东北石油大学化工原理大作业-筛板精馏塔设计

板式精馏塔的设计指导书一、设计内容1.设计方案的确定（设计方案简介：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。

）(1)操作压力 (2)进料状态 (3)加热方式 (4)热能利用2.主要设备的工艺设计计算(1)物料衡算; (2)热量衡;(3)回流比的确定;(4)工艺参数的选定;(5)理论塔板数的确定3.塔板及塔的主要尺寸的设计(设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。

)(1)塔板间距的确定(2) 塔径的确定(3) 塔板布置及板上流体流程的确定4. 流体力学的计算及有关水力性质的校核5. 板式精馏塔辅助设备的选型:典型辅助设备主要工艺尺寸的计算，设备的规格、型号的选定。

6.绘制流程图及精馏塔的装配图: 工艺流程图：以单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点。

主要设备的工艺条件图：主体设备工艺条件图是将设备的结构设计和工艺尺寸的计算结果用一张总图表示出来。

图面上应包括如下内容:①设备图形：指主要尺寸(外形尺寸、结构尺寸、连接尺寸)、接管、人孔等；②.技术特性：指装置的用途、生产能力、最大允许压强、最高介质温度、介质的毒性和爆炸危险性；③.设备组成一览表：注明组成设备的各部件的名称等。

应予以指出，以上设计全过程统称为设备的工艺设计。

完整的设备设计，应在上述工艺设计基础上再进行机械强度设计，最后提供可供加工制造的施工图7.编写设计说明书：设计说明书的内容：①目录；②设计题目及原始数据(任务书)；③简述酒精精馏过程的生产方法及特点(设计方案简介)，④论述精馏总体结构(塔型、主要结构)的选择和材料选择；⑤精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等) (工艺计算及主要设备设计);⑥设计结果概要(设计结果汇总):主要设备尺寸、衡算结果等;⑦主体设备设计计算及说明；⑧主要零件的强度计算（选做）；⑨附属设备的选择(辅助设备的计算和选型,选做）；⑩参考文献；(11)设计评述(后记)及其它．整个设计由论述，计算和图表三个部分组成，论述应该条理清晰，观点明确；计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所有数据必需注明出处；图表应能简要表达计算的结果。

化工原理课程设计一分离正庚烷-正辛烷混合液的筛板精馆塔课程设计说明书狸珀空戏分离正庚烷■正辛烷混合液味衽石称的筛板精帽塔设计姓名________________________学号________________________班级________________________指导教师_____________________ 校方_________________________ 企方设计地点_____________________设计时间2014年5月31日目录1.设计任务及要求 (3)11设计任务 (3)1.2设计内容 (3)2.主要基础数据 (3)3・设计计算 (4)3.1设计方案的确定 (4)3.2精憎塔的物料衡算 (4)3.3塔板数的确定 (5)3.4精馆塔工艺条件及有关物性数据 (6)3.5精馆塔塔体工艺尺寸计算 (8)3.6全凝器冷凝介质的消耗量 (9)3.7再沸器加热介质的消耗量 (10)4.筛板塔设计结果汇总 (11)5.工艺流程图 (11)6.设计感想 (12)7.参考文献 (12)设计题目：分离正庚烷-正辛烷混合液的筛板精馅塔1.设计任务及要求1.1设计任务在一常压操作的连续塔精馆塔内分离正庚烷-正辛烷混合物。

原料液年处理量为20000t,料液浓度为50% （正庚烷质量分数）。

要求塔顶产品正庚烷浓度为98. 5%（质量分数），塔底釜液中正辛烷浓度不低于98%（质量分数）。

设计条件如下：根据上述工艺条件进行筛板塔的设计计算。

1.2设计内容1 •设计方案的确定及流程说明;2.工艺计算；3.主要设备工艺尺寸设计；4.设计结果汇总；5.工艺流程图；6.设计感想。

2.主要基数数据以上为实验数据，也可用安托尼公式计算：三表3 A、B. C取值温度/° C A B C正庚烷 6.02 1263.91 216.432 正辛烷 6.05 1356.36 209.635表4液体密度(Kg/n?)表7液体汽化热(KJ/mol)温度/。

