乙醇—水二元物料板式精馏塔课程设计
目录
目录 (1)
前言 (3)
摘要 (4)
化工原理课程设计任务书 (5)
第1章绪论及基础数据 (7)
1.1设计基础数据 (7)
1.1.1乙醇和水的物理性质 (7)
1.1.2常压下乙醇和水的气液平衡数据 (7)
1.1.3乙醇和水物性数据 (8)
1.2精馏流程的确定 (11)
第2章精馏塔工艺计算 (11)
2.1全塔工艺计算 (12)
2.1.1 精馏塔二元物系物料衡算 (12)
2.1.2 相对挥发度的计算 (12)
2.1.3 最小回流比的确定 (12)
2.1.4 确定合适的回流比 (13)
2.1.5 操作线方程 (13)
2.1.6 精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (13)
2.1.7 全塔效率 (14)
2.2.1 操作压强 P ........................................................................................................ 错误！未定义书签。
2.2.2 操作温度 T (15)
2.2.3 物性数据计算 (16)
2.2.4 气液负荷计算 (19)
2.3精馏段工艺设计 (20)
2.3.1 精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (20)
2.3.2 筛板流体力学验算 (22)
2.3.3 塔板负荷性能图 (23)
2.4提馏段工艺设计 (27)
2.4.1 提馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (27)
2.4.2 筛板流体力学验算 (29)
2.4.3 塔板负荷性能图 (31)
第3章板式塔结构及附属设备设计 (34)
3.1热量衡算 (34)
3.1.1 进入系统的热量 (34)
3.1.2 离开系统的热量 (34)
3.1.3 热量衡算式 (35)
3.2塔高的计算 (35)
第4章设计结果汇总 (35)
参考文献 (39)
附录 (40)
化工生产中所处理的原料中间产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中大部分是均相混合物。生产中为满足要求需将混合物分离成较纯的物质。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。精馏过程在能量剂的驱动下（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。该过程是同时进行传质、传热的过程。
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夜。
筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构近年来与浮阀塔一起成为化工生中主要的传质设备为减少对传质的不利影响可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状这样可以降低进口处的速度使塔板上气流分布均匀。筛板塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳刚的比率较少。它的主要优点是：
①结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60%左右，为浮阀塔的80%左右；
②在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%～40%；
③塔板效率较高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮阀塔；
④气体压力降较小，每板压力降比泡罩塔约低30%左右。
缺点是：
①小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液；
②操作弹性较小（约2～3）。
蒸馏是分离均相混合物的单元操作，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。精馏是典型的化工操作设备之一。进行此次课程设计的目的是为了培养综合运用所学知识,来解决实际化工问题的能力,做到能独立进行化工设计初步训练，为以后从事设计工作打下坚实的基础。
本次设计对一定量的乙醇和水的分离设备——精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：工艺计算，设备泵计算,塔设备等的附图.化工原理是化学工业的理论指导，精馏塔是大型的设备组装件，分为板式塔和填料塔两大类，其中，筛板精馏塔在实际中应用较为广泛，它的设计是化工原理课程的重要组成部分，通过对乙醇-水分离的设计，培养学生综合运用化原理论知识，分析、解决实际问题的能力，掌握化工设计的基本程序和方法。并在查阅文献、准确选用公式和合理利用数据，以及用简洁文字、图表表达设计结果及制图等方面能力得到基本训练。
关键词：水、乙醇、连续精馏、精馏段、提馏段、筛板塔
化工原理课程设计任务书
1.设计题目：乙醇—水二元物料板式精馏塔
2.设计条件：·常压P=1atm(绝压)
·原料来自粗馏塔，为95℃～96℃饱和蒸汽，由于沿途热损失，
进精馏塔时，原料温度约为90℃；
·塔顶浓度为含乙醇93.31%（质量分数）的酒精，产量为25吨/天；
·塔釜为饱和蒸汽直接加热，从塔釜出来的残液中乙醇浓度要求不大于
0.03%（质量分数）。
·塔顶采用全凝器，泡点回流，回流比R=（1.1—2.0）Rmin
3.设计要求：
（1）精馏塔工艺设计计算
（2）全凝器工艺设计计算
（3）精馏工艺过程流程图
（4）精馏塔设备结构图
（5）塔盘结构图
（6）设计说明书
4.设计任务：
（1）完成精馏塔工艺设计（包括辅助设备及进出口管路的计算与选型）。
（2）画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、塔板、精馏塔工艺条件图。（3）完成精馏塔设计说明书，包括设计结果汇总及设计评价。
5.设计思路：
(1) 全塔物料衡算
（2）求理论塔板数
(3) 全塔热量衡算
(4) 气液相负荷及特性参数
(5) 筛板塔设计
(6) 流体力学性能校核
(7) 画出负荷性能
6.选塔依据：
筛板塔是现今应用最广泛的一种塔型，设计比较成熟，具体优点如下：
(1) 结构简单、金属耗量少、造价低廉.
