中鼓泡而出，气液间密切接触而进行传质。

浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干个大孔（标准孔径为39mm），每个孔上装有一个可以上下浮动的阀片。

本设计选用筛板塔进行设计

2 流程确定和说明

典型的连续精馏流程如图所示。由图可见，原料液经预热器加热到指定温度后，送入精馏塔的进料板，在进料板上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品，部分液体气化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品。

间歇精馏操作流程中，原料液一次加入塔釜中，而不是连续加入精馏塔中，因此间歇精馏只有精馏段而没有提馏段。同时，因间歇精馏釜液浓度不断的变化，故产品组成也逐渐降低。当釜中的液体达到规定的组成后，精馏操作即被停止。

3.工艺计算及设备的结构计算

3.1全塔的物料衡算

附表1

已知乙醇的分子量为46；水的分子量为18。

进料组成

298.018

4846524652

=+=

F χ 馏出液组成 818.018

846924692

=+=D χ

釜残液组成 012.018

463=+=W χ

3.1.2平均分子量

mol

kg mol kg mol kg W D F /336.1818)012.01(46012.0/9.4018818.01(46818.0/34.2618)298.01(46298.0=?-+?=M =?-+?=M =?-+?=M ）

3.1.3物料衡算

总物料衡算 F W D =+ 3—1

易挥发组分衡算 F W D F W D χχχ=+ 3—1a

原料液流量 h kmol F /0.29234

.267800101063

4=???=

把已知数据代入公式3—1，3—1a

可以求出h k mol D /6.103=，

h kmol W /4.188=

3.2塔板数的确定

3.2.1理论塔板数T N 的求取

乙醇—水物系在本设计条件下，属于理想物系，可采用图解法求T N 3.2.2

根

据

乙

醇

—

水

的

气

液

平

衡

数

据

作

出

二）图参见附图（一），（图及y x y x t ---

3.2.3 求最小回流比。及操作回流比R R min

因泡点进料，在x-y 图中对角线上自点),,(F F x x e 即（0.298，0.298）作垂线即为进料线（q 线），57.0=q y 标为该线与平衡线的交点坐0， 298

.0==F q x x

此即最小回流比时操作线与平衡线的交点坐标，根据最小回流比的计算公式：

q q

D x y y R --=χm in 1—3

82.191.022,2~1.1,91.0298

.057.057

.0818.0min min min =?====--=

R R R R R 取）（因为

3.2.4 求理论板数T N 依据精馏段操作线方程：1

1+++=

R x x R R

y D 1—4 290.0645.01

82.1818

.0182.182.1+=+++=x x y

)

290.0,0)1

0818.0818.0),即点（，点（），，即点（点（确定图上作精馏段操作线：在+-R x

b x x a y x D D D 示

如本设计附图（二）所层为进料板。层，第层，提留段理论板数为精馏段理论板数为（不包括再沸器）其中层。论板层数之间绘梯级，图解得理开始在操作线和平衡线自点即为提馏段操作线。，联结线的交点为与）联结，，即点（点（1521416117012.0012.0),=-=T W W N a cd d q ab x x c 3.2.5全塔效率T E

可根据公式：m T E μlg 616.017.0-= 1—5 根据附图（二）t —x —y 图。由塔顶组成818.0=D x ℃，塔底组成,012.0=w x 查得塔顶温度,78C t D =塔底温度,98C t w = 则塔的平均温度为.882

782C t t t w D m =+=+=

s p x x s p s p a s F F m a a .10343.0103185.0298.011040.0298.0)1,.103185.0,.1040.033333-----?=??-+??=-+=?=?=）（（平均粘度为：

则平均温度下进料液相粘度分别为该温度下，乙醇和水的水

乙醇水乙醇μμμμμ

所以6.45456.0343.0lg 17.0lg 616.017.0==-=-=m T E μ％ 3.2.6实际塔板数N 精馏段层精317.30456

.014

≈==N

提留段层提54.4456

.02≈==N

3.3塔的工艺条件 3.3.1操作压强

塔顶压强,3.1043.1010kPa P P D =+=取每层塔板压降kPa mmHg P 67.05==?，则进料板压强,07.12567.0313.104kPa P F =?+=精馏段平均操作压强为：

.7.1142

.1253.1042(kPa P P P F D m =+=+=

精） 3.3.2温度m t

85.802

787.832,787.83),(298.0C t t t C t C t y x t x F D m D F F

=+=+===--=精

则精馏段平均温度：塔顶温度，图得进料板温度查实际根据进料板组成 3.3.3平均分子量m M

kmol

kg M kmol

kg M kmol kg M kmol kg M y y x x kmol kg M kmol kg M x y x Lm Vm LFm VFm F F LDm VDm D /7.312