化工原理课程设计--常压二元精馏筛板塔设计liaochengdaxue化工原理课程设计任务书专业:班级:姓名:设计日期: 年月日至年月日设计题目: 常压二元精馏筛板塔设计设计条件: 水-乙醇体系1.进料F=6kmol/h q=0 X f=0.452.压力：p顶=4KPa 单板压降≤0.7KPa3.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=0.015.选定R/R min=1.6指导教师:_ _年月日前言在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。

塔设备就是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。

塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。

前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。

筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。

五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。

筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。

本次设计就是针对水乙醇体系，而进行的常压二元筛板精馏塔的设计及其辅助设备的选型。

由于此次设计时间紧张，本人水平有限，难免有遗漏谬误之处，恳切希望各位老师指出，以便订正。

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 1001.90 17.0095.57.21 38.91 89.09.66 43.75 86.712.38 47.04 85.316.61 50.89 84.123.37 54.45 82.726.08 55.80 82.332.73 58.26 81.539.65 61.22 80.750.79 65.64 79.851.98 65.99 79.757.32 68.41 79.367.63 73.85 78.7474.72 78.15 78.4189.43 89.43 78.151.2 物料衡算1.1-1已知：1.进料：F=6 kmol/h q=0 X f=0.452.压力：p顶=4KPa 单板压降≤0.7KPa3.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=0.015.选定：R/R min=1.6D=(X f-X w)/(X d-X w)×F=(0.45-0.01)/(0.88-0.01)×6=3.03 kmol/hW=F-D=6-3.03=2.97 kmol/h查y-x图得X d/(R min+1)=0.218∴R min=3.037 ∴R=1.6R min=4.859∵饱和蒸汽进料∴q=0L=RD=4.859×3.03=14.723 kmol/hV=(R+1)D=(4.859+1)×3.03=17.753 kmol/hL'=L+qF=14.723+0×6=14.723 kmol/hV'=V-(1-q)F=17.753-(1-0)×6=11.753 kmol/h1.3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+0.1502.提馏段操作线：Y=(L'/V')×X-(W/V')×X w∴Y=1.253X-0.000253.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。

化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计：精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。

该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式，将乙醇与水进行分离。

乙醇的浓度要求为95%（质量分数），水含量要求低于5%。

二、设计要求
1. 设计参数：
操作压力：常压
进料流量：10万吨/年
进料组成：乙醇40%，水60%（质量分数）
产品要求：乙醇95%，水5%
2. 设计内容：
完成精馏塔的整体设计，包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。

同时，还需完成塔内件（如进料口、液体分布器、再沸器等）的设计。

3. 绘图要求：
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图，并标注主要设备参数。

4. 报告要求：
完成设计报告，包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。

三、设计步骤
1. 确定设计方案：根据题目要求，选择合适的精馏塔类型（如筛板塔、浮阀塔等），并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。

2. 计算塔高和塔径：根据精馏原理和物料性质，计算所需塔高和塔径，以满足分离要求。

3. 选择填料类型：根据物料的特性和分离要求，选择合适的填料类型，以提高传质效率。

4. 设计塔内件：根据塔板数和填料类型，设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。

5. 进行工艺计算：根据进料组成、产品要求和操作条件，计算每块塔板的温度和组成，以及回流比等参数。

6. 进行经济性分析：根据设计方案和工艺计算结果，分析项目的投资成本和运行成本，评估项目的经济可行性。

化工原理课程设计任务书班级：生工081姓名：丁尚************陈国钰************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-12.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2011.7.8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)第四章：塔板数的确定 (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。

目录摘要 (3)第一章．化工原理课程设计任务书 (4)第二章．设计方案的确定 (4)第三章.精馏塔的工艺计算 (5)3.1.全塔物料衡算 (5)3.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (5)3.12.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.13物料衡算进行处理 (5)3.2 实际回流比 ............................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.1泡点温度，露点温度的计算.......................................... 错误！未定义书签。