(2) 气体压降小、板上液面落差也较小.
(3) 塔板效率较高.
(4) 改进的大孔筛板能提高气速和生产能力，且不易堵塞塞孔.
7.化工原理课程设计的基本内容：
(1) 设计方案的选定：对给定或选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要的论述。
(2) 主要的设备工艺设计的计算：物料衡算、热量衡算、工艺常数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
(3) 辅助设备的选型：典型辅助设备主要工艺尺寸的计算、；设备规格型号的选定。
(4) 工艺流程图：以单图线的形式描绘，标出主体设备和辅助设备的物料方向、物流量、能流量、主要测量点。
(5) 主要设备的工艺条件图：图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。编写设计说明.
(6) 筛板精镏塔设计任务及说明∶在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含乙醇17%的乙醇—水混合液，要求塔顶馏出液中含乙醇量不低于84.51%，塔底釜液中含苯量不低于0.0117%（以上均为摩尔分率）.
8.设计意图：
（1）使两相在塔板上充分接触.
（2）汽液两相总体上呈逆流，每一层塔板上均匀错流接触.
第1章绪论及基础数据
1.1 设计基础数据
1.1.1乙醇和水的物理性质
表1-1乙醇和水物性表
项目分子式分子量沸点℃临界温度℃临界压强KPA
C H OH46.07 78.4 240.99 60148
乙醇A
25
H O18.02 100 373.91 22.05
水B
2
1.1.2常压下乙醇和水的气液平衡数据
表1-2 气液平衡数据表
温度t℃液相中乙醇的摩尔分率% 气相中乙醇的摩尔分率% 100 0.00 0.00
95.5 0.0190 0.1700
89.0 0.0721 0.3891
86.7 0.0966 0.4375
85.3 0.1238 0.4704
84.1 0.1661 0.5089
82.7 0.2337 0.5445
82.3 0.2608 0.5580
81.6 0.3273 0.5826
80.7 0.3965 0.6122
79.8 0.5079 0.06564
79.7 0.5198 0.6599
79.3 0.5732 0.6841
78.74 0.6763 0.7385
78.41 0.7472 0.7815
78.15 0.8943 0.8943
1.1.3乙醇和水物性数据
乙醇和水各种物性数据见表1-3到表1-6。
表1-3 液相密度
温度t,℃70 80 90 100 110
ρ,kg/m3754.2 742.3 730.1 717.4 704.3 A
ρ,kg/m3977.8 971.8 965.3 958.4 951.6 B
表1-4 液体的表面张力σ
温度t,℃70 80 90 100 110
σ,mN/m 21.27 20.06 18.8 17.66 16.49 A
σ,mN/m 64.33 62.57 60.71 58.84 56.9 B
μ
表1-5 液体的粘度
L
温度t,℃70 80 90 100 110
μmPa 0.523 0.495 0.406 0.361 0.324 LA
LB μ mPa
0.4061 0.3565 0.3165 0.2838 0.2589
表1-6 液体气化热γ
温度t,℃
70 80 90 100 110 A γ,kJ/kg 506.3 493.8 480.7 467.0 452.7 B γ,kJ/kg
2331.2
2307.8
2283.
