筛板塔设计
1.进料F=6kmol/h q=0 X f=0.45
2.压力：p顶=4KPa 单板压降≤0.7KPa
3.采用电加热，塔顶冷凝水采用12℃深井水
4.要求：X d=0.88 X w=0.01
5.选定R/R m i n=1.6
目录
一、总体设计计算------------------------------------------
1.1气液平衡数据----------------------------------------
1.2物料衡算--------------------------------------------
1.3操作线及塔板计算-----------------------------------
1.4全塔E t%和N p的计算-------------------------------
二、混合参数计算------------------------------------------
2.1混合参数计算----------------------------------------
2.2塔径计算--------------------------------------------
2.3塔板详细计算----------------------------------------
2.4校核-------------------------------------------------
2.5负荷性能图------------------------------------------
三、筛板塔数据汇总----------------------------------------
3.1全塔数据--------------------------------------------
3.2精馏段和提馏段的数据-------------------------------
四、讨论与优化--------------------------------------------
4.1讨论-------------------------------------------------
4.2优化-------------------------------------------------
五、辅助设备选型------------------------------------------
5.1全凝器----------------------------------------------
5.2泵---------------------------------------------------
一、总体设计计算
1.1汽液平衡数据（760mm Hg）
乙醇%（mol) 温度
液相X 气相Y ℃
0.00 0.00 100
1.90 17.00 95.5
7.21 38.91 89.0
9.66 43.75 86.7
12.38 47.04 85.3
16.61 50.89 84.1
23.37 54.45 82.7
26.08 55.80 82.3
32.73 58.26 81.5
39.65 61.22 80.7
50.79 65.64 79.8
51.98 65.99 79.7
57.32 68.41 79.3
67.63 73.85 78.74
74.72 78.15 78.41
89.43 89.43 78.15
1.2 物料衡算
1.1-1已知：
1.进料：F=6 kmol/h q=0 X f=0.45
2.压力：p顶=4KPa 单板压降≤0.7KPa
3.采用电加热，塔顶冷凝水采用12℃深井水
4.要求：X d=0.88 X w=0.01
5.选定：R/R m i n=1.6
D=(X f-X w)/(X d-X w)×F
=(0.45-0.01)/(0.88-0.01)×6=3.03 kmol/h
W=F-D=6-3.03=2.97 kmol/h
查y-x图得X d/(R m i n+1)=0.218
∴R m i n=3.037 ∴R=1.6R m i n=4.859
∵饱和蒸汽进料∴q=0
L=RD=4.859×3.03=14.723 kmol/h
V=(R+1)D=(4.859+1)×3.03=17.753 kmol/h
L'=L+qF=14.723+0×6=14.723 kmol/h
V'=V-(1-q)F=17.753-(1-0)×6=11.753 kmol/h 1.3操作线及塔板计算
1.精馏段操作线：
Y=R×X/(R+1)+X d/(R+1)
∴Y=0.829X+0.150
2.提馏段操作线：
Y=(L'/V')×X-(W/V')×X w
∴Y=1.253X-0.00025
3.理论塔板的计算
利用计算机制图取得理论板数
N t=29.33块, 其中精馏段塔板N t1=26.85块,第27块为加料板,提馏段N t2=2.48块。
1.4全塔Et%和N p的计算
1.精馏段：
t=(t顶+t进)=(79.25+87.32)/2=83.285℃
X a=0.34 X b=1-X a=0.66
Y a=0.59 Y b=1-Y a=0.41
查得液体粘度共线图μa=0.382 cp, μb=0.592 cp
αμL=Y a X bμL/X a Y b=1.454
查得：Et1%=0.49(αμL) -0.245=0.5471
N p1=N t1/E t1=49.08
2. 提馏段：t=(t底+t进)/2=(99.9+87.32)/2=9
3.61
X a=0.045 X b=1-X a=0.955
Y a=0.27 Y b=1-Y a=0.730
查得液体粘度共线图μa=0.468cp, μb=0.532 cp μL=ΣX iμi=0.045×0.468+0.955×0.532=0.5291
αμL=Y a X bμL/X a Y b=4.15
查得：Et2%=0.49(αμL)-0.245=0.346
N p2=N t2/Et2=7.17
∴N p=N p1+N p2=49.08+7.17=56.25
圆整为57块
其中精馏段49块，提馏段8块。