3.2.3操作线方程...................................................................... 错误！未定义书签。

3.3逐板计算法求理论塔板数 ........................................................ 错误！未定义书签。

3.4实际板层数的求取 .................................................................... 错误！未定义书签。

3.5热量衡算的计算 ........................................................................ 错误！未定义书签。

3.6精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算............................. 错误！未定义书签。

3.6.1操作压力的计算.............................................................. 错误！未定义书签。

3.6.2平均摩尔质量的计算...................................................... 错误！未定义书签。

（强烈推荐）筛板式精馏塔设计_化工原理毕业论文中州大学化工原理课程设计设计题目：筛板式精馏塔设计学院：化工食品学院班级： 11级精化普招1班姓名：赵地指导老师：孙浩然2013年6月15日目录概述（前言）一、工艺计算二、塔高及塔径计算三、溢流装置设计四、塔板布置五、塔板校核六、塔板负荷性能图七、塔结构图八、计算结果列表参考文献后记（小结）设计任务书体系：苯-甲苯学号：31-35年处理量：12万吨开工天数：300天塔顶组成质量比：0.98塔底组成质量比：0.05进料组成质量比：0.50进料状况：泡点进料操作压力：常压概述一、筛板精馏塔的结构特点：筛板塔是扎板塔的一种，内装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。

塔内气体在压差作用下由下而上，液体在自身重力作用下由上而下总体呈逆流流动。

筛板精馏塔的结构特点有：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，但低于浮阀塔。

4.气体压力较小，每板压力比泡罩塔约低30%左右。

二、操作要点：操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。

气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触.三、应用中的优缺点：优点:气液接触部件是引导气流进入液层，并保证气液充分，均匀而良好的接触，形成大量的又是不断更新的气液传质界面，而且要使气液间最后能够较易分离。

通过筛孔的局部阻力和板上液层的重力使气体由下而上保持一定的压差以克服板间流动阻力。

缺点:1.小孔筛板以堵塞，不适宜处理脏的、黏性大的和带固体粒子的料液。

2.操作弹性较小（约2~3）。

四、精馏装置流程图1-原料液贮槽；2-加料泵；3-原料预热器；4-精馏塔；5-冷凝器；6-冷凝液贮槽；7-冷却器；8-观测罩；9-馏出液贮槽；10-残液贮槽；11-再沸器操作流程如下：如图所示，用泵2将原料液从贮槽1送至原料预热器3中，加热至一定温度后进入精馏塔4的中部。

化工原理课程设计_苯甲苯筛板精馏塔分离化工原理课程设计——苯甲苯筛板精馏塔分离化工原理课程是化工专业基础课程之一，是培养化工工程师基本能力必不可少的课程。

课程设计是学生对所学知识的应用与创新，是理论与实践结合的重要环节。

本文主要介绍苯甲苯筛板精馏塔分离的课程设计。

一、课程设计背景苯甲苯是一种常见的有机化合物，用途广泛，但在生产过程中，由于它们在密度、沸点等性质上十分相似，所以在分离方面较为困难。

而苯甲苯的分离特别重要，因为它们分别是重要的化工原料和溶剂。

化工生产中普遍采用塔分离技术。

为了更好地、更高效地分离苯甲苯混合物，需要选择特定的精馏塔进行分离。

二、课程设计目标该课程设计旨在让学生了解筛板塔精馏的基本原理，掌握苯甲苯的分离技术和设备选择，加强实践能力，提高学生的实验技能和科研能力，从而更好地服务于实际生产。

三、课程设计内容1. 预实验通过文献查询，学生需要了解苯、甲苯等有机化合物的物化性质，包括密度、沸点、溶解度等。

在此基础上，先进行预实验，确定适宜的精馏塔和操作条件参数。

2.实验设计通过分析苯甲苯混合物的物理化学性质及性能，设计出筛板塔精馏分离的实验操作步骤，包括塔底物、顶料流量的确定，进塔温度、塔压力、回流比、输出速度等参数的确定，并根据实验结果进行分析。