2258.4
2232.0
注：表中乙醇以A 表示，水以B 表示，以下相同。表中数据摘自《石油化工基础数据手册》（P494—495）和天津大学《化工原理》上册及《化工原理课程设计指导书》
1.1.4乙醇的生产方法和粗醇精制的目的 1 乙醇的生产方法
发酵法乙醇的工业生产方法可以归纳为发酵法和水合法两大类。发酵法有粮食发酵法、木材水解发酵法、亚硫酸盐废碱液法；水合法有乙烯间接水合法和 乙烯直接水合法。此外,最近美国、日本、意大利等国家正在开发一种用一氧化碳、氢气（或甲烷）进行羰基合成制 1.粮食发酵法
粮食发酵法是最早发明的乙醇生产方法，该法至今仍被采用，特别是饮用酒均采用此法，其基本原理是将葡萄糖（6126O H C ）在有能引发发酵的物质的物质存在的情况下，经蒸馏、糖化等阶段而转化成乙醇。
61252122211122211261266126
252
11
()(22222m C H O mH O m C H O C H O H O C H O C H O C H OH CO +→+→→+糖化酶）
麦芽糖酶
酒化酶
2.木材水解发酵法
为了制备乙醇，要用硫酸或盐酸处理（水解）木材，将纤维变成葡萄糖。然后再进入制醇的发酵阶段。612526126x C H O xH O xC H O +→（）
（纤维） （葡萄糖）3.亚硫酸盐废碱液制取乙醇法 在用纤维造纸的企业中，有大量的废亚硫酸盐碱液产生，对这种废液经过蒸煮等过程的处理后得到乙醇。这种乙醇通常称作亚硫酸盐乙醇。这种酒精溶液是很稀的溶液，大约含1％的乙醇，经蒸馏后便可得到纯度为95％的乙醇。
总之，发酵法由于受到原料来源限制和乙醇成本高的原因，其发展就受到限制，同时这种方法也不适应大规模的乙醇生产。 一、 乙烯水合法
1.乙烯间接水合法
2224322222432232222524
3222252422CH CH H SO CH CH OSO OH CH CH H SO CH CH O SO CH CH OSO OH H O C H OH H SO CH CH O SO H O C H OH H SO =+→--=+→----+→+--+→+第一步：
或（）第二步：
（）
2.乙烯直接水合法
乙烯直接水合法系乙烯和水在催化剂、高温、加压条件下直接加成得到乙
醇的方法：
242252303007080C H H O
C H OH C +→。催化解
～，～大气压
该法又称为一步法。
二、 其他方法
1乙醛加氢法：3225CH CHO H C H OH 催化剂 2 粗醇精制的目的
利用乙烯直接水合法合成的乙醇溶液中大部分是水，乙醇浓度仅为10～15％ 左右，其中还含有少量的乙醚、乙醛、丁醇及其他有机化合物。这种没有经 过精制的乙醇简称粗醇。
我国目前的乙醇标准还是以酿造法为依据而制定的，分为精馏级、医药级和 工业级三种。 1.2 精馏流程的确定
乙醇—水的混合液用机泵经原料预热器加热后，送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，冷凝液部分利用重力泡点回流；部分连续采出经冷却器冷却后送至产品罐。塔釜采用直接蒸汽（110℃水蒸汽）加热，塔底废水经冷却后送入贮槽，具体流程参见附图（1-1）。
在流程确定方案选择上，本设计尽可能的减少固定投资，降低操作费用，以期提高经济效益。
加料方式的选择：
设计任务年产量虽小，但每小时2833.98Kg 的进料量，为维持生产稳定，如采
用高位槽进料，就需要一个约4～53
m 的高位槽，这是不太常见的。从减少固定投资，提高经济效益的角度出发，选用强制进料的加料方式。
图1-1 精馏过程简图
第2章 精馏塔工艺计算
2.1 全塔工艺计算
2.1.1 精馏塔二元物系物料衡算
查表可知，乙醇—水的进料组成0.17F x =，由条件可知，塔顶产品质量8184.0=D X ，
0.000117W x =，所以
因为要求设计的生产能力是25T/天，所以
251000
1041.67
25/1041.6724.96524
41.725
kg
kmol D h
h
?=====吨天
?????-++=?+?=?+?+=+F q D R S X W X D S X F W D S F W D F )1()1( ??
?
???-+?+=?+?=?+=+F S W F W S F )1626.0(965.24)185.3(000117.0965.248184.017.0965.24 解得：
??