.2326.40/7.362

.329.40/04.2318)18.01(4618.0/4.3218)513.01(46513.0,513.0,18.0/26.4018)795.01(46795.0/9.4018)818.01(46818.0,795.0,818.0)()(11=+==+==?-+?==?-+?==-==?-+?==?-+?====精精则精馏段平均分子量：

图平衡线查进料查平衡线塔顶 3.3.4 平均密度m ρ 液相密度Lm ρ

依下式为质量分率）αραραρ(///1LB B A A Lm +=，塔顶温度下的C t D

78=乙醇密度：（利用内差法，下同）：3

11/2.754,70m kg C t ==ρ

，3

22/3.742,80m kg C t ==ρ

所以，3/68.744)7078(70

802

.7543.7422.754m kg LA =-?--+

=ρ.

C t

D 78=下水的密度：

322311/8.971,80;/8.977,70m kg C t m kg C t ====ρρ

所以，3/0.973)7078(70

808

.9778.9718.977m kg LB =---+

=ρ

92.0=A α，973/)92.01(68.744/92.0/1-+=LmD ρ，3/9.758m kg LmD =ρ

进料板C t F

7.83=，该温度下乙醇的密度：

3/8.737)807.83(80

903

.7421.7303.742m kg LA =---+

=ρ

水的密度为：3/4.969)807.83(80

908

.9713.9658.971m kg LB =---+=ρ

,36.018

82.04618.046

18.0=?+??=A α

3/0.871,,4.969/)36.01(8.737/36.0/1m kg LmF LmF =-+=ρρ所以

/431.1)

85.8015.273(31.87

.367.114/95.8142

871

9.7582)(m kg RT

M m kg m m MV MV

LmF LmD Lm =+??=

=+=+=精

精精气相密度：

故精馏段平均液相密度ρρρρρρ

N m N x m

N m

N t m N x m

N m

N t x m n i i i m F n i i i m D n

T o

T m m

/1028.402

.5357.26/98.5390.61)18.01(91.1718.0/1090.61807.8380

906

.627.606.62:/1091.17807.8380

9028

.1829.1728.187.83/1057.2694.62)818.01(478.18818.0/109.62)7078(70

803

.646.623.64:/10478.18)7078(70

8027

.1928.1827.19785.3.33)(1

)(323131

32311

-=---=--=?=+=

=?-+?==∴?=---+=?=-?--+

==?=?-+?==∴?=---+=?=---+

===∑∑∑精进顶为：则精馏段平均表面张力）（水的表面张力）（下乙醇的表面张力

水的表面张力下乙醇的表面张力

液体表面张力σσσσσσσσσσσσ

pa s

pa s pa t s

pa s

pa s pa t x Lm F Lm D n

i i

i Lm Lm

·103576.03417.0)18.01(43.018.0·103417.0)807.83(80

903565

.03165.03565.0·1043.07.83·10467.0366.0)818.01(49.0818.0·10366.0)7078(70

804061

.03565.04061.0·1049.0786.3.33)

(3231332311

------=?=?-+?=?=---+

=?==?=?-+?=∴?=--++=?===∑进顶

水的粘度：下乙醇的粘度：水的粘度：下乙醇的粘度：液体粘度μμμμμμμμμ

则精馏段平均液相粘度s Pa m ??=+=-3(104123.02

3576

.0467.0精）μ

3.3.7 精馏段气液负荷计算

h kmol D R V /15.2926.103)182.1()1(=?+=+=

s m VM V Vm Vm s /081.2431

.136007

.3615.29236003((=??=

精）

精）ρ

h kmol RD L /55.1886.10382.1=?==

s m LM L Lm Lm s /0020.095

.81436007

.315.18836003=??==

（精）ρ

h m L h /2.736000020.03=?=

s m C

C C C m mN C V L m

h H m h m H D

V V L V L s s L T L T /19.2431

.1431

.195.81409.0092

.02028.4008.020/28.4008.0023.0431.195.814081.20020.038.007.045.007.045.01.4.4max 2

.02.020202

/12

/1=-?=-==?

???=?