3.实验操作将苯甲苯混合物注入到塔中，通过不断调整操作参数，掌握精馏过程中的控制精度，达到有效分离苯甲苯混合物的效果。

在实验中注意操作安全，例如防止静电产生等。

4.数据分析根据实验的数据结果，进行数据处理，比较不同条件下的精馏效果，分析影响分离效果的原因，总结经验，确定最佳的操作条件和筛板塔精馏分离的效果。

四、课程设计意义通过苯甲苯筛板精馏塔分离的课程设计，学生将会从理论和实践两个方面得到提升，这对他们在今后的工作和生活中将带来很大的帮助。

一方面，学生将学会如何准确地分析有机化合物的物理化学性质，更好地掌握塔分离的基本原理，为今后进一步研究有机化学分离提供参考；另一方面，学生将学习如何利用实验手段进行数据处理，提升实验技能，增强实践能力，从而更好地服务于实际生产。

筛板塔精馏实验一．实验目的1．了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏过程的基本操作方法。

2．学会判断系统达到稳定的方法，掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。

3．学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法，研究回流比对精馏塔分离效率的影响。

二．基本原理1．全塔效率E T全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值：N T——完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括蒸馏釜；N P——完成一定分离任务所需的实际塔板数，本装置N P＝10。

2．图解法求理论塔板数N T以回流比R写成的精馏段操作线方程如下：y n+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；x n——精馏段第n块塔板下流的液体组成，摩尔分数；x D——塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R——泡点回流下的回流比。

提馏段操作线方程如下：y m+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；x m——提馏段第m块塔板下流的液体组成，摩尔分数；x W－塔底釜液的液体组成，摩尔分数；L'－提馏段内下流的液体量，kmol/s；W－釜液流量，kmol/s。

加料线（q线）方程可表示为：其中，q——进料热状况参数；r F——进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol；t S——进料液的泡点温度，℃；t F——进料液温度，℃；c pF——进料液在平均温度 (tS − tF ) /2 下的比热容，kJ/（kmol℃）；x F——进料液组成，摩尔分数。

（1）全回流操作在精馏全回流操作时，操作线在y－x图上为对角线，如图1所示，根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级，即可得到理论塔板数。

图1 全回流时理论塔板数确定（2）部分回流操作部分回流操作时，如图2，图解法的主要步骤为：A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线，并画出对角线作为辅助线；B.在对角线上定出a点(xD，xD)、f点(xF，xF)和b点(xW，xW)；C.在y轴上定出yC＝xD/(R+1)的点c，连接a、c作出精馏段操作线；D.由进料热状况求出q，过点f作出斜率为q/（q-1）的q线交精馏段操作线于点d，连接点d、b作出提馏段操作线；E.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止；G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。

