浮阀塔设计
设计条件:
常压：p=1atm
处理量：50000t/y
进料组成：
馏出液组成：
釜液组成：(以上均为质量分数)
塔顶全凝器：泡点回流
每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）
精馏塔塔顶压强：4kPa
加热方式：间接加热
第一章塔板工艺计算
1.基础物性数据
表1-1 苯、甲苯的粘度
表1-2 苯、甲苯的密度
表1-3 苯、甲苯的表面张力
表1-4 苯、甲苯的摩尔定比热容
表1-5 苯、甲苯的汽化潜热
2物料衡算
2.1 塔的物料衡算 （1）苯的摩尔质量：78.11A
M
/kg km ol
甲苯的摩尔质量：B M =92.13/kg km ol
（2）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 塔顶易挥发组分质量分数，摩尔分数 釜底易挥发组分质量分数，，摩尔分数
原料液易挥发组分质量分数
，摩尔分数
料液流量F=50000*1000/(330*24)=6313.13kg/h=80.82kmol/h 由公式：F=D+W ，F =D ＋W
代入数值有：
塔顶产品(馏出液)流量D=45.12 kmol/h ； 釜底产品(釜液)流量W=35.70 kmol/h 。
2.2 分段物料衡算
根据相平衡曲线，泡点进料时q=1有
，
1.38
由梯形图可知,全回流下最少理论板8。
有理论板得捷算法有
根据兰吉利图,选取不同的R值,计算值，吉利兰图找到对应点，自此引铅垂线与曲线相交，由于此交点相应的纵标值，可以做出以下图像：
曲率变化最大的点是在R=2.15，N=14.4915处，即理论板是15块
所以精馏段液相质量流量*45.12=97kmol/h，
精馏段气相质量流量 3.15*45.12=142.13kmol/h，
精馏段操作线方程,即=+0.307，
因为泡点进料，所以进料热状态q=1，
所以，提馏段液相质量流量L'=L+qF=177.8kmol/h，
提馏段气相质量流量V'= V-(1-q)F＝142.13kmol/h，
所以，提馏段操作线方程，即=-0.006, 画出的梯形图如下：
总板数=13-1=12,，进料板为第7块。
理论板计算
用逐板法计算理论板塔板数
由于泡点进料q=1，0.44，
第一块板上升蒸汽组成，，
从第一块板下降的液体组成=/(2.43-1.43)= 0.921211,
依次反复计算有
0.9454 0.8769
0.9147 0.8153
0.8720 0.7371
0.8178 0.6487
0.7566 0.5612
0.6959 0.4850
0.6431 0.42580.44，
则从第九块板起，用提馏段操作方程计算
0.2892 0.1434
0.0935 0.0407
0.0224 0.009348，
因为釜底间接加热，所以总共需要理论板数是11-1=10块，第8块进料，精馏段是7块，提馏段是3块。
2.3实际塔板数计算
根据内插法，可查得：苯在泡点时的黏度μa(mPa.s)＝0.2854，
甲苯在泡点是的黏度μb(mPa.s)＝0.2629,
平均粘度μa*+μb*(1-)=0.2728 mPa.s，
塔顶及塔底平均温度72.3+98.6)/2=85.45，此温度对应的粘度是苯1=0.3112 mPa.s，2=0.2556mPa.s，平均相对挥发度=1+2）/2=0.2834 mPa.s，
根据《化学化工理课程设计》柴诚敬P8的公式有:
总板效率0.17-0.616㏒=0.5175，
实际板数=12/0.5175=23.224，
精馏板实际板数,
提馏板实际板数
3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算平均摩尔质量的计算
3.1平均摩尔质量
塔顶X D=Y1=0.966，通过上图拟合处理相平衡曲线,得出0.922
=，
，进料板
，
塔釜=0.0064，=0.0267，
，
，精馏段平均摩尔质量=80.98，
，
提馏段平均摩尔质量，
89.26。
3.2操作压强
操作压强=101.3+4=105.3kPa，
取每层塔板压降105.3+12113.7 kPa，
塔底压强105.3+24122.1 kPa，
精馏段平均操作压力：kPa，