二混合参数计算
2.1混合参数计算
溶质C2H5OH 分子量：M a=46.07 kg/kmol
溶剂H2O 分子量：M b=18.016 kg/kmol
ρa=0.789 g/ml ρb=1.000 g/ml
(1)精馏段：
进料板液体温度：t进=87.32 ℃
塔顶温度：t顶=79.25 ℃
t m=(87.32+79.25)/2=83.285℃
X m=0.34 Y m=0.59
μa=0.382cp μb=0.592cp
M l=X m×M a+(1-X m)M b=0.34×46.07+(1-0.34)×18.016 =27.55 kg/kmol
M g=Y m×M a+(1-Y m)M b=0.59×46.07+(1-0.59)×18.016 =34.56 kg/kmol
质量分率: W a=X m M a/M l=0.34×46.07/27.55=0.6855
W b=1-W a=1-0.6855=0.3145
1/ρl= W a/ρa+W b/ρb=0.6855/0.789+0.3145/1.00
ρl=845.1 kg/m3
P=105325Pa
ρv=PM g/RT=105325×34.56/(8314× (273.15+79.25))
∴ρv=1.2424 kg/m3
(2)提馏段：
t进=87.32℃t底=99.9℃tm=93.61℃
X m=0.045 Y m=0.27
M l=X m×M a+(1-X m)M b=0.045×46.07+(1-0.045)×18.016 =19.278 kg/kmol
M g=Y m×M a+(1-Y m)M b=0.27×46.07+(1-0.27)×18.016 =25.59 kg/kmol
质量分率: W a=X m M a/M l=0.045×46.07/19.278=0.1275
W b=1-W a=1-0.1275=0.8725
1/ρl= W a/ρa+W b/ρb=0.1275/0.789+0.8725/1
ρl=1.0341 kg/m3
P=105325Pa
ρv=PM g/RT=105325×25.59/(8314× (273.15+93.16))∴ρv=0.8839 kg/m3
σa=58.46 dyn/cm , σb=18.4 dyn/cm
σ=ΣXσ=0.688×58.46+(1-0.688)×18.4=45.96 dyn/cm 2.2塔径计算
(1)精馏段：
L s=L×M l/(3600ρl)=442.03×27.55/(3600×845.1) =0.004 m/s
V s=V×M v(3600ρv)=543.39×34.56/(3600×1.1952) =4.365m/s
t m=83.285℃
此温度下液体的表面张力
σa=18.2 dyn/cm σb=67.3 dyn/cm
σ=X mσa+(1-X m)σb=0.34×18.2+0.66×67.3=50.606
两相流动参数：
F l v=L s/V s×(ρl/ρv) 0.5
=0.00013/0.137×(845.1/1.2424) 0.5=0.0247
初设板间距H T=0.5 m 清液层高度H L=0.06m
∴H T-H L=0.44 m
查得：C f,20 = 0.093
液气气相负荷因子：C f= [(σ/20)0.20] × C f,20 =0.112
气体气速：
u n,f = C f[(ρl-ρv)/ρv]0.5
=0.112×[(845.1-1.2424) / 1.2424]0.5 = 2.919 m/s 空速：u n=0.7u n,f=0.7×2.919=2.0433 m/s
初估塔径：
D=(V s/(0.785u n)) 0.5
=(0.137/(0.785×2.0433)) 0.5=0.292 m
圆整为D=0.3 m
u f=v s/(0.785×D2)=0.137/（0.785×0.32）=1.939 m/s 实际泛点百分率：u f/u n,f=1.939/2.919=0. 6643
(2)提馏段：
L s=L’×M l/(3600ρl)
=14.723×19.278/(3600×1034.1)=0.000076 m/s
V s=V’×M v(3600ρv)
=11.753×25.59/(3600×0.8839)=0.0945 m/s
t m=93.61℃
此温度下液体的表面张力
σa=18.2 dyn/cm σb=67.3 dyn/cm
σ=X mσa+(1-X m)σb=0.045×18.2+0.955×67.3=65.091
两相流动参数：
F l v=L s/V s×(ρl/ρv) 0.5
=0.000076/0.0945×(1034.1/0.8839) 0.5=0.0275
初设板间距H T=0.5 m 清液层高度H L=0.06m
∴H T-H L=0.44 m
查得：C f,20=0.0947
液气气相负荷因子：C f=[(σ/20) 0.20]×C f,20=0.1199
气体气速：
u n,f=C f[(ρl-ρv)/ρv] 0.5
=0.1199×[(1034.1-0.8839)/0.8839]0.5=4.099 m/s
空速：u n=0.7u n,f=0.7×4.099=2.869 m/s
初估塔径：
D=(V s/(0.785u n)) 0.5
=(0.0945/(0.785×2.869))0.5=0.205 m
圆整为D=0.25 m
u f=v s/(0.785×D2)=0.0945/（0.785×0.252）=1.926 m/s 实际泛点百分率：u f/u n,f=1.926/4.099=0.470
2.3塔板的详细设计
1.流动型式: 选取单溢流型
2.堰的计算:
（1）精馏段：
堰长取l w=0.6D=0.6×0.3=0.18 m
堰高h w=0.04 m
l h/l w2.5=0.00013×3600/0.18 2.5=34.046
又l w/D= 0.6 查得：E=1.03
堰上清液高h o w=0.00284E(L h/l w)2/3=0.00553 m
清液层高度h l=h w+h o w=0.04+0.00553=0.04553 m