课程名称：化工原理课程设计设计内容：筛板式精馏塔设计年级：年级姓名：姓名日期：日期目录一、前言.......................................................... (4)1、塔设备在化工生产中的作用与地位 (4)2、塔设备的分类 (4)3、板式塔 (4)3.1、筛板塔 (4)4 、乙醇和水体系 (4)二、计算说明书 (5)1 设计单元操作方案简介 (5)2 筛板塔设计须知 (5)3 筛板塔的设计程序 (6)三、设计计算书........................................... ...... (6)1、已知参数 (6)1.1设计条件 (6)1.2设计要求 (6)2、精馏流程的确定 (6)3、塔的物料衡算 (7)4、塔板数的确定 (7)4.1、理论塔板数T N的求取 (7)4.2全塔效率T E估算 (10)4.3实际塔板数 (10)5、工艺计算和物性 (10)5.1全塔的平均温度 (12)5.2操作压强Pm (12)5.3、平均摩尔质量Mm (12)ρ (13)5.4、平均密度mσ (14)5.5、液体表面张力m5.6、负荷计算 (14)6、塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)6.1、塔径D (15)6.2、溢流装置 (16)l (17)6.2.1、溢流堰长Wh (17)6.2.2、出口堰高w6.2.3、管滴宽度dW 与降液管滴面积fA (17)6.2.4.降液管底隙高度oh (18)6.3、塔板布置...........................................................................18 6.4、筛孔数n 与开孔率 ............................................................20 6.5、塔有效高度Z ..................................................................21 6.6、塔高计算...........................................................................21 7、筛板的流体力学验算 (22)7.1气体通过筛板压强降的液柱高度ph (22)7.2、雾沫夹带量Ve 的验算 (23)7.3、漏液的验算........................................................................24 7.4、液泛的验算........................................................................24 8、塔板负荷性能图 (24)8.1、过量液沫夹带线..................................................................24 8.2、液泛线..............................................................................26 8.3、液相负荷上限线..................................................................27 8.4、漏液线..............................................................................27 8.5、液相负荷下限线..................................................................27 8.6、操作弹性...........................................................................28 9、筛板塔设计计算结果汇总............................................................29 10、附属设备和接管尺寸 (30)10.1、塔顶全凝器计算与选型的 (30)10.1.1、冷凝器的形式。

化工原理课程设计---筛板式连续精馏塔及主要附属设备设计目录第一章前言 (1)1.1吸收技术概况 (1)1.3填料塔技术 (1)1.4填料的类型 (2)1.5填料的几何特性 (2)1.6填料的性能评价 (2)1.7填料塔的流体力学性能 (2)1.8填料的选择 (2)1.9填料塔的内件 (2)1.10典型的吸收过程 (2)第二章填料塔的主体设计方案的确定 (3)2.1流程说明 (3)2.2吸收剂的选择 (4)2.3填料的类型与选择 (4)2.3.1填料种类的选择 (4)2.3.2填料规格的选择 (5)2.3.3填料材质的选择 (5)第三章设计任务....................................................................................... 错误!未定义书签。

第四章设计方案的说明 (6)第五章基础物性数据 (6)5.1液相物性数据 (6)5.2气相物性数据 (6)5.3气相物中平衡数据 (6)第六章物料衡算 (7)第七章填料塔的工艺尺寸的计算 (7)7.1塔径的计算 (7)7.1.1气相质量流量为 (7)7.1.2液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即： (8)7.1.3泛点率校核： (10)7.1.4填料规格核算 (10)7.1.5液体喷淋密度核算 (10)7.2填料层高计算 (10)7.3填料层压降的计算 (13)第八章辅助设备的选型及设计 (15)8.1液体分布器 (15)8.1.1液体分布器的选型 (15)8.1.2分布点密度计算 (16)8.1.3分液计算 (17)8.2主要接管尺寸的计算 (17)8.2.1液体进料接管 (17)8.2.2气体进料接管 (18)8.3法兰 (18)8.4填料支承结构 (18)8.5填料压紧装置 (18)8.6除沫装置 (18)8.7封头 (19)8.8人孔或手孔和卸料孔 (19)8.8.1人孔或手孔 (19)8.8.2卸料孔 (19)8.9塔高 (20)8.9.1塔顶空间高度 (20)8.9.2塔底空间高度 (20)8.9.3塔体总高度 (20)8.10泵 (20)8.11风机的选型 (20)8.12设备汇总表 (21)第九章符号说明 (21)第十章总结 (22)第一章前言填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。