提馏段平均操作压力：kPa，
3.3操作温度
lgPa*=6.02232-1206.350/(t+220.237) 安托尼方程
lgPb*=6.07826-1343.943/(t+219.377) 安托尼方程
=(P-)/(-)
由安托尼方程试差得出：
当时，假设t=92.6℃, =58.9431kPa,=164.4639kPa；
当=0.966时，假设t=78.5℃, =36.8572kPa, =108.1595Pa；
当=0.024时，假设t=110.63℃, =101.3426kPa，=266.8118 kPa，
t=92.6℃是进料口的温度，
t=78.5℃是塔顶蒸汽需被冷凝到的温度，
t=110.63℃是釜液需被加热的温度。
精馏段平均温度=(92.6+78.5)?2=85.55℃，
提馏段平均温度=(92.6+110.63)?2=101.62℃，
3.4平均密度计算
计算
a)气相平均密度
Vm
精馏段气相密度：
kg/ m3
kg/m3
b)液相平均密度依据下式计算：
=
塔顶液相平均温度：78.5℃，由内差法得出 3 ，
3，
对于进料板，℃，由图解法求理论板可得=0.4009 用内差法得出3
3 ，=
3，
对于塔底，℃，由内差法得出 3 ，
3
，，
=779.753，
精馏段平均密度=3，提馏段平均密度=3。
3.5液体表面张力计算
液体表面张力
由78.5℃查表得
，，
，由℃查表得
，，
，由℃查表得
，，
，精馏段平均表面张力：，
提馏段平均表面张力：
4.精馏塔工艺尺寸计算
4.1塔径计算
精馏段气液相体积流率为
=V M VM1/3600VM1=，
精馏段V
=V M LM1/3600LM1=，
L
提馏段V
=V M VM2/3600VM2=，
=L M LM2/3600LM2=，
L
1)精馏塔塔径计算
根据《化学化工理课程设计》柴诚敬P83得到以下公式：
，，
负荷系数C值可由smith关联图求取，依据下式校正查出负荷系数，即
0.2，其中由smith关联图求取，
图的横坐标0.5=0.0439，
选板间距，取板上液层高度=0.06m ，
故
查表得=0.083，
0.2=0.083*0.2=0.0836，
=0.0836*=1.376m/s，
取安全系数0.7，空塔气速=0.6*=0.7*1.376=0.963m/s，
塔径D==
按标准圆整为D＝1.2m
2)提馏段塔径计算
0.5=*0.5=0.045m/s，
选板间距，取板上液层高度=0.06m ，
故
查表得=0.083，
0.2=0.083*0.2=0.0836，
=0.0836*=1.077m/s，取安全系数0.7，空塔气速=0.7*=0.7*1.077=0.754m/s，塔径D==
按标准圆整为D=1.4m。
按上述精馏段和提馏段塔径计算，可知全塔塔径为D=1.4m，塔截面积为=2/4=1.539m2。
4.2精馏塔有效高度计算
精馏段有效高度为
=(12-1)*0.45=4.95m，
有效高度为
=(12-1)*0.45=4.95m，
在进料板上方开一人孔，其高度取0.8m，
故精馏塔有效高度为：
Z= 4.95+4.95+0.8=10.7m 。
5. 塔板主要工艺尺寸计算
5.1 溢流装置计算
因塔径D=1.4， 可采用单溢流、弓形降液管、凹形受液盘及平直堰，不设进口堰。 各项计算如下：
5.1.1 溢流堰长w l
取堰长w l 为0.66D,即w l =0.66*1.4=0.924m ， 5.1.2 溢流堰堰高h w
ow L w h h h -=
根据《化学化工理课程设计》 柴诚敬P87，平直堰ow h 按下式计算 ow h =
由上图，取E=1.0时，则ow h =2.84*10-3*1*=0.0143m,
取板上清液层高度L h =0.06m,
则ow L w h h h -==0.06-0.0143=0.0457m 5.1.3 降液管宽度
和降液管面积
由=0.66,查下图
=0.124,/=0.0722,
=0.124D=0.1736m
=0.0722=0.0722*1.539=0.1111m
计算液体在降液管中停留时间
=3600/ L h1=/ L s1=3600*0.1111*0.45/3600*0.0028=17.855s，
1
故降液管底隙高度设计合理。