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

? ?????? ??=-=-==?ρρρμσρρ即的张力为依下式校丕到物系表面查图得根据故，，取板上液层高度初选板间距塔径塔的主要工艺尺寸计算取安全系数为0.7，则

s m /533.119.27.07.0max =?==μμ

故m V D S

73.1533

.114.3081

.244=??=

πμ

按标准将其圆整为1.8m,反算s m /818.0=μ

4.2 溢流装置

根据塔径和液体流量，采用单溢流，弓形降液管，平行受液盘及平行溢流堰，不设进口堰，各项计算如下： 4.2.1溢流堰长w l

取堰长m l D l w w 08.18.16.0,6.0=?==即 4.2.2出口堰高w h

ow L w h h h -=，由,6.08.1/08.1/==D l w m l L w

h 94.508.1/2.7/5.25

.2==

查图知E 为1.025.依下式即

m l L E h w h ow 010.0)08

.12.7(025.1100084.2)(100084.23/23/2=??==

故m h h h ow L w 06.001.007.0=-=-=

54.300020.045.0135.0135.054.2053.0053.054.28.14

41.18.08.11.0053

.0/,1.0/6.0/.3.42

22（符合要求）

即液管面积

管中停留时间以检验降由下式计算液体在降液故查图得由与降液管的面积降液管的宽度s s L H A m A A m D A m w A A D w D l A w s T f T T T d T f d w f

d >=?===?===?===?====τππ 降液管底隙高度h 0

h 0=

w L l u 取降液管底隙处液体流速u 0,

=0.08m/s,则 h 0m l L w s 022.008

.096.00017

.00

=?=

5塔板布置及浮阀数目 6.1 孔数与孔气速

W m W d V N s m F F S C s

1.0,06.0,16408

.8)039.0(4

586

.14

./08.853

.110

,1020

00===??=

==破沫区面积取边缘区宽度每层塔板上的浮阀数则取阀孔动能因子π

μπ

ρμ6.2 鼓泡区面积

t Nt A t m t mm mm m

A m

W W D x m W D R R x R X R x A a s D c a 110075

.016444

.1075.0900160044.174.054.0sin 74.018054.074.054.0254.0)10.016.0(2

6.1)(274.006.026.12sin 180202

12221222=?='='=>=?????

???+-??==+-=+-==-=-=?????

?+-=--可以求得排间距，则按取同一横排的孔心距腰三角形叉排。

，浮阀排列方式采用等，所以采用分块式塔板由于直径所以，其中根据公式ππ考虑到塔的直径较大，必须采用分块式塔板，而各分块的支承与衔接也要占去一部分鼓泡面

积，因此排间距不宜采用110mm,而应小于此值，

000002101009

.7789

.012977

.953.19.7,/9.7168039.046

.1168)180,7580=?=?==?'=='＝＝

范围内。塔板的开孔率～，仍在阀孔动能因数变化不大）（＝速：

重新核算动能因数及孔个。排得阀数作图（附图以等腰三角形叉排方式按故取００μμπμF s m mm t mm t mm t 7、塔板流体力学验算

7.1气体通过浮阀塔板的压强降

hp=hc+hl+h0 7---1 7.1.1干板阻力

s m v

oc /63.8431

.11

.731

.73825

.1825

.1===ρμ oc o μμ<,故按式L

o c h ρμ175

.09.19=计算干板阻力

m h L o c 035.095

.81422.89.199.19175

.0175.0=?==ρμ

7.1.2 板上充气液层阻力

本设备分乙醇和水的混合液，即液相为水，可取充气系数5.0=o ε

m h h L o l 035.007.05.0=?==ε

7.1.3 液体表面张力所造成的阻力，此阻力很小，忽略不计。因此，气体流经一层浮阀塔板

的压降所相当的液柱高度为：

m h p 07.0035.0035.0=+=

（单板压降Pa g h p L p 6.55981.995.81407.0=??==?ρ<800Pa,符合设计要求。 7.2液泛的验算

为防止淹塔的现象发生，要求控制降液管中清液层高度)(w T d h H H +≤φ 即式：d L p d h h h H ++=

7.2.1气体通过塔板的压强降所相当的液体高度p h ,前已算出m h p 07.0= 7.2.2液体通过降液管的压头损失，因不设进口堰，故：

m h l L h o W S d 00078.0026.008.10020.0153.0153.02

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

? ??= 7.2.3板上液层高度，前已选定板上液层高度L h =0.07m

则 d H =0.07+0.07+0.00078=0.14078m 取φ=0.5，又已选定H T =0.45m ，m h w 06.0= 则φ(H T +h W )=0.5×(0.45+0.06)=0.225m 可见H d ＜φ(H T +w h ),符合防止淹塔的要求。

7.3雾沫夹带的验算

板上液体流经长度m W D Z d L 44.118.028.12=?-=-=

板上液流面积227.2135.0254.22m A A A f T b =?-=-=

乙醇和水可按正常系统按表3-4取物性系数k=1.0,又由图3-16查得泛点负荷系数115.0=F

C .将以上数值代入上式得:

泛点率=

0000/9.34/10027

.2115.00.144

.10020.036.1431

.195.814431

.1081

.2=?????+-

及泛点率=

0000/3.38/10054

.2115.00.178.0431

.195.814431.1081.2=????-?