降液管底隙高h o=h w-0.008=0.032 m
（2）提馏段：
堰长取l w=0.6D=0.6×0.25=0.15 m
堰高h w=0.04 m
l h/l w2.5=0.00013×3600/0.15 2.5=53.705
又l w/D= 0.6 查得：E=1.03
堰上清液高h o w=0.00284E(L h/l w) 2/3=0.00137 m
清液层高度h l=h w+h o w=0.04+0.00137=0.04137 m
降液管底隙高h o=h w-0.012=0.028
3.塔板的布置
(1)精馏段：
选取碳钢为筛板的材料，板厚δ=4 mm，孔径d o=6 mm 取孔中心距t=18 mm，t/d o=3
开孔率φ=A o/A a=0.907/(t/d o)2=0.1008
A o—开孔面积，A a—开孔区面积
A f—降液管截面积，A t—空塔截面积
取外堰前的安定区：W s1=0.02 m
取内堰前的安定区：W s2=0.02 m
边缘区：W c=20mm （D≤2.5m）
l w/D=0.6
r = D/2-W c=0.3/2-0.02=0.13 m
W d=0.1×0.3=0.03
x=D/2-(W d+W s)=0.1
A n=2[x×(r2-x2) 0.5+r2arcsin(x/r)]=0.0463
开孔区面积/塔板面积=0.0463/(0.785×0.32)=0.6553 m2筛孔总面积A0=A n×υ=0.0463×0.1008=0.004667 m2
孔数：N=A0/u=0.004667/(0.785×0.0062)=165.15
取整：N=166 孔
(2)提馏段：
选取碳钢为筛板的材料，板厚δ=4 mm，孔径d o=6 mm 取孔中心距t=18 mm，t/d o=3
开孔率υ=A o/A a=0.907/(t/d o)2=0.1008
A o—开孔面积，A a—开孔区面积
A f—降液管截面积，A t—空塔截面积
取外堰前的安定区：W s1=20mm
取内堰前的安定区：W s2=20mm
边缘区：W c=20mm （D≤2.5m）
l w/D=0.6
r = D/2-W c=0.25/2-0.02=0.105 m
W d=0.1×0.25=0.025
x=D/2-(W d+W s)=0.08
A n=2[x×(r2-x2) 0.5+r2arcsin(x/r)]=0.030
开孔区面积/塔板面积=0.030/(0.785×0.252)=0.7856 m2筛孔总面积A0=A n×φ=0.030×0.1008=0.003024 m2
孔数：N=A0/u=0.003024/(0.785×0.0062)=107.006
取整：N=108 孔
2.4校核
(1)精馏段
1.压降校核
δ=4mm，d o/δ=1.5，查图得C o=0.78
H c—干板压降，C o—孔流系数
下板阻力H c=0.051（ρv/ρl）×（U o/C o）2
U o筛孔汽速，U o=V s/A o=0.137/0.004667=29.355
∴H c=01062（m液柱）
H l—液层有效阻力，F o—气相动能因子
U a=V s/(A t-2A f)=0.137/0.063162=2.169
F a=U a(pv)0.5=2.4176
查表得β=0.6
H l=β(h w+h o w)=0.6×0.04553=0.02732m（液柱）
总压降--H p=H l+H c=0.1335（m液柱）≤0.6 kg液/kg气∴ 合格
2.液沫夹带的校核
U g--气体通过有效截面的面积的速率
U g=V s/(A t-A f)=2.0477 m/s
h f板上鼓泡层高度Φ物系的起泡系数
h f=h l/Φ=0.07167 m , Φ=0.6
∴Ev=(5.7E10-3/σ)(U g/(H t-h f)) 3.2
=0.01392 kg(液)/kg（汽）≤ 0.1 kg(液)/kg(汽) ∴不产生过量液沫夹带，合格.
3.液泛校核
H d降液管液面高度，h d液相流经降液管的阻力
h d=0.153(L s/(l w×h o)) 2=0.0000779 ｍ
H d=h w+h o w+h d+H p=0.179 m , Φ=0.6
H d/φ=0.2984 m≤0.44 m
∴合格，不会产生液泛
4.停留时间的校核
A f=0.003744 m2
τ=A f×H t/L s=0.003744×0.5/0.004=27.91 ≥(3∽5s)
∴ 合格
5.漏液校核
hσ-表面张力压头, U o m-漏点气速, C o-孔流系数
hσ=4σ/9810ρl×d o=0.00407 (m液柱)
d o/δ=1.5 查图得C o=0.78
U o m=4.4C o×((0.0056+0.13h l-hσ)×ρl/ρv)0.5＝6.381 m/s
K=U o/U o m=4.6≥1.5
∴ 操作弹性大，不会发生严重漏液，合格。
(2)提馏段：
1.压降校核
δ=4mm，d o/δ=1.5，查图得C o=0.78
H c-干板压降，C o-孔流系数
下板阻力H c=0.051（ρv/ρl）×（U o/C o）2
U o筛孔汽速，U o=V s/A o=0.0945/0.003024=31.25
∴H c=0.0700（m液柱）
H l—液层有效阻力，F o气相动能因子
U a=V s/(A t-2A f)=2.153
F a=U a(pv)0.5=2.0239
查表得β=0.6
H l=β(h w+h o w)=0.02482m（液柱）
总压降--H p=H l+H c=0.09482（m液柱）≤0.6 kg液/kg气∴ 合格
2.液沫夹带的校核
U g--气体通过有效截面的面积的速率
U g=V s/(A t-A f)=2.032 m/s
h f板上鼓泡层高度Φ物系的起泡系数
h f=h l/Φ=0.04137 m , Φ=0.6
∴ E v=(5.7E10-3/σ)(U g/(H t-h f)) 3.2
=0.01453 kg(液)/kg（汽）≤ 0.1 kg(液)/kg(汽) ∴不产生过量液沫夹带，合格.