化工原理课程设计乙醇和水筛板精馏塔
一、工艺原理
乙醇和水筛板精馏塔是一种以乙醇为介质的广泛应用的化学反应设备。

这种精馏塔主要是利用乙醇对水的抽提分离物质的蒸馏和沉淀形式，在乙醇中达到分离的目的。

其操作原理是：将一定比例的乙醇与水混合，通过螺杆螺桶升温，使乙醇蒸馏，吸收乙醇汽体并伴随水汽在热力学过程中分离开。

因此，当这两种物质同时沉淀分离时，乙醇和水就可以通过这种方法获得更纯净的液体。

通过这个过程，物质也可以进行混合或有机溶剂的分离。

二、工艺流程
1.投料：将水混合物经过投料口，均匀的进入精馏塔管内。

2.抽提：采用乙醇为介质，出口的温度和压强维持一定的范围，当介质达到一定温度时，可使水和有机溶剂通过抽提过程进行分离。

3.进料：将经过抽提的液体经过调节阀再次进料，使乙醇连续循环。

4.净化：当液体进行循环抽提时，可使有机溶剂、水和乙醇通过滤筛板分离，达到净化的效果，经过多次的净化过程，乙醇的干净度可以达到99%以上。

5.出料：乙醇和水筛板精馏塔中的液体通过调节阀分别流入工艺和控制系统中，其中纯乙醇可作为常温下的产品出料。

三、应用领域
1、医药：
乙醇和水筛板精馏塔可以用来分离生物分子，如蛋白质、多肽、核酸和抗体等.因为乙醇有很好的气溶能力，也可以用乙醇作为载体进行药物的辅料成分分离和分离。

2、催化：
乙醇的介质有利于催化剂的活性，可以使催化剂在乙醇环境中进行催化反应，从而获得合成催化剂所需的原料。

3、有机溶剂：
乙醇可以用作有机溶剂，特别是对一些有机物质有良好的溶解效果。

在乙醇和水
筛板精馏塔的应用中，可以实现在有机溶剂中分离固体物质的目的。

第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。

1．精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。

两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。

简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。

精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。

本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。

但易漏液，易堵塞。

然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。

2．再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。

本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。

液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。

立式热虹吸特点：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。

▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。

▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。

▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

3．冷凝器（设计从略）用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。

第二章方案流程简介1．精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的分离，进而得到高纯度的产品。

流程如下：原料（丙稀和丙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。

气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。

将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。

化工原理课程设计丙烯-丙烷精馏装置设计处理量：60kmol/h产品质量：（以丙稀摩尔百分数计）＝65％进料：xf＝98％塔顶产品：xD≤2％塔底产品: xw安装地点：总板效率：0.6塔板位置：塔底塔板形式：筛板回流比：1.2班级：姓名：学号：指导老师：设计日期：成绩：前言本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。

说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。

鉴于本人经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正感谢老师的指导和参阅！目录第一章精馏过程工艺设计概述- 1 -一、概述-1-二、工艺设计基本内容-1-1、塔型选择- 1 -2、板型选择- 1 -3、进料状态- 2 -4、回流比- 2 -5、加热剂和再沸器的选择- 2 -6、冷凝器和冷却剂选择- 3 -三、工艺流程（见丙烯——丙烷工艺流程图）-3-第二章筛板塔的工艺设计- 3 -一、物性数据的确定-3-1、塔顶、塔底温度确定- 3 -2、回流比计算- 4 -3、全塔物料衡算- 4 -4、逐板计算塔板数- 5 -5、确定实际塔底压力、板数：- 6 -二、塔板设计-6-1、塔高计算- 6 -2、塔径计算- 6 -3、塔板布置和其余结构尺寸的选取- 7 -4、塔板校核- 9 -5、负荷性能图- 10 -第三章立式热虹吸再沸器的工艺设计- 12 -一、设计条件及物性参数-12-二、工艺设计-13-1、估算再沸器面积- 13 -2、传热系数校核- 14 -3、循环流量校核- 16 -第四章管路设计- 20 -一、物料参数-20-二、设计-20-第五章辅助设备的设计- 22 -一、储罐设计-22-二、传热设备-23-三、泵的设计-24-第六章控制方案- 27 -附录1.理论塔板数计算- 28 -附录2.过程工艺与设备课程设计任务书- 30 -附录3.主要说明符号- 34 -参考资料：- 34 -第一章精馏过程工艺设计概述一、概述化学工程项目的建设过程就是将化学工业X畴的某些设想，实现为一个序列化的、能够达到预期目的的可安全稳定生产的工业生产装置。