对于大塔,为避免过量雾沫夹带,应控制泛点率不超过80％,由上式计算的泛点率都在80％以下.故可知雾沫夹带量能够满足1.0

8.塔板负荷性能图

8.1雾沫夹带线

对于一定的物系及一定的塔板结构，式中均为及L F b L v Z C K A ,,,,,ρρ已知值，相应于

式便得出定，将个已知值代入上的泛点率上限值亦可确1.0=v e s s L v -的关系式.

据此可作出负荷性能图中的雾沫夹带线.

...2088.09584.10419.0,8027

.2115.00.144

.136.1431

.195.814431

.18000s s s s s s

V L L V ％L V 值，依式计算出相应的在操作范围内取两个线由式知雾沫夹带线为直整理得计算如下：

按泛点率=+=???+-=

8.2 液泛线

d L l c d L p w T h h h h h h h h h H ++++=++=+σφ)(

故???

????++++=+32

22)3600(100084.2)1()(153.0234.5)(w S w o o w s o l v w T l L E h h l L g h H εμρρφ

因物系一定，塔板结构尺寸一定，则φερρ,,,,,,,o l v w o w T l h h H 等均为定值，而o μ与S V 又有如下关系，即：N

d V o S

o 2

4πμ=

，式中阀孔数N 及孔径o d 亦为定值，代入上式得：

0.5（0.45+0.06）=5.342

4222

2120039.014.381.9295.8144431.1????????s V +0.1532)026

.008.1(?S

L +??

?????+

+32

)08.13600(025.1100084

.206.0)5.01(S L 整理得：0.007463

/222064.104.194255.0S

S S L L V --=

s s V L 值，并算出相应的在操作范围内取三个

8.3液相负荷上限线

液体的最大流量应保证在降液管中停留时间不低于3—5s; 液体在降液管内停留时间3==

T f L H A θ—5S ，

求出上限液体流量S L 值（常数），在S S L V -图上，液相负荷上限线为与气体流量S V 无关的竖直线，则以5s 作为液体在降液管中停留时间的下限，s m H A L T

f s /012.05

.0135.05

)(3max =?=

= （3）

8.4 漏夜线

对于F1型重阀，依5==v o

O F ρμ计算v

o ρμ5

则得V

o S N

d V ρπ

式中v o N d ρ,,均为已知值，故可由此式求出气相负荷S V 的下限

值，据此作出与液相流量无关的水平漏夜线.

的标准，作为规定气体最小负荷以50=F 则得:

s m F N

d V V

s /058.1431

.15212)039.0(4

)320

0min =?

ρπ

（ (4)

/0009.03600

.1)0.184.21000006.0()1,006.0)3600

100084.2006.05.8323min

min s m L E L L E m h s w s ow =???===??

????=则（，取（依据

，作为液相负荷下限条件取堰上液层高度液相负荷下限线

该线为与气相流量无关的竖直线. 根据附表1、2，及式（3），（4），（5）可分别作出塔板负荷性能上的（1），（2），（3），（4）（5）共五条线。见附图(三),即为精流段负荷性能图.5线包围区为精流段操作区.P 为操作点,OP 为操作线,OP 线与线(1)交点相应气相负荷为m ax .s V ,OP 线与气相负荷下限线(4)的交点为相应气相负荷为为min .s V ,精流段操作弹性=m in

.m ax

.s s V V

1. 设计结果一览表

附表4

项目符号

单位数据塔顶温度 D t

℃ 78 塔底温度 W t

℃ 98 进料温度

F t ℃ 83.7 最小回流比 R min 0.91 操作回流比 R

1.82 理论板数 T N

块 16 全塔效率 T E

％ 45.6 精馏段实际板数精N

块 31 提馏段实际板数

提N

块

精馏段液相密度精Lm ρ 3m /g k 814.95 精馏段气相密度精Vm ρ

3m /g k

1.431 精馏段液相负荷 S V s /m 3

2.081 精馏段气相负荷 S L

s /m 3

0.0020 塔内径 D m 1.8 塔截面积 T A ㎡ 2.54 弓形降液管面积 f A ㎡ 0.135 开孔区面积 a A ㎡ 1.90 孔总面积 o A

㎡ 0.12 筛孔直径 o d

mm 5 孔心距 t mm 20 筛孔数 n

个 6123 开孔率 ?