3.液泛校核
H d降液管液面高度，h d液相流经降液管的阻力
h d=0.153(L s/(l w×h o))2=0.0000501 ｍ
H d=h w+h o w+h d+H p=0.1362 m , Φ=0.6
H d/υ=0.2270 m≤0.44 m
∴ 合格，不会产生液泛
4.停留时间的校核
A f=0.0026 m2
τ=A f×H t/L s=0.0026×0.5/0.000076=17.105 ≥(3∽5s) ∴合格
5.漏液校核
hσ-表面张力压头, U o m-漏点气速, C o-孔流系数
hσ=4σ/(9810ρl×d o)=0.00428 (m液柱)
d o/δ=1.5 查图得C o=0.78
U o m=4.4C o×((0.0056+0.13h l-hσ)×ρl/ρv)0.5＝7.915 m/s
K=U o/U o m=3.948≥1.5
∴ 操作弹性大，不会发生严重漏液，合格。
2.5负荷性能图
(1)精馏段：
1.液相下限线
取h o w=0.006 m E=1.04
h o w=0.00284E(3600l s/l w) 2/3
∴l s=0.000145 m3/s
2.液相上限线
取τ=5 s
τ=A f×H T/L s
L s=A f×H T/τ=(0.5×0.003744)/5=0.0003744
3.漏液线
h l=h w+h o w=0.04+2.155l s2/3m
U o m=V s m i n/A0=V s m i n/0.2028
U o m =4.4C0[(0.0056+0.13h l-hσ)×(ρl/ρv)] 0.5
V s m i n=0.016[4.578+190.56l s2/3] 0.5
4.过量液沫夹带线：
取e v=0.1 , E=1.04
h f=2.5h l=0.1+5.388L s2/3
U g=V s/(A T-A f)=V s/0.0669
e v=(0.0057/σ)[U g/(H T-h f)] 3.2
V s=0.459-6.176L s2/3
5.液泛线：
取φ=0.6
H T+h w≥H dφ ,H d≤(0.4+0.04)/0.6=0.7333 h d=0.153(L s/(l w×h0) 2=4611.55L s2
h c=0.051(V s/A0C0) 2×(ρv/ρl)=5.658V s2
h l'=0.024+1.293L s2/3
h p=h c+h l'=0.024+1.293L s2/3+5.658V s2
H d=0.7333=h l+h d+h p
=0.1+5.388L s2/3+4611.55L s2+5.658V s2∴V s2=0.112-0.952L s2/3-815.05L s2
(2)提馏段：
1.液相下限线
取h o w=0.006 m E=1.04
h o w=0.00284E(3600l s/l w) 2/3
∴l s=0.000121 m3/s
2.液相上限线
取τ=5 s
τ=A f×H T/L s, L s=A f×H T/τ=(0.5×0.000076)/5=0.0000076
3.漏液线
h l=h w+h o w=0.04+2.434l s2/3 m
U o m=V s m i n/A0=V s m i n/0.003024
U o m =4.4C0[(0.0056+0.13h l-hσ)×(ρl/ρv)]0.5
V s m i n=0.0104[7.628+370.19l s2/3] 0.5
4.过量液沫夹带线：
取e v=0.1 , E=1.04
h f=2.5h l=0.1+6.085L s2/3
U g=V s/(A T-A f)=V s/0.0465
e v=(0.0057/σ)[U g/(H T-h f)] 3.2
V s=0.151-2.291L s2/3
5.液泛线：
取υ=0.6
H T+h w≥H dφ ,H d≤(0.4+0.04)/0.6=0.7333
h d=0.153(L s/(l w×h0)2=8673.47L s2
h c=0.051(V s/A0C0)2×(ρv/ρl)=7.835V s2
h l'=0.024+1.4604L s2/3
h p=h c+h l'=0.024+1.4604L s2/3+7.835V s2
H d=0.7333=h l+h d+h p
=0.1+6.085L s2/3+8673.47L s2+73835V s2∴V s2=0.081-0.7766L s2/3-1107.02L s2
三筛板塔数据汇总
1. 全塔数据
2. 精馏段与提馏段的数据
四讨论与优化4.1讨论
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
筛板精馏塔设计示例
3.5筛板精馏塔设计示例 3.5.1 化工原理课程设计任务书 设计题目：分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液。已知原料液的处理量为4000kg/h，组成为0.41(苯的质量分率)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。 设计条件如下：表3-18 操作压力 进料热状态回流比单板压降全塔效率建厂地址 4kPa(塔顶常压)自选自选w0.7kPa ET=52%天津地区 试根据上述工艺条件作岀筛板塔的设计计算。 3.5.2 设计计算1设计方案的确定 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。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人精馏塔内。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。该物系属易分离物系，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。 2精馏塔的物料衡算 (1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量—~'：'■- 甲苯的摩尔质量匚丁 0.41/78. H 0.41/78J1 +0.59/92.13 (2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 二0.450X7E.11 + (l-0 450)x9213 =託尾如畑H ^=0.966x78 1U(1-0.9 13 few? ^ = 0.012x73.11 + (1-0.012)x92.13 = 91.9^/^? (3 )物料衡算 F = = 46.6 A 原料处理量二二一 0.450
