化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计

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 (1)绪论 (2)设计方案的选择和论证 (3)第一章塔板的工艺计算 (4)1.1基础物性数据 (4)1.2精馏塔全塔物料衡算 (4)1.2.1已知条件 (4)1.2.2物料衡算 (5)1.2.3平衡线方程的确定 (5)1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.5操作线方程 (6)1.2.6用逐板法算理论板数 (6)1.2.7实际板数的求取 (7)1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2操作压力的计算 (8)1.3.3平均摩尔质量的计算 (8)1.3.4平均密度计算 (9)1.3.5液体平均表面张力计算 (10)1.3.6液体平均粘度计算 (10)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (10)1.4.1塔径的计算 (10)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (11)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)1.5.1溢流装置计算 (12)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (13)1.7塔板流体力学验算 (14)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (14)1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (15)1.7.3计算雾沫夹带量e V (15)1.8塔板负荷性能图 (16)1.8.1雾沫夹带线 (16)1.8.2液泛线 (17)1.8.3 液相负荷上限线 (18)1.8.4漏液线 (18)1.8.5液相负荷下限线 (18)1.9小结 (19)第二章热量衡算 (20)2.1相关介质的选择 (20)2.1.1加热介质的选择 (20)2.1.2冷凝剂 (20)2.2热量衡算 (20)第三章辅助设备 (23)3.1冷凝器的选型 (23)3.1.1计算冷却水流量 (23)3.1.2冷凝器的计算与选型 (23)3.2冷凝器的核算 (24)3.2.1管程对流传热系数α1 (24)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (25)3.2.3污垢热阻 (26)3.2.4核算传热面积 (26)3.2.5核算压力降 (26)第四章塔附件设计 (29)4.1接管 (29)4.1.1进料管 (29)4.1.2回流管 (29)4.1.3塔底出料管 (29)4.1.4塔顶蒸气出料管 (30)4.1.5塔底进气管 (30)4.2筒体与封头 (30)4.2.1筒体 (30)4.2.2封头 (30)4.3除沫器 (31)4.4裙座 (31)4.5人孔 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)4.6.1塔的顶部空间高度 (32)4.6.2塔的底部空间高度 (32)4.6.3塔立体高度 (32)设计结果汇总 (33)结束语 (34)参考文献 (35)主要符号说明 (36)附录 (38)摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。

目录第1章前言31.1设计题目31.2精馏与精馏流程31.3精馏的分类41.4精馏操作的特点41.5塔板的类型与选择51.6相关符号说明5第2章精馏塔的精馏段的设计计算72.1设计方案的确定72.2精馏塔的物料衡算7原料液与塔顶、塔底产品的摩尔分数7原料液与塔顶、塔底产品的平均摩尔质量7物料衡算82.3塔板数的确定82.3.1理论板层数的确定8实际板层数求取102.4精馏塔的精馏段工艺条件与有关物性数据的计算11精馏段的操作压力11精馏段的操作温度11精馏段气、液混合物的平均摩尔质量11精馏段气、液相的平均密度12精馏段液相平均表面张力122.5精馏段的塔体工艺尺寸计算13精馏段塔径和实际空塔气速的确定13精馏段精馏塔有效高度的求取152.6精馏段塔板主要工艺尺寸的计算15精馏段溢流装置性能参数的确定15精馏段塔板布置与浮阀的数目与排列162.7精馏段塔板流体力学验算18精馏段气相通过浮阀塔板的压降18精馏段降液管中清夜层高度的确定192.8精馏段塔板负荷性能图20精馏段雾沫夹带线20精馏段液泛线21精馏段液相负荷上限线21精馏段漏液线22精馏段液相负荷下限线22第3章浮阀塔板工艺设计结果一览表23第4章设计过程的评述和讨论25 4.1回流比的选择254.2塔高和塔径254.3精馏塔的操作和调节25第5章塔附件设计265.1附件的计算26接管26筒体与封头27参考文献29课程设计心得30第1章前言1.1设计题目苯－甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔）1.2精馏与精馏流程精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。

因此可是混合物得到几乎完全的分离。

精馏可视为由多次蒸馏演变而来的。

精馏操作广泛用于分离纯化各种混合物，是化工、医药、食品等工业中尤为常见的单元操作。

化工成产中，精馏主要用于以下几种目的:⑴获得馏出液塔顶的产品；⑵将溶液多级分离后，收集馏出液，用于获得甲苯，氯苯等；⑶脱出杂质获得纯净的溶剂或半成品，如酒精提纯，进行精馏操作的设备叫做精馏塔。

设计题目：苯-甲苯连续精馏塔的设计一、设计任务：试设计一连续浮阀精馏塔以别离苯-甲苯混合物。

具体工艺参数如下：1、原料处理量：年处理76000 吨苯-甲苯混合液体。

2、原料液中苯含量：27.5 %〔质量〕。

3、产品要求：馏出液中的苯含量为97 %〔质量〕。

釜液中的苯含量不高于 2 %〔质量〕。

设备的年运行时间平均为300天。

二、设计条件：2。

2、操作压力：常压。

3、进料状况：泡点进料。

4、冷却水进口温度：25 ℃，出口温度自定。

5、塔板形式：浮阀塔板。

三、应完成的工作量：1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。

2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。

3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积；。

4、编写设计说明书一份。

5、绘制精馏塔的装配图一张〔一号图纸〕。

目录前言 (4)设计说明 (7)（一）设计方案确实定 (10)1.操作压力〔加压、常压、减压〕 (10)2.进料方式〔热状况〕 (10)3.加热方式〔直接或间接〕 (10) (11) (11) (11) (13)（二）精馏塔的工艺设计计算及结构设计 (14)1.原始液：苯——甲苯的混合物 (14) (14) (15) (20) (23) (24) (35) (39) (43)前言精馏的根本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用屡次局部汽化和屡次局部冷凝的原理来实现连续的高纯度别离。