% 5.67 溢流区长度 W l

m 1.32 弓形降液管宽度 Wd m 0.248 边缘宽度 Wc m 0.035 出口安定区宽度 Ws

m 0.085 堰高

W h

m 0.05005 降液管底隙高度 ho mm

0.0905 空塔气速 u

s m / 1.58 单板压降 P ?

kPa 0.7 降液管停留时间 θ

s 37.94 塔板间距 T H

m 0.4 塔高

5.6

参考书

1.《化工原理》上、下册天津科学技术出版社姚玉英主编

2.《石油化工基础数据手册》化学工业出版社卢焕章等编

3.《塔设备设计》上海科学技术出版社

结束语

通过这一周的化工原理课程设计，我对浮阀塔有了更深入的了解，。在塔的设计计算过程中，通过查阅各种资料找相关物性参数，对一些物质的物性有了一定的了解，这次设计培养了我独立思考的能力，锻炼了意志和品格。使我更好地掌握化工原理课上学习到的知识，通过将理论与实际相结合，把课本中学到的知识运用到实际生产应用中，使理论逐渐深化，对以后的工作做了一定的铺垫。

设计的过程是复杂的，但心情是愉悦的。设计本身给我带来的许多知识财富，如塔的工艺尺寸计算，如何验证流体力学计算等。这都是在书本上不能体会的，也使我对化工行业的工艺流程设计有了一个简单的了解。

总之，这次设计使我受益匪浅，我会在今后的学习和生活中把学到的知识加以应用，由于设计时间有限，设计还有些不足之处，请老师指正

乙醇水精馏塔设计

⑴综合运用“化工原理”和相关选修课程的知识，联系化工生产的实际完成单元操作的化工设计实践，初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。 ⑵熟悉查阅资料和标准、正确选用公式，数据选用简洁，文字和工程语言正确表达设计思路和结果。 ⑶树立正确设计思想，培养工程、经济和环保意识，提高分析工程问题的能力。二、设计任务及操作条件在一常压操作的连续精馏塔分离乙醇－水混合物。生产能力（塔顶产品）3000 kg/h 操作周期 300 天／年进料组成 25% （质量分数，下同）塔顶馏出液组成≥94% 塔底馏出液组成≤0.1% 操作压力 4kPa（塔顶表压）进料热状况泡点单板压降：≤0.7 kPa 设备型式筛板三、设计容： (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。 [ 设计计算 ] （一）设计方案选定本设计任务为分离水－乙醇混合物。原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至84℃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℃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。 1精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉浓度围乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。 2操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于乙醇和水这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。 3塔板形式：根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔，筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降较低，在乙醇和水这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。 4加料方式和加料热状态：加料方式选择加料泵打入。由于原料温度稳定，为减少操作成本采用30度原料冷液进料。

苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计

设计任务书设计题目：苯－甲苯连续精馏浮阀塔设计设计条件：常压： 1p atm = 处理量： 100Kmol h 进料组成： 0.45f x = 馏出液组成： 98.0=d x 釜液组成： 02.0=w x （以上均为摩尔分率）塔顶全凝器：泡点回流回流比： min (1.1 2.0)R R =- 加料状态： 0.96q = 单板压降： 0.7a kp ≤ 设计要求： (1) 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。 (2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。 (3) 写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。

目录摘要 ........................................................................................................................................................................... I 绪论 (1) 设计方案的选择和论证 (3) 第一章塔板的工艺计算 (5) 1.1基础物性数据 (5) 1.2精馏塔全塔物料衡算 (5) 1.2.1已知条件 (5) 1.2.2物料衡算 (5) 1.2.3平衡线方程的确定 (6) 1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (7) 1.2.5操作线方程 (7) 1.2.6用逐板法算理论板数 (7) 1.2.7实际板数的求取 (8) 1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9) 1.3.1进料温度的计算 (9) 1.3.2操作压力的计算 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 1.3.3平均摩尔质量的计算 (9) 1.3.4平均密度计算 (10) 1.3.5液体平均表面力计算 (11) 1.3.6液体平均粘度计算 (12) 1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12) 1.4.1塔径的计算 (12) 1.4.2精馏塔有效高度的计算 (14) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (14) 1.5.1溢流装置计算 (14) 1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (15) 1.7塔板流体力学验算 (16) 1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (16) 1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (17) 1.7.3计算雾沫夹带量e V (18) 1.8塔板负荷性能图 (19) 1.8.1雾沫夹带线 (19) 1.8.2液泛线 (19) 1.8.3 液相负荷上限线 (21) 1.8.4漏液线 (21) 1.8.5液相负荷下限线 (21) 1.9小结 (22) 第二章热量衡算 (23) 2.1相关介质的选择 (23) 2.1.1加热介质的选择 (23) 2.1.2冷凝剂 (23) 2.2热量衡算 (23) 第三章辅助设备 (28)

乙醇-水精馏塔课程设计

燕京理工学院 Yanching Institute of Technology （2017）届制药工程专业课程设计任务书题目：乙醇——水混合液精馏塔设计学院：化工与材料工程学院专业：制药1301 学号： 4 姓名：张世宇指导教师：林贝教研室主任（负责人）：林贝