总物料衡算46.61 = D+ W 苯物料衡算46.6 1X0.45 = 0.966D + 0.012 W 联立解得D = 21.40 kmol / h W=25.21kmol/h 3塔板数的确定 （1）理论板层数NT的求取 苯一甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据，绘出x~y图，见图3-22。 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3-19中对角线上，自点e（0.45，0.45 ）作垂线ef即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为 y q = 0.667 xq = 0.450 故最小回流比为? 2 1■' 取操作回流比为77■■ ■―■:--' ③求精馏塔的气、液相负荷 L = R^D= 2.76x 21.40 = 7+1）D =（2 76 +l）x 21 40 = 80.46^；^ Z r= L + ^ = 59.06+46,^1 =
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
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)
分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计
分离乙醇—水混合液的筛 板精馏塔设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
课题名称：化工课程设计任务书 系别：化环学院 专业：化工2班 学号： 姓名： 指导教师： 时间：2011年12月01-16日 附 化工原理—化工设备机械基础课程设计任务书-1专业化工班级 0409402 设计人 一. 设计题目 分离乙醇—水混合液的筛板精馏塔设计 二. 原始数据及条件 生产能力：年处理量8万吨（开工率300天/年），每天工作24小时； 原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体；
分离要求：塔顶，乙醇含量不低于90%， 塔底，乙醇含量不高于 8%； 操作条件： 三. 设计要求： （一）编制一份设计说明书，主要内容包括： 1. 前言 2. 设计方案的确定和流程的说明 3. 塔的工艺计算 4. 塔和塔板主要工艺尺寸的设计 a. 塔高、塔径及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 5. 附属设备的选型和计算 6. 设计结果一览表 7. 注明参考和使用的设计资料 8. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。 （二）绘制一个带控制点的工艺流程图（2#图） （三）绘制精馏塔的工艺条件图（1#图纸） 四. 设计日期：2011年 12月01日至 2011 年12 月16日 五. 指导教师：谭志斗、石新雨 推荐教材及主要参考书： 1.王国胜, 裴世红，孙怀宇. 化工原理课程设计. 大连：大连理工大学出版社，2005 2.贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计. 天津：天津科学技术出版社，2002. 3、马江权，冷一欣. 化工原理课程设计. 北京：中国石化出版社，2009. 4、《化工工艺设计手册》，上、下册; 5、《化学工程设计手册》；上、下册; 6、化工设备设计全书编辑委员会.化工设备设计全书-塔设备；化学工业出版社：北京. 2004，01
精馏塔工艺工艺设计计算
第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； –––––塔内所需要的理论板层数； –––––总板效率； –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； –––––气体体积流量，m 3 u –––––空塔气速， u =（0.6~0.8） （3-3） V V L C u ρρρ-=m a x （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，3
V ρ–––––气相密度，3 C –––––负荷因子， 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子， L σ–––––操作物系的液体表面张力， 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ? ?+-=-r x r x r x A a 1 222s i n 1802π （3-11）
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--- 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
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
筛板精馏塔设计
目录 1、符号说明 (2) 2.主要物性数据 (4) 2.1苯、乙苯的物理性质 (4) 2.2苯、乙苯在某些温度下的表面张力 (4) 2.3苯、乙苯在某些温度下的粘度 (4) 2.4苯、乙苯的液相密度 (4) 2.5不同塔径的板间距 (4) 3.工艺计算 (5) 3.1精馏塔的物料衡算 (5) 3.2塔板数的确定 (5) 3.3实际塔板数的求取 (6) 3.4相关物性参数的计算 (7) 3.4.1操作压强 (7) 3.4.2平均温度 (8) 3.4.3平均摩尔质量 (8) 3.4.4平均密度 (9) 3.4.5液体平均表面张力 (11) 3.4.6气液相负荷 (11) 3.5塔和塔板的主要工艺尺寸计算 (13) 3.5.1塔径 (13) 3.5.2溢流装置 (16) 3.5.3弓形降液管宽度 (16) 3.5.4降液管底隙高度 (17) 3.5.5塔板布置 (17) 3.5.6筛孔计算及其排列 (18) 3.6筛板的流体力学计算 (18) 3.6.1液面落差 (20) 3.6.2液沫夹带 (20) 3.6.3漏液 (20) 3.6.4液泛 (21) 3.7塔板负荷性能图 (21) 3.7.1漏液线 (21) 3.7.2雾沫夹带线 (22) 3.7.3液相负荷下限线 (22) 3.7.4液相负荷上限线 (23) 3.7.5液泛线 (23) 6.参考文献 (27)