5.1.4降液管底隙高度
取液体通过降液管底隙流速
u'为0.11m/s，依据《化工原理课程设计》柴
诚敬P88 有公式计算降液管底隙高度h0，
=0.0028*3600/(0.924*0.11*3600)=0.0275m,
=0.0457-0.0275=0.01820.006m,
故降液管底隙高度设计合理>
选用凹形受液盘，深度=0.005m。
6.浮阀数目、浮阀排列及塔板布置
6.1塔板分块
本设计塔径为D=1.4m，因D800mm，故塔板采用分块式，由依据《化工原理课
程设计》柴诚敬P88可知，塔板板面分为4部分。
6.2边缘区宽度确定
取=0.035m。
6.3开孔区面积计算
+)
：
X=D/2-0.4614m,
r=D/2-=1.4/2-0.035=0.665m
则+)=1.12m2
5.4浮阀数计算及其排列
预先选取阀孔动能因子,由=可求阀孔气速。
==10/=5.80m/s
孔径取=0.04m
每层塔板上浮阀个数为：
N===147.7，取整为148
浮阀的排列，考虑到各分块的支承与衔接要占去一部分鼓泡面积，阀孔排列采用等腰三角形叉排方式排列，中心距取为75mm,固定底边尺寸为65mm。
则设计条件下的阀孔气速为
===5.80 m/s，
阀孔动能因数为
==5.80*10.55
所以阀孔动能因子变化不大，仍在9~12的合理范围内，故此阀孔实排数适用。
开孔率=N()2=147.7*)2=0.121
此开孔率在5%~15%范围内，符合要求。所以这样开孔是合理的。
7.塔板流体力学验算
6.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降
每层塔板静压头降可按式=计算，
6.1.1计算干板静压头降
由可以计算临界阀孔气速，即
=m/s
，可用=算干板静压头降，即
=5.34**0.035m
6.1.2计算塔板上含气液层静压头降
由于所分离的苯和甲苯混合液为碳氢化合物，可取充气系数，已知板上
液层高度0.06m，所以依式，则有=0.5*0.06=0.03m
6.1.3计算液体表面张力所造成的静压力降
由于采用浮阀塔板，克服鼓泡时液体表面张力的阻力很小，所以可忽略不计。这
样，气流经一层，浮阀塔板的静压头降
=0.035+0.03=0.065m
换算成单板压降=0.065*807.42*9.8=514.33Pa0.7kPa(设计允许值)
6.2降液管中清液层高度
式=
6.2.1计算气相通过一层塔板的静压头降
前已计算0.065m
6.2.2计算溢流堰（外堰）高度
=0.0457m
6.2.3液体通过降液管的静压头降
因不设进口堰，所以可用式=
式中=0.0028m2/s，=0.924m，=0.0275m
==0.00186m，
6.2.4塔板上液面落差
由于浮阀塔板上液面落差h
很小，所以可忽略
6.2.5堰上液流高度
前以求出=0.0143m,
因此==0.065+0.0457+0.00186+0.0143=0.127m
为了防止液泛，根据《化工原理课程设计》柴诚敬P92有式，取校正系数=0.5，选定板间距
=0.5*(0.45+0.0457)=0.248m
从而知=0.127m=0.248m，符合防止液泛的要求。
6.2.6液体在降液管内停留时间校核
应保证液体早降液管内的停留时间大于3~5 s,才能使得液体所夹带气体释出。本设计0.1111*0.45/0.0028=17.86s>5s
可见，所夹带气体可以释出。
6.3计算雾沫夹带量
6.3.1 雾沫夹带量
判断雾沫夹带量是否在小于10%的合理范围内，是通过计算泛点率来完成的。泛点率计算时间可用下式：
和
塔板上液体流程长度
=D-2W d =1.4-2*0.1736=1.053 塔板上液流面积
1.539-2*0.1111=1.317m 2
苯和甲苯混合液可按正常物系处理，取物性系数K 值，K=1.0,在从泛点负荷因数图中查得负荷因数0.127F C =,将以上数值分别代入上式，得泛点率F 1为
%
.535%100539
.1127.01053
.10028.036.197
.22.480797.2076.11=?????+-?=F
及%8.842%100539
.1127.00.178.097
.22.480797.2076.11=????-?