2016 年09月25 日

化工原理课程设计乙醇——水混合液精馏塔设计张世宇制药工程1301班学号3 指导教师林贝摘要本设计是以乙醇――水混合液为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离乙醇和水。筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系乙醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。关键词：乙醇-水精馏筛板塔连续精馏塔板设计

目录前言 (1) 第１章设计任务书 (2) 第2章设计方案的确定及流程说明 (4) 第节设计方案的确定 (4) 第节设计流程 (6) 第3章精馏塔的工艺设计 (8) 第节精馏塔的物料衡算 (8) 第节理论板的计算 (9) 第节平均参数的计算 (16) 第节塔径的初步设计 (21) 第节塔高的计算 (24) 第４章塔板结构设计 (26) 第节溢流装置计算 (26) 第节塔板及筛板设计 (27) 第节塔板流体力学验算 (29) 第5章塔板负荷性能图 (32) 第节雾沫夹带线 (32) 第节液泛线 (33) 第节液相负荷上限线 (34)

第节漏液线 (34) 第节液相负荷下限线 (34) 第节塔板负荷性能图 (35) 第6章附属设备设计 (35) 第6．1节冷凝器 (35) 第节再沸器 (37) 第7章设计结果汇总 (39) 第节各主要流股物性汇总 (39) 第节筛板塔设计参数汇总 (39)

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计说明书

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)

乙醇-水连续浮阀式精馏塔的设计方案

乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计方案第1章前言 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：一：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。二：效率高：气液两相在塔保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。三：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。四：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。五：结构简单，造价低，安装检修方便。

六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。 1.4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。而浮阀塔具有很多优点，且加工方便，故有关浮阀塔板的研究开发远较其他形式的塔板广泛，是目前新型塔板研开发的主要方向。近年来与浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，浮阀塔多用不锈钢板或合金。实际操作表明，浮阀在一定程度的漏夜状态下，使其操作板效率明显下降，其操作的负荷围较泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到满意的程度。浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点。所以在此我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是结构简单，造价低，制造方便；塔板开孔率大，生产能力大等。乙醇与水的分离是正常物系的分离，精馏的意义重大，在化工生产中应用非常广泛，对于提纯物质有非常重要的意义。所以有必要做好本次设计 1.4．本设计所选塔的特性浮阀塔的优点是： 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

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)

化工原理乙醇水_课程设计汇总

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

化工原理课程设计(乙醇_水溶液连续精馏塔优化设计)

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.

浮阀塔的设计方案(优秀)解析

滨州学院课程设计任务书一、课题名称甲醇——水分离过程板式精馏塔设计二、课题条件（原始数据）原料：甲醇、水溶液处理量：3200Kg/h 原料组成：33%（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：98%（质量分率）塔底釜液含甲醇含量不高于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：滨州市三、设计内容 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

滨州学院化工原理课程设计说明书 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 ⑴写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源 ⑵每项设计结束后列出计算结果明细表 ⑶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 2、收集资料，阅读教材，拟定设计进度1-2天 3、初步确定设计方案及设计计算内容5-6天 4、绘制总装置图2-3天 5、整理设计资料，撰写设计说明书2天 6、设计小结及答辩1天

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：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)

乙醇—水溶液精馏塔设计[精选.]

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

浮阀塔课程设计说明书

题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。（1）进行塔板工艺设计计算及验算（2）绘制负荷性能图（3）绘制塔板结构图（4）给出设计结果列表（5）进行分析和讨论设计计算及验算 1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 max u )(?=安全系数u v v l c u ρρρ-=max 式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为 0625.0)996 .29.841(61.1006.0)(5 .05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 45.0=，板上液层高度m h L 05.0=，则图中参数值为 m h H L T 4.005.045.0=-=-

由图53-查得0825 .020 =c ，表面张力./9.20m mN =σ 0832 .0)20 ( 2.020=?=σ c c s m u /399.1996 .2996 .29.8410832.0max =-? = 取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max =?=?=安全系数u 塔径m u V D s 562.184 .014.361 .144=??== π 按标准塔径圆整m D 6.1=，则塔截面积 22201.2)6.1(4 14 .34 m D A T =?= = π 实际空塔气速 s m A V u T s /801.001 .261.1=== （2）溢流装置选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。各项计算如下： ①堰长W l ：取堰长D l W 66.0=，即 m l W 056.16.166.0=?= ②出口堰高W h ：OW L W h h h -= 采用平直堰，堰上液层高度OW h 可依下式计算： 3 2 )(100084.2W h OW l L E h = 近似取1=E ，则可由列线图查出OW h 值。 m 021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===?=，查得m l h m L W h m h h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则