????=?=?=---11
1
23.171967.75303.120h kmol W h kmol S h kmol F 2.1.1 操作温度的计算
利用乙醇-水的汽-液平衡数据，有插值法可以求得：
C T
D
54.78=
C T
W
100=
C T
F
04.84=
2.1.3 相对挥发度的计算
由
17.0=x
F
,511.0=y F 则，092.5=αF
由8184.0=D X ，8361.0=D y 则，
132.1=α
D
由0.000117W x =，00105.0=yw 则，952.8=α
W
精馏段的平均挥发度112.32
132
.1092.51=+=
α
C
t C
t 02.922
10004.8429.81254
.7804.84=+=?=+=?提留段
精馏段
提留段的平均挥发度042.52
132
.1952.82=+=
α
全塔的平均相对挥发度183.3042.5112.32
1
=?=?=α
αα
2.1.4 确定合适的回流比
min D q q q
x y R y x -=-
=
107
.0276.0276
.08184.0--
=3.209
操作回流比取R=（1.1～2.0）min R
∴取操作回流比 R=1.2R min =1.2×3.209=3.85 (1.2由优化得到)
2.1.5 操作线方程
111d
n n x R
y x R R +=
+++
精馏段操作线方程：
提馏段操作方程
2.1.6 精馏塔理论塔板数及理论加料位置
由逐板法计算，编程计算出精馏塔理论塔板数及理论加料位置
1687
.07938.01+=+n n x y
2.1.7 全塔效率
全塔效率 E
T =0.17–0.616Lgμ
m
根据塔顶和塔底液相组成查表1-2 ，求得塔平均温度。
塔顶 T
D =78.54℃，塔底 T
W
=100℃
塔平均温度:
（78.54+100）/2=89.27
该温度下进料液相平均粘度为μm=0.17μA+(1-0.17)μ B =0.17?0.406+0.83?3166
=0.3317mPa·s
其中μ
A =0.406 mPa·s，μ
B
=0.3165mPa·s
该数据由《石油化工基础数据手册》和天津大学《化工原理》教材上册附录七查得。∴ ET=0.17–0.616Lg0.3317=0.4652=46.52%
筛板塔的板效率为：
1.10.46520.511752%T E =?==
2.1.8 实际塔板数及实际加料位置 精馏段 N1=5/0.52=9.62，取10块 总板数N=25/0.52=48.1，取49块 实际进料位置为第10块板。
2.2 塔的工艺条件及物性数据计算
塔顶压强
取每层塔板压降为Δp=0.7kPa,则
进料板压强 P F =101.325+0.7?5=104.8Pa
塔底压强 P W =101.325+0.7?18=113.925kPa
精馏段平均操作压强: kpa P m 05.1032
8
.104325.1011=+=
提馏段平均操作压强: kpa P m 3625.1092925
.1138.1042=+=
2.2.2 操作温度 T
乙醇－水的饱和蒸汽压可用Antoine 方程求算，即： C
T B
A +-
=ln 式中T ――物系温度，K ； P ＊――饱和蒸汽压，mmHg; A,B,C ――Antoine 常数，
式中A 、B 、C 为常系数，对于乙醇－水物系，其值见表2-3
表2-3
组分 A B C 乙醇 18.9119 3083.98 -41.68 水
18.3036
3816.44
-46.13
1*101.3101.31d atm
P kpa kpa atm
=
=
注：表中乙醇以A 表示；水以B 表示。
应用计算机计算塔顶、塔釜、及进料板温度程序见附录
计算结果：进料板温度 90F t =℃
塔顶温度 80.65296D t =℃ 塔釜温度 100=W t ℃
1280.652969085.33
2
9010095
2
t t +?==+?==
2.2.3 物性数据计算 1 平均分子量M m
乙醇分子量为M A =46.07 ，水分子量M B =18.02 塔顶 y 1=D x =0.8184，x 1=0.8345 则气相平均分子量为：
M V ，DM =46.07×0.8184+18.02×(1-0.8184)=40.97612Kg ·Kmol -1 液相平均分子量为：
M L ，DM =0.8345×46.07+（1–0.8345）×18.02=41.428Kg ·Kmol -1
进料板y F =y 4 =0.17，x F =x 4=0.493 则气相平均分子量为：
M V ，FM =0.17×46.07+18.02×(1-0.17)=22.7885Kg ·Kmol -1 液相平均分子量为：
M L ，FM =0.493×46.07+18.02×(1-0.493)=31.849Kg ·Kmol -1 塔底 y W =0.00001174，x W =0.00006 则气相平均分子量为：
M V ，WM =0.00001174×46.071+（1–0.00001174）×18.02=18.023Kg ·Kmol -1 液相平均分子量为：
M L ，WM =0.00006×46.07+（1–0.00006）×18.02=18.0217Kg ·Kmol -1
精馏段平均分子量：
气相：88.312788
.2297612.401,=+=
m V M Kg ·Kmol -1
液相：50.292
023.1897612.401,=+=
m L M Kg ·Kmol -1
提馏段平均分子量： 气相：40.202023
.187785.222,=+=
m V M Kg ·Kmol -1
液相：94.242
0217
.18849.312,=+=
m L M Kg ·Kmol -1
2 平均密度