=
F
为避免雾沫夹带过量，对于大塔，泛点需控制在80%以下。从以上计算的结果可知，其泛点率都低于80%，所以雾沫夹带量能满足 的要求。 7.3.2 严重漏夜校核
当阀孔的动能因数 低于5时将会发生严重漏液，前面已计算=10.55 ，可见不会发生严重漏液。
8
精馏段塔板负荷性能图 8.1 雾沫夹带上限线
对于苯—甲苯物系和已设计出塔板结构，雾沫夹带线可根据雾沫夹带量的上限值 所对应的泛点率 干气）（液）/kg(1.0kg e V
= (亦为上限值)所对应的泛点率
F 1(亦为上限值)，利用式
%10036.11?+-=
p F L
s v
L v s
A Kc Z L V F ρρρ和%10078.01?-=
T
F v
L v s
A Kc V F ρρρ
便可作出此线。由于塔径较大，所以取泛点率F 1=0.8依上式有
8.0317
.1127.00.1053
.136.197
.242.80797.2=???+-s s
L V
整理得=0.134，
即
2.204-2
3.55，即为负荷性能图中的线(1)
此式便为雾沫夹带的上限线方程，对应一条直线。所以在操作范围内任取两个 值便可依式
2.204-2
3.55，算出相应的 。利用两点确定一条直线，便可在负荷
性能图中得到雾沫夹带的上限线。
8.2 液泛线
由式)(w T d h H H +≤?，ow d w f d h h h h h H +?+++=，f c l h h h h σ=++ 联立。即
ow d w l c ow d w f w T h h h h h h h h h h h h h H +?+++++=+?+++=+σ?)(
式中， g
U h L v c ρρ234
.5可用 干板静压板静2
= ，板上液层静压头降L l h h 0ε=
从式 ow w L h h h +=知， 表示板上液层高度3
2
100084.2???
?
??=w
s
ow
l L E h ， 所以板上
???
????????
? ??+=+==3
2
000100084.2)(液层静压头降为
w s w ow
w L l l L E h h h h h εεε 液体表面张力所造成的静压头σh 和液面落差h ?可忽略
液体经过降液管的静压头降可用式2
2.0???
? ??=h
l L h w S
d 则L d c d L L c w T h h h h h h h h H ）（＋＋001)(εε?++=++=+
???
?
???????? ??+++???
? ??+=32
02
20
3600100084.21153.0234
.5w S w w S
L v l L h h l L g U
）（ερρ 式中阀孔气速U 0与体积流量有如下关系 N
d V U S
2
004
π=
式中各参数已知或已计算出，即
;
.4147;/2.4807;/97.2;5.0;0457.0;45.0;5.03
3
0=======N m kg m kg m h m H l v w T ρρε?
=0.04m,
0.0275m
整理后便可得与的关系，即3
22
2
37.367.18171535.16S
S
S L L V --=
用上述坐标点便可在 负荷性能图中绘出液泛线，图中的(2)。 8.3 液相负荷上限线
为了使降液管中液体所夹带的气泡有足够时间分离出，液体在降液管中停留时间不应小于3～5s 。所以对液体的流量须有一个限制，其最大流量必须保证满足上述条件。 由式秒～53≥?=
S
T
f L H A τ可知，液体在降液管内最短停留时间为3～5秒。取
5s τ=为液体在降液管中停留时间的下限，所对应的则为液体的最大流量m ax s L ,
即液相
负荷上限
，于是可得5
/01.05
45
.01111.05
max 3
max T
f s T
f s H A L s m H A L ?=
=?=
?=
显然由式所得到
的液相上限线是一条(3)
8.4 气体负荷下限线（漏液线）
对于F1型重阀，因0F <5时，会发生严重漏液，故取05F =计算相应的气相流量
'
m in ()s V ，
=*0.042
*148*=0.539m 2
/s
8.5 液相负荷下限线
取堰上液层高度0.006ow h m =作为液相负荷下限条件，作出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直线。
=0.006，取E=1.0，代入
的值可求出
为
==0.000788m 3/s ，
按上式作出的液相负荷下限线是一条与气相流量无关的竖直线，见图中的线(5). 所的负荷性能图如下：
,
操作弹性=
=2.106/0.539=3.9
9
小结
9.1 从塔板负荷性能图中可看出，按生产任务规定的气相和液相流量所得到的操作点P 在适宜操作区的适中位置，说明塔板设计合理。 9.2 因为液泛线在雾沫夹带线的上方，所以塔板的气相负荷上限由雾沫夹带控制，操作
下限由漏液线控制。
9.3 按固定的液气比，从负荷性能图中可查得气相负荷上限
,气相负
荷下限
，所以可得
浮阀塔的设计示例
浮阀塔设计示例 设计条件 拟建一浮阀塔用以分离某种液体混合物，决定采用F1型浮阀（重阀），试按下述条件进行浮阀塔的设计计算。 气相流量V s = 1.27m3/s；液相流量L s = 0.01m3/s； 气相密度ρV = 3.62kg/m3；液相密度ρL = 734kg/m3； 混合液表面张力σ= 16.3mN/m，平均操作压强p = 1.013×105Pa。 设计计算过程 （一）塔径 欲求出塔径应先计算出适宜空塔速度。适宜空塔速度u一般为最大允许气速u F的0.6～0.8倍 即： u＝（0.6～0.8）u F 式中C可由史密斯关联图查得，液气动能参数为： 取板间距H T =0.6m，板上液层高度h L =0.083m，图中的参变量值H T-h L=0.6-0.083 =0.517m。根据以上数值由图可得液相表面张力为20mN/m时的负荷系数C20=0.1。由所给出的工艺条件校正得： 最大允许气速： 取安全系数为0.7，则适宜空塔速度为：
由下式计算塔径： 按标准塔径尺寸圆整，取D = 1.4m； 实际塔截面积： 实际空塔速度： 安全系数：在0.6～0.8范围间，合适。 （二）溢流装置 选用单流型降液管，不设进口堰。 1）降液管尺寸 取溢流堰长l w=0.7D，即l w/D=0.7，由弓形降液管的结构参数图查得：A f/A T=0.09,W d/D=0.15 因此：弓形降液管所占面积:A f=0.09×1.54=0.139(m2) 弓形降液管宽度:W d=0.15×1.4=0.21(m2) 验算液体在降液管的停留时间θ， 由于停留时间θ＞5s，合适。 2）溢流堰尺寸 由以上设计数据可求出： 溢流堰长 l w=0.7×1.4=0.98m 采用平直堰，堰上液层高度可依下式计算，式中E近似取1，即
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)
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
年生产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计书