化工原理乙醇水课程设计汇总定稿版

化工原理乙醇水课程设计汇总 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

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

乙醇_水精馏塔设计说明

符号说明：英文字母 Aa---- 塔板的开孔区面积，m2 A f---- 降液管的截面积, m2 A T----塔的截面积 m C----负荷因子无因次 C20----表面力为20mN/m的负荷因子 d o----阀孔直径 D----塔径 e v----液沫夹带量 kg液/kg气 E T----总板效率 R----回流比 R min----最小回流比 M----平均摩尔质量 kg/kmol t m----平均温度℃ g----重力加速度 9.81m/s2 F----阀孔气相动能因子 kg1/2/(s.m1/2) h l----进口堰与降液管间的水平距离 m h c----与干板压降相当的液柱高度 m h f----塔板上鼓层高度 m h L----板上清液层高度 m h1----与板上液层阻力相当的液注高度 m ho----降液管底隙高度 m h ow----堰上液层高度 m h W----溢流堰高度 m h P----与克服表面力的压降相当的液注高度m H-----浮阀塔高度 m H B----塔底空间高度 m H d----降液管清液层高度 m H D----塔顶空间高度 m H F----进料板处塔板间距 m H T·----人孔处塔板间距 m H T----塔板间距 m l W----堰长 m Ls----液体体积流量 m3/s N----阀孔数目 P----操作压力 KPa △P---压力降 KPa △Pp---气体通过每层筛的压降 KPa N T----理论板层数 u----空塔气速 m/s V s----气体体积流量 m3/s 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 希腊字母 θ----液体在降液管停留的时间 s υ----粘度 mPa.s ρ----密度 kg/m3 σ----表面力N/m φ----开孔率无因次 X`----质量分率无因次下标 Max---- 最大的 Min ---- 最小的 L---- 液相的 V---- 气相的 m----精馏段 n-----提馏段 D----塔顶 F-----进料板 W----塔釜

化工原理课程设计(浮阀塔)

板式连续精馏塔设计任务书一、设计题目：分离苯一甲苯系统的板式精馏塔设计试设计一座分离苯一甲苯系统的板式连续精馏塔，要求原料液的年处理量为 50000 吨，原料液中苯的含量为 35 %，分离后苯的纯度达到 98 %, 塔底馏出液中苯含量不得高于1% （以上均为质量百分数）二、操作条件厂址拟定于天津地区。设计内容 1. 设计方案的确定及流程说明 2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3. 精馏塔的物料衡算 4. 塔板数的确定 5. 塔体工艺尺寸的计算 6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算 7. 塔板流体力学验算 8. 绘制塔板负荷性能图 9. 塔顶冷凝器的初算与选型 10. 设备主要连接管直径的确定 11. 全塔工艺设计计算结果总表 12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图 13. 对本设计的评述及相关问题的分析讨论 1. 塔顶压强： 2. 进料热状态： 3. 回流比：加热蒸气压强: 单板压降： 4 kPa （表压）； 101.3 kPa （表压）; 塔板类型浮阀塔板四、生产工作日每年300天，每天 24小时运行。五、厂址

一、绪论二、设计方案的确定及工艺流程的说明 2.1 设计流程 2.2 设计要求 2.3 设计思路 2.4 设计方案的确定三、全塔物料衡算 3.2 物料衡算四、塔板数的确定 4.1 理论板数的求取 4.2 全塔效率实际板层数的求取五、精馏与提馏段物性数据及气液负荷的计算 5.1 进料板与塔顶、塔底平均摩尔质量的计算 5.4 液相液体表面张力的计算目录 5.5 塔内各段操作条件和物性数据表 11 六、塔径及塔板结构工艺尺寸的计算 14 6.1塔径的计算 14 6.2塔板主要工艺尺寸计算 15 6.3 塔板布置及浮阀数目与排列 17 5.2 气相平均密度和气相负荷计算 10 5.3 液相平均密度和液相负荷计算 10 11

乙醇和水混合液精馏塔课程设计

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

乙醇—水溶液精馏塔设计

乙醇-水溶液连续精馏塔设计目录 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., 8.参考文献 (23) 9.课程设计心得 (23) 精馏塔设计任务书一、设计题目乙醇—水溶液连续精馏塔设计二、设计条件 1．处理量： 15000 （吨/年） 2．料液浓度： 35 （wt%）！ 3．产品浓度： 93 （wt%） 4．易挥发组分回收率： 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： 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前言！乙醇在工业、医药、民用等方面，都有很广泛的应用，是很重要的一种原料。在很多方面，要求乙醇有不同的纯度，有时要求纯度很高，甚至是无水乙醇，这是很有困难的，因为乙醇极具挥发性，也极具溶解性，所以，想要得到高纯度的乙醇很困难。要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩

浮阀塔课程设计报告书

化工原理课程设计浮阀塔的设计专业：化学工程与工艺班级：化工1003 ：皓升学号：1001010310 成绩：指导教师：王晓宁

目录设计任务书 (1) 一、塔板工艺尺寸计算 (2) （1）塔径 (2) （2）溢流装置 (3) （3）塔板布置及浮阀数目与排列 (4) 二、塔板部结构图 (6) 三、塔板流体力学验算 (7) （1）气相通过浮阀塔板的压强降 (7) （2）夜泛 (7) （3）雾沫夹带 (8) 四、塔板负荷性能图 (9) (1)雾沫夹带线 (9) ⑵液泛线 (10) ⑶液相负荷上限线 (10) ⑷漏液线 (11) ⑸液相负荷下限线 (11) 五、汇总表 (13)

设计任务书拟建一浮阀塔用以分离甲醇——水混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。已知条件：其中：n为学号要求： 1.进行塔的工艺计算和验算 2.绘制负荷性能图 3.绘制塔板的结构图 4.将结果列成汇总表 5.分析并讨论

一、塔板工艺尺寸计算（1）塔径欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 max u )(?=安全系数u v v l C u ρρρ-=m ax 式中C 可由史密斯关联图查出，横标的数值为 0963.0)01 .1819(89.10064.0)(5 .05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 5.0=，板上液层高度m h l 07.0= ，则图中参数值为 m h H L T 38.007.045.0=-=- 由图53-查得085.020=c ，表面力./38m mN =σ 0.2 0.2 2038() 0.085=0.096 20 20c c σ ?? =?=? ??? max 0.096 2.73/u m s =?= 取安全系数为0.6，则空塔气速为 max u=0.6u =0.6 2.73=1.63m/s ? 则塔径D 为： 1.22D m = == 按标准塔径圆整D=1.4m ，则塔截面积： 2 22 54.1)4.1(4 14.34m D A T =?==π

化工原理课程设计乙醇和水

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 1) 塔顶压力4kPa（表压） 2) 进料热状态自选 3) 回流比自选 4) 塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压） 5) 单板压降≤0.7kPa。 (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 1、设计说明书的内容 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物性数据的计算； 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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求： 1) 绘制生产工艺流程图（A2号图纸）； 2) 绘制精馏塔设计条件图（A2号图纸）。

目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1) 1.2操作条件和基础数据 (1) 2.精馏塔的物料衡算 (1) 2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1) 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1) 2.3物料衡算 (2) 3.塔板数的确定 (2) 3.1理论板层数N T的求取 (2) 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 (5) 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5) 4.1操作压力计算 (5) 4.2 操作温度计算 (5) 4.3 平均摩尔质量的计算 (5) 4.4 平均密度的计算 (6) 4.4.1 气相平均密度计算 (6) 4.4.2 液相平均密度计算 (6) 4.5液体平均表面张力计算 (7) 4.6液体平均黏度计算 (7) 5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8) 5.1塔径的计算 (8)

【精品】浮阀塔课程设计

化工原理课程设计—浮阀塔塔板设计专业:化学工程与工艺班级:化工0701 姓名:曾超学号：0701010101 成绩: 指导教师：张克铮

题目: 拟建一浮阀塔用以分离苯—氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。已知条件见下表：（1）进行塔板工艺设计计算及验算（2）绘制负荷性能图（3）绘制塔板结构图（4）给出设计结果列表进行分析和讨论设计计算及验算 1.塔板工艺尺寸计算塔径欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 max u )(?=安全系数u v v l c u ρρρ-=max 式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为 0625.0)996 .29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距m H T 45.0=，板上液层高度m h L 05.0=,则图中参数值为 m h H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c ，表面张力./9.20m mN =σ

0832.0)20(2.020=?=σ c c s m u /399.1996 .2996.29.8410832.0max =-?= 取安全系数为0。6，则空塔气速为

m /s 84.0399.16.0u max =?=?=安全系数u 塔径m u V D s 562.184 .014.361.144=??==π 按标准塔径圆整m D 6.1=，则塔截面积22201.2)6.1(4 14.34m D A T =?==π （1）实际空塔气速s m A V u T s /801.001.261.1=== 溢流装置选用单溢流弓形降液管,不设进口堰。各项计算如下： ①堰长W l :取堰长D l W 66.0=,即 m l W 056.16.166.0=?=②出口堰高W h ：OW L W h h h -= 采用平直堰，堰上液层高度OW h 可依下式计算： 32 )(100084.2W h OW l L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OW h 值。 m 021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===?=，查得m l h m L W h m h h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则 ③弓形降液管宽度d W 和面积f A : 66.0=D l W 由图103-查得：124.0,0721.0==D W A A d T f ,则 2145.001.20721.0m A f =?=m W d 199.06.1124.0=?= 停留时间s L H A L H A s T f h T f 88.10006 .045.0145.03600=?===θ

乙醇—水 课程设计