由式
LB
B
LA A Lm
ραραρ+
=
1
可求相应的液相密度。 其中α为质量分率， 对于塔顶：t D =78.54℃，ρ
L ，A =742.3Kg ·m -3，ρ
L ，B
=970.9Kg ·m -3
则
346.7759
.9708184
.013.7428184.01
-?=?-+=
m kg lmD lmD
ρρ
对于进料板：t F =84.04 ℃，ρ
L ，A
=737.88Kg ·m -3，ρ
L ，B
=961.46Kg ·m -3
则
33.91446
.96117
.0188.73717.01
-?=?-+=
m kg lmF lmF
ρρ
对于塔底：t W =100℃，ρL ，A
=717.4Kg ·m -3，ρ
L ，B
=958.4Kg ·m -3
则
336.9584
.9580001174
.014.7170001174.01-?=?-+=
m kg lmW lmW
ρρ
精馏段平均液相密度：
3,,1,9.8442
34
.91446.7752
-?=+=
+=
m kg F
Lm D Lm Lm ρρρ
提馏段平均液相密度：
3,,2,35.9362
36
.95834.9142
-?=+=
+=
m kg F
Lm W Lm Lm ρρρ
对于塔顶气相：
3111436.1)
15.27354.78(4.2215
.273428.41-?=+??=??=
m kg T R M p m m m D ρ
对于进料板气相：
3222087.1)
15.27304.84(4.2215
.273849.31-?=+??=??=
m kg T R M p m m m F ρ
对于进料板气相：
32225889.0)
15.273100(4.2215
.27302.18-?=+??=??=
m kg T R M p m m m W ρ
精馏段平均气相密度：31,26.1-?=m kg m v ρ 提馏段平均气相密度：32,84.0-?=m kg m v ρ 3 液体表面张力
∑=?=n
i i i m x 1
σσ
对于塔顶：t D =78.54℃，σA =16.72mN ·m -1，σB =65.16mN ·m -1
σM ，D =0.8914×16.72+65.16×0.1086=21.98mN ·m -1
对于进料板：t F =84.04℃，σA =15.93mN ·m -1，σB =63.98 mN ·m -1 σM ，F =0.55×15.93+0.45×63.98=37.55mN ·m -1
对于塔底：t W =100℃，σA =13.10mN ·m -1，σB =59.41 mN ·m -1 σM ，W =0.02×13.10+0.98×59.41=58.48mN ·m -1
精馏段平均表面张力：11765.292
55
.3798.21-?=+=
m mN m σ 提馏段平均表面张力：12015.48248
.5855.37-?=+=
m mN m σ 4 液体黏度
∑=?=n
i i i Lm x 1
μμ
对于塔顶：t D =78.54℃，μLA =0.495mPa ，μLB =0.3565 mPa μLM ，D =0.8451×0.304+0.1549×0.3565=0.4735 mPa
对于进料板：t F =84.04℃，μLA =0.406 mPa ，μLB =0.3165 mPa μLM ，F =0.17×0.406+0.83×0.3165=0.3317 mPa
对于塔底：t W =100℃，μLA =0.361 mPa ，μLB =0.2838 mPa μLM ，W =0.000117×0.361+0.999883×0.2838=0.2838 mPa 精馏段平均液相黏度：,10.47620.3317
0.40262
Lm mPa μ+=
=
提馏段平均液相黏度：,20.33170.2838
0.307752
Lm mPa μ+==
2.2.4 气液负荷计算
V=（R+1）D=4.85×24.965=121.08kmol ·h
-1
131
,1,85.026
.13600849
.3108.1213600-?=??=
??=
S m M V V Vm Vm S ρ
L=RD=3.85×24.965=96.12 kmol ·h -1
131
,1,000932.09
.84436005
.2912.963600-?=??=
??=
S m M L L Lm Lm S ρ
L h =0.000932×3600=3.3552m 3·h -1 2提馏段气液负荷计算
1
31
32,2,1
1
32,2,1
0078.336000008355.00008862.035.936360094.2478.119360078.1196.084
.0360040.2004.89360004.89)1(-----?=?='?=??=??'='?='?=??=??'='?=-+='h m L S m M L L h km ol L S m M V V h km ol F q V V h Lm Lm S Vm Vm S ρρ
2.3 精馏段工艺设计
2.3.1 精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 1 塔径 D
初选所设计的精馏塔为中型塔，采用单流型塔板，板间距HT=450mm 。
0284.0)26
.19.844()85.0000932.0())((
2
1211,1,=?=mv Lm S S V L ρρ 查教材图10-42 ，可得到表面张力为20mN/m 时的负荷因子 C 20=0.084。
0965.0)20
115.40(084.0)20(2
.02.0120=?==m C C σ
液泛速度
11,1,1,50..226
.126
.19.8440965.0-?=-?=-?