年产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计方案 第一部分工艺计算 设计方案 本设计任务为分离丙烯混合物，在常压操作的连续精馏塔分离丙-丙烯混合液：已知塔底的生产能力为丙烯3.6万吨/年，进料组成为0.50（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为0.98，塔底釜液的组成为0.02。 对于二元混合物分离采用连续精馏流程，设计中进料为冷夜进料，将原料液通过泵送入精馏塔，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液一部分回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比小，故操作回流比取最小回流比的1.2倍。塔釜采用间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。 1.1原始数据 年产量：2.9万吨丙烯 料液初温：25~35℃ 料液浓度： 50%（丙质量分率） 塔底产品浓度： 98%（丙烯质量分率） 塔顶苯质量分率不低于 97% 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） 冷却水温度：30℃ 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) 设备型式：浮阀塔 =45㎏/㎡，地质：地震烈度7级，土质为Ⅱ类场地土，气厂址：地区（基本风压：q 温：-20~40℃）
1.2选取塔基本参数 40.0=苯F x 60.0x F =甲苯 98.0y D =苯 02.0y F =甲苯 03.0x W =苯 97.0x W =甲苯 1.3确定最小回流比 1.3.1 汽液平衡关系及平衡数据 表1-1 常压下苯—甲苯的汽液平衡组成 1.3.2 求回流比 （1）M 苯=78.11 kg/mol, M 甲苯=92.13kg/mol 苯摩尔分率：XF=(50/78.11)/(50/78.11+50/92.13)=0.5412 XD=（97/78.11）/（97/78.11+3/92.13）=0.9744 XW=(2/78.11)/(2/78.11+98/92.13)=0.0235 表1-1 常压下丙烯的汽液平衡组成
苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计
精馏塔设计 苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计 1．课程设计的目的 课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强训练 1．查阅资料选用公式和搜集数据的能力 2．树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。3．迅速准确的进行工程计算（包括电算）的能力。 4．用简洁文字清晰表达自己设计思想的能力。 2 课程设计题目描述和要求 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。 本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下： 原料苯含量：质量分率= (30+0.5*学号)% 原料处理量：质量流量=（10-0.1*学号）t/h [单号] （10+0.1*学号）t/h [双号] 产品要求：质量分率：xd=98%，xw=2% [单号] xd=96%，xw=1% [双号] 2 工艺操作条件如下： 常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=（1.2～2）Rmin。 3．课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器←→塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器
浮阀塔课程设计说明书
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
浮阀塔设计
化工原理课程设计Ⅱ ——浮阀塔的选型设计 专业班级: 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
目录 前言--------------------------------------------------------1设计任务书------------------------------------------------2 设计计算及验算------------------------------------------3 塔板工艺尺寸计算---------------------------------------------3 塔的流体力学验算---------------------------------------------7 塔板负荷性能图------------------------------------------------9 分析与讨论-----------------------------------------------13 结果列表--------------------------------------------------14
化工原理课程设计任务书 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），是根据以下条件做出浮阀塔的设计计算。已知条件： 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 前言 浮阀塔结构简单，有两种结构型式，即条状浮阀和盘式浮阀，它们的操作和性能基本是一致的，只是结构上有区别，其中以盘式浮阀应用最为普遍。盘式浮阀塔板结构，是在带降液装置的塔板上开有许多升气孔，每个孔的上方装有可浮动的盘式阀片。为了控制阀片的浮动范围，在阀片的上方有一个十字型或依靠阀片的三条支腿。前者称十字架型，后者称V型。目前因V型结构简单，因而被广泛使用，当上升蒸汽量变化时，阀片随之升降，使阀片的开度不同，所以塔的工作弹性较大。 浮阀塔总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点。 ⑴满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。设置必需的仪表并安装在适宜部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。 ⑵满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。设计时应全面考虑，力求总费用尽可能低一些。 ⑶保证生产安全生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外，为能抵抗大自然的破坏，塔设备应具有一定刚度和强度。
苯-甲苯浮阀精馏塔课程设计
目录 1 课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 3 课程设计报告内容 (4) 4 对设计的评述和有关问题的讨论 (22) 5 参考书目 (22) 1苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计 1．课程设计的目的 2 课程设计题目描述和要求 本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下： 原料苯含量：质量分率= (30+0.5*学号)% 原料处理量：质量流量=（10-0.1*学号）t/h [单号] （10+0.1*学号）t/h [双号] 产品要求：质量分率：xd=98%，xw=2% [单号] xd=96%，xw=1% [双号] 工艺操作条件如下： 常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=（1.2～2）Rmin。 3．课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与甲苯的分离。 3.2.2 方案的说明和论证 本方案主要是采用浮阀塔。 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：3 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。