设计题目：分离苯—甲苯混合液的筛板精馏塔生产能力：年处理苯—甲苯混合液30000t（开工率300天/a）;原料：组成为45%（苯的质量分数）的苯—甲苯混合液；分离要求：塔顶流出液的组成为0.92，塔底釜液的组成为0.02。

设计条件:1、处理量： 30000 （吨/年）。

2、进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的质量分数为30%。

3、进料状态：泡点进料4、料液初温： 35℃5、冷却水的温度： 25℃6、饱和蒸汽压强：5Kgf/cm2(1Kgf/cm2=98.066)KPa7、精馏塔塔顶压强: 4 KPa(表压)8、单板压降不大于 0.7 kPa9、总塔效率为 0.5210、分离要求：塔顶的甲苯含量不小于92%(质量分数),塔底的甲苯含量不大于2%(质量分数)。

11、设备热损失为加热蒸汽供热量的5%12、年开工时间： 300（天）13、完成日期： 2011 年 12 月 25 日14、厂址：湖北荆门地区（大气压为760mmHg）一、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 MA=78.11kg/kmol 甲苯的摩尔质量 MB=92.13 kg/kmol x F =13.92/55.011.78/45.011.78/45.0+= 0.491x D =13.92/08.011.78/92.011.78/92.0+= 0.931x w =13.92/98.011.78/02.011.78/02.0+=0.024（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 M F =0.491*78.11+(1-0.491)*92.13=85.24 kg/kmol M D =0.931*78.11+(1-0.931)*92.13=79.08 kg/kmolM W =0.024*78.11+(1-0.024)*92.13=91.80 kg/kmol（3）物料衡算原料处理量 F=3*10^7/(300*24)/85.24=48.88kmol/h 总物料衡算 F=D+W苯物料衡算 48.88*0.491=0.931*D+0.024*W D=25.17kmol/hW=23.71kmol/h二、塔板数的确定(1)理论板层数NT 的求取苯-甲苯物系在某些温度下的α值取α=2.48①二元物系的相平衡方程： y=x*48.11x*48.2+②求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。

吉林化工学院化工原理课程设计题目筛板精馏塔分离苯—甲苯工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级材化 0801学生姓名学生学号指导教师张福胜2010年6 月 14日目录摘要.................................................... 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 22.2最小回流比的确定 (2)2.3物料衡算 32.4精馏段和提馏段操作线方程............................... 错误！未定义书签。

2.4.1求精馏塔的气液相负荷 3 2.4.2求操作线方程 32.5精馏塔理论塔板数及理论加料位置 32.6实际板数的计算32.7实际塔板数及实际加料位置3第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (5)3.1物性数据计算 (5)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (9)3.3筛板流体力学验算 (13)3.4塔板负荷性能图 (16)第四章热量衡算 (21)4.1塔顶气体上升的焓 (21)4.2回流液的焓 (21)4.3塔顶馏出液的焓 (21)4.4冷凝器消耗焓 (21)4.5进料的焓 (21)4.6塔底残液的焓 (21)4.7再沸器的焓 (22)第五章塔的附属设备的计算 (23)5.1塔顶冷凝器设计计算 (23)5.2泵的选型 (24)5.4塔总体高度的设计 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)主要符号说明30摘要在此筛板精馏塔分离苯-甲苯的设计中，给定的条件为：进料量为塔顶组成为：进料馏出液组成为：塔釜组成:加料热状态:q=1塔顶操作压强: (表压)首先根据精馏塔的物料衡算，求得D和W，通过图解法确定最小回流比；再根据操作线方程，运用图解法求得精馏塔理论板数，确定温度奥康奈尔公式求的板效率，继而求得实际板数，确定加料位置。

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／hW=25.21kmol／h3 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、液相负荷图3-22 图解法求理论板层数④求操作线方程精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为⑤图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，如图3-22所示。