=s m C u mv mv Lm F ρρρ
取安全系数为0.7 u = max 0.70u ?=2.50×0.70=1.75m/s
塔径m D 62.075
.114.385
.04=??=
圆整为D=0.7m
空塔气速 1
2
221.27
.014.385.04)4(
-?=??=??=s m D V u S π 由D=0.7m ，根据教材表10-1，塔的板间距H T 可以为450mm 。
2 溢流装置
因为D=0.7m,根据塔径，由化工原理下册表10—2（P180）采用单溢流，弓型降液管，凹行受液盘及平行溢流堰，不设进口堰。 1． 溢流堰长 L W =0.7D=0.7×0.=0.49m 2． 出口堰高 h W =h L -h OW
式中 ：h L –––板上液层高，取0.04m h OW –––板上方液头高度 7.07
.049
.0==D L W 由文献[2]查知，溢流收缩系数 E=1.0
01024.0)49
.03552.3(0.11084.2)(1084.2323
323
=???=??=--W h OW
L L E h
∴h W =0.04-0.01024=0.02976 m
3． 降液管的宽度W d 与降液管的面积A f
由7.0=D
L
w 查教材图10-40 得 W d /D=0.148，A f /A T =0.09 故W d =0.148×0.7=0.1036m
A f =0.09×（3.14/4）×D 2=0.09×0.785×0.72=0.0346m 2 计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积。
S S 585.270004947
.04.00346.01>=?=τ， 故符合要求
4． 降液管底隙高度h
取液体通过降液管底隙的流速1007.0-?='s m u 计算降液管底隙高度h 0
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)
板式精馏塔的设计
化工原理课程设计 –––––板式精馏塔的设计 姓名单素民 班级 1114071 学号 111407102 指导老师刘丽华 河南城建学院
序言 化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。 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-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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，需设计一板式塔将其分离。
目录 一、化工原理课程设计任书 (3) 二、设计计算 (3) 1.设计方案的确定 (3) 2.精馏塔的物料衡算 (3) 3.塔板数的确定 (4) 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10) 6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11) 7.筛板的流体力学验算 (13) 8.塔板负荷性能图 (15) 9.接管尺寸确定 (30) 二、个人总结 (32) 三、参考书目 (33)
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-正丙醇精馏塔设计说明书
化学与环境工程学院 《化工原理》课程设计 设计题目：年产量万吨乙醇-正丙醇精馏塔设计 专业班级： 指导教师： 学生姓名： 学号： 起止日期 目录 1．设计任务.............................. 错误!未定义书签。2．设计方案.............................. 错误!未定义书签。 物料衡算............................. 错误!未定义书签。 摩尔衡算............................ 错误!未定义书签。4．塔体主要工艺尺寸...................... 错误!未定义书签。 塔板数的确定......................... 错误!未定义书签。 塔板压力设计...................... 错误!未定义书签。 塔板温度计算...................... 错误!未定义书签。 物料相对挥发度计算................ 错误!未定义书签。 回流比计算........................ 错误!未定义书签。
塔板物料衡算...................... 错误!未定义书签。 实际塔板数的计算.................. 错误!未定义书签。 实际塔板数计算.................... 错误!未定义书签。 塔径计算............................. 错误!未定义书签。 平均摩尔质量计算.................. 错误!未定义书签。 平均密度计算...................... 错误!未定义书签。 液相表面张力计算.................. 错误!未定义书签。 塔径计算.......................... 错误!未定义书签。 塔截面积............................. 错误!未定义书签。 精馏塔有效高度计算................... 错误!未定义书签。 精馏塔热量衡算....................... 错误!未定义书签。 塔顶冷凝器的热量衡算.............. 错误!未定义书签。 全塔的热量衡算.................... 错误!未定义书签。5．板主要工艺尺寸计算.................... 错误!未定义书签。 溢流装置计算......................... 错误!未定义书签。 堰长 l............................ 错误!未定义书签。 w 溢流堰高度 h...................... 错误!未定义书签。 W 弓形降液管宽度W d和截面积A f........ 错误!未定义书签。 降液管底隙高度h0.................. 错误!未定义书签。 塔板布置............................. 错误!未定义书签。 塔板的选用........................ 错误!未定义书签。 边缘宽度和破沫区宽度的确定........ 错误!未定义书签。