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
【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
板式塔中的浮阀塔课程设计说明书
前言 精馏按其操作方式可分为简单蒸馏、闪蒸和精馏等。前两者是仅进行一次部分汽化和部分冷凝的过程，故只能部分的分离液体混合物；后者是进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，可使混合液得到近乎完全的分离。 将单级分离加以组合变成多级分离。若将第一级中溶液的部分汽化所得气相产品在冷凝器中加以冷凝，然后再将冷凝液在第二级中进行部分汽化，此时所得 气相组成为y 2，且y 2 必大于y 1 (第一级气相产品组成)，若部分汽化的次数越多， 所得蒸气的组成也越高，最后所得到几乎纯态的易挥发组分。同理，若将从各分离器中所得到的液相产品进行多次的部分汽化和分离，那么这种级数越多，所得液相产品的组成越低，最后可得几乎纯态的难挥发组分。因此，汽化和部分冷凝是使得混合液得以完全分离的必要条件。 不同温度且互不平衡的气液两相接触时，必然会同时产生传热和传质的双重作用，所以使上级液相回流与下一级气相直接接触，就可以省去中间加热器和冷凝器，因此，回流和溶液的部分汽化而产生上升蒸气是保证精馏过程连续操作的两个必不可少的条件。 总之，精馏是将由不同挥发度的组分所组成的混合液在精馏塔中同时多次地部分汽化和冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。 实现精馏操作的塔设备有板式塔和填料塔两大类，本次设计容为板式塔中的浮阀塔。
1流程的选择 乙醇——水混合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释放的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，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（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝，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（馏出液）。
浮阀(F1)塔的设计计算
浮阀（F1）塔的设计计算 板式塔设计中，一般按防止出现过量雾沫夹带液泛的原则，首先确定液泛气速，然后根据它选取一适宜的设计气速来计算所需的塔径。关于液泛气速这一极限值，理论上由悬浮于气流中的液滴的受力平衡关系导出如下：()2 4 6 223f v p V L p u d g d ρπ ξρρπ=- 式中：f u --液泛气速，m/s ； p d --液滴直径，m ； l v ρρ、 --气、液相密度，kg/m 3 ξ ---阻力系数 得： v v l p f g d u ρξρρ.3) (4-= 但实际上，气液两相在塔板接触所形成的液滴直径、阻力系数均 为未知，所以又将这些难以确定的变量和常数合并，使上式变为： V V L f c u ρρρ-= m/s 对于筛板塔、浮阀塔、及泡罩塔，式中的C 值可从Smith 图查得。此图是按液体表面张力20=σN/m 时的经验数据绘出的，若塔内液体表面张力为其他数值时，应在图上查出的C 值后，按下式进行校正： 2.020)20 (σ σ=C C C 20---表面张力为20mN/m 时的C 值，从Smith 图查得； σC --表面张力为σ时的C 值； σ --物系的表面张力，mN/m 。 求出U f 后，按u=(0.6～0.8)U f 确定设计的空塔气速。按下式求出塔径：u V D S π4= Vs —设计条件下的气相流量； D---塔径 u---空塔气速，m/s 。 浮阀塔的设计、计算是在半个多世纪大量的实验、工业化应用总结的基础上形成的标准化设计。 1、对于浮阀塔，根据四十多种物系在不同操作条件下的工业实验结果，得出阀孔动能因子F 0与操作状况的关系如下：
浮阀塔设计-过程装备设计-课程设计
1 引言 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯—甲苯的分离。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，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍。浮阀有很多种形式，但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛应用在化工及炼油生产中。 1.1 精馏塔对塔设备的要求 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。 1.2 浮阀塔的优点 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。 但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵，推广受到一定限制。随着科学技术的不断发展，各种新型填料，高效率塔板的不断被研制出来，浮阀塔的推广并不是越来越广。
化工原理课程设计(苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计)
课程设计说明书 课程设计名称化工原理课程设计 课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计 姓名 学号 专业 班级 指导教师 提交日期
化工原理课程设计任务书 (一)设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计 (二)设计任务及操作条件 设计任务 (1)原料液中含氯苯35% (质量)。 (2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2％(质量)。 (3)年产纯度为99.8％的氯苯吨41000吨 操作条件 (1)塔顶压强4KPa(表压)，单板压降小于0.7KPa。 (2)进料热状态自选。 (3)回流比R=（1.1-3）R min。 (4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压) 设备型式 F1型浮阀塔 设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行。 （三）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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 9) 辅助设备的设计与选型 2．设计图纸要求： 1) 绘制工艺流程图