1、符号说明 1.1英文字母 ?P——气体通过每层筛板的压降，kPa ——塔的截面积，m2 A T C——负荷因子，无因次 t——筛孔的中心距，m ——表面张力为20mN/m的 C 20 u——空塔气速，m/s ——筛孔直径，m d o ——塔板开孔区面积，m2 A a n——筛孔数目 ——降液管截面积，m2 A f P——操作压力，kPa ——筛孔区面积，m2 A o u ——漏液点气速，m/s omin D——塔径，m '——液体通过降液体系的速度，m/s u o e ——液沫夹带量，kg液/kg气 v V ——气体体积流量，m/s n R——回流比 ——气体体积流量，m/s V s ——最小回流比 R min ——边缘无效区宽度，m W c M——平均摩尔质量，kg/kmol W ——弓形降液管高度，m d ——平均温度，℃ T m ——破沫区宽度，m W s g——重力加速度，m/s2 Z——板式塔有效高度，m F ——筛孔气相动触因子 o ——出口堰与沉降管距离，m h l ——与平板压强相当的液柱高度，m h c τ——液体在降液管内停留时 ——与液体流过降液管压强降 h d 相当的液柱高度，m h ——板上清液高度，m f ——堰上液层高度，m h ow H ——出口堰高度，m w H '——进口堰高度，m w hσ——与克服表面张力压强降相当的液柱高度，m L——液相 H——板式塔高度，m V——气相
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。
苯-甲苯筛板精馏塔的设计
淮阴工学院 课程设计说明书 作者:学号： 系 (院): 专业: 题目:苯-甲苯筛板精馏塔的设计 指导者： 2010年6月
化工原理课程设计说明书中文摘要 精馏是利用混合液中组分挥发度的差异，实现组分高纯度分离的多级蒸馏操作，即同时实现多次部分汽化和部分冷凝的过程。实现精馏操作的主体设备是精馏塔。 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。 我国石油工业具有一定的水平，但还是一个发展中的国家,摆在我们石油工作者面前的任务是繁重的。因此必须坚持独立自主、自力更生，革新挖潜，全面提高，综合利用，大搞化工原料，赶超世界先进水平。 关键词：精馏塔塔板苯—甲苯塔板负荷
淮阴工学院 化工原理课程设计任务书 设计条件： 设计内容: 1、精馏塔的物料衡算； 2、塔板数、压降的计算； 3、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4、精馏塔的相关工艺尺寸计算； 5、绘制精馏塔设计条件图。 指导教师：胡涛 2010年 6 月
目录 1. 引言 (6) 1.1 塔设备的分类 (6) 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位 (6) 1.3 设计条件 (6) 1.4 问题研究 (6) 2. 板式塔的设计 (6) 2．1 工业生产对塔板的要求 (6) 2.2 设计方案的确定 (7) 2.2.2 操作压力的选择 (7) 2.2.3 进料热状况的选择 (7) 2.2.4 加热方式的选择 (7) 2.2.5 回流比的选择 (7) 3 工艺流程图 (7) 4. 工艺计算及主体设备的计算 (8) 4.1 精馏塔的物料衡算 (8) 4.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (8) 4.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (8) 4.1. 3 物料衡算 (8) 4.2 塔板数的确定 (9) 4.2.1 理论板层数NT的求取 (9) 4.2.2 实际板层数的求解 (9) 4.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据计算 (9) 4.3.1 操作压力的计算 (10) 4.3.2 操作温度计算 (11) 4.3.3 平衡摩尔质量的计算 (11) 4.3.4 平均密度的计算 (12) 4.3.5 液体平均表面张力计算 (13) 4.3.6 液体平均粘度计算 (13) 4.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14) 4.4.1 塔径计算 (14) 4.4.2 精馏塔有效高度的计算 (15) 4.5. 塔板主要工艺尺寸的计算 (15) 4.5.1 溢流装置计算 (15) 4.5.2 塔板布置 (16)
化工原理筛板精馏塔课程设计案例
吉林化工学院 化工原理课程设计 题目 ____________ 筛板精馏塔分离苯一甲苯工艺设计
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
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) 目录 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 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 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 (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 ........................ 4.1塔顶气体上升的焓。 (21) 4.2回流液的焓 ° . 21 4.3塔顶馏出液的焓^厲 (21) 4.4冷凝器消耗焓Q (21) 4.5进料的焓 Q (21) 4.6塔底残液的焓 (21) 4.7再沸器的焓Q (22) 21 第五章塔的附属设备的计算 .................... 23