板式精馏塔设计方案
板式精馏塔设计方案 一、设计方案确定 1.1 精馏流程 精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等,为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接送入塔原料，乙醇、水混合原料液经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经分配器一部分回流，一部分经过冷却器后送入产品储槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后为冷却水循环利用。 塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要的优点是操作弹性较大，液气比围较大，不易堵塞；但由于生产能力及板效率底，已逐渐被筛孔塔板和浮阀塔板所替代。筛孔塔板优点是结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压强底，生产能力大；其缺点是筛孔易堵塞，易产生漏液，导致操作弹性减小，传质效率下降。而浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了前述两种塔板的优点。浮阀塔板结构简单，制造方便，造价底；塔板开孔率大，故生产能力大；由于阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，故塔板效率较高。但浮阀塔板也有缺点，即不易处理易结焦、高粘度的物料，而设计的原料是乙醇-水溶液，不属于此类。故总结上述，设计时选择的是浮阀塔板。 1.2设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日及处理量的选择：设计要求塔年处理11.5万吨乙醇—水溶液系统，年工作日300d，每天工作24h。 1.2.2 选择用板式塔不用填料塔的原因：因为精馏塔精馏塔对塔设备的要求大致如下： （1）生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。
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.
化工原理课程设计 乙醇-水连续浮阀精馏塔的设计解析
化工原理课程设计乙醇-水连续精馏塔的设计 姓名 学号 年级 专业化学工程与工艺 系（院）化学化工学院 指导教师张杰 2013年 6月
目录 第一章绪论 (1) 第二章塔板的工艺设计 (3) 2.1 精馏塔全塔物料衡算 (3) 2.2 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 (3) 2.3 理论塔板的计算 (8) 2．4 塔径的初步计算 (10) 2.5 溢流装置 (11) 2.6 塔板布置及浮阀数目与排列 (12) 第三章塔板的流体力学计算 (14) 3.1 气相通过浮阀塔板的压降 (14) 3.2 淹塔 (15) 3.3 液沫夹带 (15) 3.4 塔板负荷性能图 (16) 第四章附件设计 (20) 4.1 接管 (21) 4.2 筒体与封头 (22) 4.3 除沫器 (22) 4.4 裙座 (22) 4.5 吊柱 (22) 4.6 人孔 (23) 第五章塔总体高度的设计 (23) 第六章塔附属设备设计 (23) Q (23) 6.1确定冷凝器的热负荷 c 6.2 冷凝器的选择 (24) 参考书目 (24) 主要符号说明 (25) 结束语 (26)
（一）设计题目 乙醇-水连续精馏塔的设计 （二）设计任务及操作条件 1) 进精馏塔的料液含乙醇30%（质量分数，下同），其余为水； 2) 产品的乙醇含量不得低于93%； 3) 残液中乙醇含量不得高于0.5%； 4) 每年实际生产时间：7200小时/年，处理量：80000吨/年； 5) 操作条件 a) 塔顶压力：常压 b) 进料热状态：饱和液体进料 (或自选) c) 回流比： R=1.55Rmin d) 加热方式：直接蒸汽 e) 单板压降：≤0.7kPa （三）板类型 浮阀塔 （四）厂址 临沂地区 （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）设计结果汇总 10) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 2、设计图纸要求 绘制生产工艺流程图（选作）； 注:常压下乙醇-水气液平衡组成与温度的关系见课程设计教材附录(105页)
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
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。
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)
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
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
板式精馏塔设计书.doc