2) 绘制精馏塔装置图（四）参考资料 1．物性数据的计算与图表 2．化工工艺设计手册 3．化工过程及设备设计 4．化学工程手册 5．化工原理 苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据 其他物性数据可查有关手册。
目录 前 言 ........................................................................................................................................................ 6 1．设计方案的思考 ............................................................................................................................ 6 2.设计方案的特点 .............................................................................................................................. 6 3．工艺流程的确定 ............................................................................................................................ 6 一．设备工艺条件的计算 ...................................................................................................................... 8 1．设计方案的确定及工艺流程的说明 ............................................................................................ 8 2．全塔的物料衡算 . (8) 2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ...................................................................................... 8 2.2 平均摩尔质量 .......................................................................................................................... 8 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .............................................................................................. 8 3．塔板数的确定 ................................................................................................................................ 9 3.1理论塔板数T N 的求取 ........................................................................................................... 9 3.2 确定操作的回流比R ............................................................................................................. 10 3.3求理论塔板数 ......................................................................................................................... 11 3.4 全塔效率T E ......................................................................................................................... 12 3.5 实际塔板数 p N （近似取两段效率相同） (13) 4．操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13) 4.1平均压强 m p (13) 4.2 平均温度m t .......................................................................................................................... 14 4.3平均分子量m M (14) 4.4平均密度 m ρ (15) 4.5 液体的平均表面张力m σ (16) 4.6 液体的平均粘度 m L μ, (17) 4.7 气液相体积流量 (18) 6 主要设备工艺尺寸设计 ................................................................................................................ 19 6.1 塔径 ........................................................................................................................................ 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ................................................................................................ 20 7.1 溢流装置 ................................................................................................................................ 20 7.2 塔板布置 .. (23) 二 塔板流的体力学计算 ...................................................................................................................... 25 1 塔板压降 . (25)
浮阀塔课程设计说明书模板
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。 已知条件见下表： 要求： （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 .34m 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：