筛板精馏塔课程设计心得体会
竭诚为您提供优质文档/双击可除筛板精馏塔课程设计心得体会 篇一：化工原理课程设计筛板精馏塔的设计 化工原理课程设计任务书 班级：生工081 姓名：丁尚080811110183 陈国钰080811110184 设计题目：乙醇水溶液筛板精馏塔的工艺设计一.基础数据 1.原料液量：8000kg·h-1 2.原料液组成：乙醇：22.6%，水：77.4% 3.原料液温度：25℃ 4.馏出液组成：乙醇含量大于：93.2%釜液组成：乙醇含量小于：1.1% (以上浓度均指质量分率) 5.操作压力：常压二.设计范围 1.精馏系统工艺流程设计，绘流程图一张 2.筛板精馏塔的工艺计算
3.筛板精馏塔塔板结构的工艺设计，绘制塔板负荷性能图，塔板结构图和整体设备结构图 4.附属设备选型计算20XX.7.8 目录 第一章：概述 (2) 第二章：精馏工艺流程确定 (4) 第三章：精馏塔的物料衡算 (5) 10） 第五章：塔板结构的工艺设计 (19) 第六章：塔板流体力学校核 (29) 第七章：塔板负荷性能图 (33) 第八章：塔的总体结构的确定 (39) 第九章：馏塔附属设备选型计算 (46) 参考文
献 (51) 附录 (52) 第一章概述 塔设备是化工，石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气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。它是实现精馏，吸收，解吸和萃取等化工单元操作的主要设备。塔设备在化工过程中有时也用来实现工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿，减湿等。 在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层使两相密切接触，进行传质，两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面成膜状向下流动，作为连续相的液体自下向上流动，与液体逆流传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 不管是何种塔型，除了首先要能使气（汽）液两相充分接触，获得较高的传热效率外，还希望能综合满足下列要求： (1)生产能力大。在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的物沫夹带及液泛等破坏正常操作的现象。 (2)操作稳定，操作弹性大。当塔设备的气（汽）液负
筛板精馏塔课程设计
化工原理课程设计说明书 筛板式精馏塔设计 系别：化学工程系 班级：水净化1001
学号：0903100108 姓名：泽于 指导老师；黄秋颖
目录 第一部分概述 (4) 一、设计目标 (4) 二、设计任务 (4) 三、设计条件 (4) 四、设计容 (4) 五、工艺流程图 (5) 第二部分工艺设计计算 (6) 一、设计方案的确定 (6) 二、精馏塔的物料衡算 (6) 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6) 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6) 3.物料衡算原料处理量 (6) 三、塔板数的确定 (7) 1.理论板层数T N的求取 (7) 2.全塔效率T E (8) 3.实际板层数的求取 (8) 四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 1.操作压强计算 (9) 2.操作温度计算 (9) 3.平均摩尔质量计算 (9)
5.液相平均表面力计算 (10) 6.液相平均粘度计算 (11) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11) 1.塔径的计算 (11) 2.精馏塔的有效高度的计算 (12) 六、塔板主要工艺尺寸的计算 (13) 1.溢流装置计算 (13) 2.塔板布置 (14) 3.筛孔数n与开孔率 (15) 七、筛板的流体力学验算 (15) 1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h (15) 2.雾沫夹带量V e的验算 (16) 3.漏液的验算 (17) 4.液泛验算 (17) 八、塔板负荷性能图 (17) 1.漏液线 (17) 2.雾沫夹带线 (18) 3.液相负荷下限线 (19) 4.液相负荷上限线 (19) 5.液泛线 (20) 6. 操作线 (21)
筛板精馏塔设计示例
3.5 筛板精馏塔设计示例 3.5.1 化工原理课程设计任务书设计题目:分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液。已知原料液的处理量为4000kg/h，组成为0.41(苯的质量分率)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。 设计条件如下：表3-18 进料热状态回流比单板压降全塔效率建厂地址 操作压力 4kPa(塔顶常压) 自选自选≤0.7kPa ET=52% 天津地区 试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。 3.5.2 设计计算 1 设计方案的确定 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。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人精馏塔内。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。该物系属易分离物系，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。 2 精馏塔的物料衡算 (1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量 （2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 （3）物料衡算