板式精馏塔设计任务书4-3 一、设计题目： 苯―甲苯精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1、设计任务：生产能力（进料量） 6万吨／年 操作周期 7200 小时／年 进料组成 48.0％（质量分率，下同） 塔顶产品组成 98.0％ 塔底产品组成 3.0% 2、操作条件 操作压力常压 进料热状态泡点进料 冷却水 20℃ 加热蒸汽 0.19MPa 3、设备型式筛板塔 4、厂址安徽省合肥市 三、设计内容： 1、概述 2、设计方案的选择及流程说明 3、塔板数的计算(板式塔) ( 1 ) 物料衡算; ( 2 ) 平衡数据和物料数据的计算或查阅; ( 3 ) 回流比的选择; ( 4 ) 理论板数和实际板数的计算; 4、主要设备工艺尺寸设计 ( 1 ) 塔内气液负荷的计算; ( 2 ) 塔径的计算; ( 3 ) 塔板结构图设计和计算； ( 4 )流体力学校核； ( 5 )塔板负荷性能计算； ( 6 )塔接管尺寸计算； ( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 5、辅助设备选型与计算 6、设计结果汇总 7、工艺流程图及精馏塔装配图 8、设计评述
目录 1、概述 (3) 1.1 精馏单元操作的简介 (3) 1.2 精馏塔简介 (3) 1.3 苯-甲苯混合物简介 (3) 1.4设计依据 (3) 1.5 技术来源 (3) 1.6 设计任务和要求 (4) 2、设计计算 (4) 2.1确定设计方案的原则 (4) 2.2操作条件的确定 (4) 2.2.1操作压力 (4) 2.2.2进料状态 (5) 2.2.3加热方式的选择 (5) 2.3设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 2.4板式精馏塔的简图 (6) 2.5常用数据表： (6) 3、计算过程 (8) 3.1 相关工艺的计算 (9) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (9) 3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9) 3.1.3 物料衡算 (9) 3.1.4 最小回流比及操作回流比的确定 (9) 3.1.5精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (10) 3.1.6逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.7精馏塔效率的估算 (12) 3.1.8实际板数的求取 (12) 3.2精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 3.2.1操作压力计算 (12) 3.2.2操作温度计算 (13) 3.2.3平均摩尔质量计算 (13) 3.2.4平均密度计算 (14) 3.2.5液体平均表面张力计算 (15) 3.2.6液体平均粘度计算 (16) 3.3 精馏塔的主要工艺尺寸的计算 (17) 3.3.1 塔内气液负荷的计算 (17) 3.3.2 塔径的计算 (17) 3.3.3 精馏塔有效高度的计算 (19) 3.4 塔板结构尺寸的计算 (19) 3.4.1 溢流装置计算- (19) 3.4.2塔板布置 (21) 3.5筛板的流体力学验算 (23) 3.5.1 塔板压降相当的液柱高度计算 (23) 3.5.2液面落差 (24)
化工原理课程设计——板式精馏塔设计.
化工原理课程设计 设计题目： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：年月日 化工系
设计内容及要求 一、设计内容 1．设计方案的选定 对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述； 2．主要设备的工艺设计计算 选定工艺参数，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺计算并绘制相应的工艺流程图，标出物流量及主要测量点； 3．设备设计 设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，并绘制设备的工艺条件图。图面应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性和接管表； 4．辅助设备选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备规格、型号的选定； 二、设计说明书编写 （1）封面课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 （2）设计任务书 （3）目录 （4）设计方案简介 （5）设计条件及主要物性参数表 （6）工艺计算及主体设备设计 （7）辅助设备的计算及选型 （8）设计结果汇总表 （9）设计评述,设计者对本设计的评述及通过设计的收获体会 （10）附图（带控制点的工艺流程简图、主题设备设计条件图） （11）参考文献 （12）主要符号说明 图纸要求：工艺流程图采用4号图纸，设备装置图采用3号图纸，要求布局美观，图面整洁，图表清楚，尺寸标识准确，各部分线形精细符合国家化工制图标准。 报告内容必须齐全，打印或手写。打印用A4纸，字号为宋体、小四，标题加黑。 三、参考资料 1．化工原理课程设计（天大教材） 2．《化学工程手册1-3》化学工业出版社 3．《化工设备设计基础》化学工业出版社 4．《化工设备机械基础》化学工业出版社 5．化工设备技术全书编辑委员会.化工设备全书—塔设备设计.上海：上海科学技术出版1988 6．石油化学工业规划设计院.塔的工艺计算.北京：石油化学工业出版社，1997
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——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
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——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
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