原料处理量 总物料衡算 46.61＝D＋W 苯物料衡算 46.61×0.45＝0.966D＋0.012 W 联立解得 D＝21.40 kmol／h W=25.21kmol／h 3 塔板数的确定 （1）理论板层数N T的求取 苯一甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。 ①由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据，绘出x~y图，见图3-22。 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3-19中对角线上，自点e（0.45，0.45）作垂线ef即为进料线(q线)，该线与平衡线的交点坐标为 y q＝0.667 xq＝0.450 故最小回流比为 取操作回流比为 ③求精馏塔的气、液相负荷
筛板塔设计
1.进料F=6kmol/h q=0 X f=0.45 2.压力：p顶=4KPa 单板压降≤0.7KPa 3.采用电加热，塔顶冷凝水采用12℃深井水 4.要求：X d=0.88 X w=0.01 5.选定R/R m i n=1.6 目录 一、总体设计计算------------------------------------------ 1.1气液平衡数据---------------------------------------- 1.2物料衡算-------------------------------------------- 1.3操作线及塔板计算----------------------------------- 1.4全塔E t%和N p的计算------------------------------- 二、混合参数计算------------------------------------------ 2.1混合参数计算---------------------------------------- 2.2塔径计算-------------------------------------------- 2.3塔板详细计算---------------------------------------- 2.4校核------------------------------------------------- 2.5负荷性能图------------------------------------------ 三、筛板塔数据汇总---------------------------------------- 3.1全塔数据-------------------------------------------- 3.2精馏段和提馏段的数据------------------------------- 四、讨论与优化--------------------------------------------
乙醇水溶液筛板精馏塔的工艺设计
筛板式精馏塔的设计 目录 目录 (1) 摘要 (4) 1概述 (5) 2 精馏工艺流程确定 (7) 2.1进料热状况 (7) 2.2进料方式 (7) 2.3冷凝方式 (7) 2.4加热形式 (7) 3、精馏塔的物料衡算 (8) 3.1、原料液、馏出液、釜液组成 (8) 3.1.1、原料液组成 (8) 3.1.2、馏出液组成 (8) 3.1.3、釜液组成 (8) 3.2、物料衡算 (9) 3.2.1、质量流量 (9) 3.2.2、摩尔流量 (9) 3.2.3、体积流量及体积分率 (10) 3.3、结果汇总表 (11) 4、塔板数的确定 (13) 4.1、理论塔板数的确定 (13) 4.1.1、最小回流比Rmin (13) 4.1.2、最小理论塔板数Nmin的确定 (13) 4.1.3、最佳回流比的确定 (14) 4.2 操作线方程 (15) 4.2.1 精馏段操作线方程 (16) 4.2.2 提溜段操作线方程 (16) 4.2.3 q线方程 (16) 4.2.4 用逐板计算出理论塔板数 (16) 4.3、总板效率η的估计 (18) 4.3.1、平均挥发度 (18) 4.3.2、加料摩尔组成的液体平均摩尔粘度μav (19) 4.3.3、估计总板效率η (19) 4.3.4 实际板数的确定 (20) 5、塔板结构的工艺设计 (21) 5.1、初选塔板间距H T (21) 5.2、塔径初算 (21) 5.2.1液泛气速u F (21)
5.3、塔板上溢流型式的确定 (23) 5.4、塔板布置 (23) 5.4.1、筛孔孔径 (24) 5.4.2、筛孔中心距t0和开孔率φ0 (24) 5.4.3、筛板厚度tp (24) 5.4.4、溢流堰长l w (25) 5.4.5、堰板高度h w (25) 5.4.6、降液管下沿与塔板板间距t a (26) 5.4.7、安定区宽度Ws和边缘区宽度Wc (26) 5. 5、塔板各部分面积和对应气速计算 (27) 5.5.1降液管面积Ad (27) 5.5.2塔板工作面积Aa (27) 5.5.3塔有效截面积An (28) 5.5.4筛孔总面积 (28) 6. 塔板流体力学校核 (29) 6.1、板上溢流强度检查 (29) 6.2、气体通过塔板的压力降ΔHt (29) 6.3、液面落差校核 (30) 6.4、漏液点气速校核 (30) 6.5、降液管内液面高度Hd和液体停留时间t校核 (30) 6.5.1、降液管内液面高度Hd (30) 6.5.2、停留时间t (31) 7. 塔板负荷性能图 (32) 7.1负荷性能图的绘制 (32) 7.1.1液体流量下限线 (32) 7.1.2液体流量上限线 (32) 7.1.3漏液线 (32) 7.1.4液泛线 (33) 7.1.5雾沫夹带上限线 (34) 7.2、塔板结构设计评述 (35) 8.、塔总体结构 (36) 8.1、塔体与裙座结构及封头的选用 (36) 8.2、塔盘结构 (36) 8.3、除沫装置 (37) 8.4、塔附件 (37) 8.5、塔高的计算 (37) 8.5.1、塔的顶部空间高度 (37) 8.5.2、塔的底部空间高度 (37) 8.5.3、加料板的空间高度 (37) 8.5.4、支座高度 (38) 8.5.5、人孔 (38) 8.5.6塔高 (38) 8.6、接管 (38)