在现代的工业生产中已经广泛地应用于物系的别离、提纯、制备等领域，并取得了良好的效益。

其中主要包括板式塔和填料塔，而板式塔的塔板类型主要有泡罩塔板、浮阀塔板、筛板塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直塔板等等,精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。

提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的别离时，始终能保证一定的传质推动力。

浮阀精馏塔工艺设计任务书1．工艺要求和数据（1）料液为苯—甲苯混合液（常温)，含苯55%（质量分数）（2）X D=98.5 % X W=1.5%（摩尔分数）（3）进料量：4000kg/h2．设计条件（1）连续常压操作、中间加料、泡点回流（2）泡点进料（3）设塔顶冷凝用水进口温度为20℃（4）全塔热损失为塔釜热负荷的7％3．设计内容（1）精馏流程设计及论证（2）工艺计算（3）塔盘设计（精馏段、提馏段各选一块）（4）精馏段、提馏段流体力学条件校核（5）主要辅助设备的选型（再沸器、冷凝器）（6）控制系统、节能措施、工艺调整、故障处理、废液处理的方案4．设计成果（1）设计说明书（含评价和体会）（2）设计图纸（画在设计说明书中：流程图、t-x-y图、作图法求理论塔板数、负荷性能图2张）、（画在图纸上：塔盘布置图1张、浮阀塔工艺条件图1张）目录第一章设计方案的选择和论证 (5)1、设计流程 (5)2、设计要求 (6)3、设计思路 (6)4、相关符号说明 (7)第二章塔的工艺计算 (9)1、基础物性数据 (9)2、塔的工艺计算 (10)3、逐板计算法求理论板数计算 (11)4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)5、精馏塔的工艺尺寸的计算 (16)6、塔板流体力学校核 (23)7、塔板负荷性能图 (27)8、设计结果一览表 (31)9、辅助设备的选型 (33)10、塔附件设计计算 (34)第三章设计过程的评述和讨论 (39)1、回流比的选择 (39)2、塔高和塔径 (40)3、进料状况的影响 (40)4、热量衡算和节能 (40)5、精馏塔的操作和调节 (41)第一章设计方案的选择和论证1、设计流程泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。

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，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

2、设计要求生产能力大， 效率高，流体阻力小 ，有一定的操作弹性， 结构简单，造价低，安装检修方便。

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 (10)1.3.4平均密度计算 (10)1.3。

5液体平均表面张力计算 (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 (13)1。

4.1塔径的计算 (13)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 (15)1.5.1溢流装置计算 (15)1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (16)1.7塔板流体力学验算 (17)1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (17)1.7。

第一篇化工原理课程设计任务书1.1设计题目苯-甲苯连续精馏（浮阀）塔的设计1.2设计任务1、精馏塔设计的工艺计算及塔设备计算（1）流程及操作条件的确定；物料衡算及热量衡算；（2）塔板数的计算；（3）塔板结构设计（塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图）；（4）塔体各接管尺寸的确定；（5）冷却剂与加热剂消耗量的估算。

2.设计说明及讨论3.绘制设计图（1）流程图（A4纸）；（2）塔盘布置图（8开坐标纸）；（3）工艺条件图（1号绘图纸）。

1.3原始设计数据1、原料液：苯-甲苯，其中苯含量为35 %（质量），常温；2、馏出液含苯：99.2 %（质量）；3、残液含苯： 0.5 %（质量）；4、生产能力：4000 (kg/h).第二篇流程及流程说明为了能使生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。

贮罐中的原料液用机泵泵入精馏塔，塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液，精馏塔塔顶设有全凝器，冷凝液部分利用重力泡点回流部分连续采出到产品罐（具体流程见附图）。

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。

1、加料方式的选择：设计任务年产量虽小，但每小时4000Kg的进料量，为维持生产稳定，采用高位槽进料，从减少固定投资，提高经济效益的角度出发，选用泡点进料的加料方式。

2、回流方式的选择：塔的生产负荷不大，从降低操作费用的角度出发，使用列管式冷凝器，利用重力泡点回流,同时也减少了固定投资。

3、再沸器的选择：塔釜再沸器采用卧式换热器，使用低压蒸汽作为热源，做到了不同品位能源的综合利用，大大降低了能源的消耗量。

第三篇 设计计算3.1全塔的物料衡算1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数，进料h km ol 4000=F35%78.110.33835%78.1165%92.13F x ==+（摩尔百分数）0.5%78.110.005890.5%78.1199.5%92.13W x ==+（摩尔百分数）99.2%78.110.99399.2%78.110.8%92.13D x ==+（摩尔百分数）2、求平均分子量，将h kg 换算成 h km ol进料处: 78.110.38892.130.61286.69kg kmol F M =⨯+⨯= 塔顶处: 78.110.99392.130.00778.21kg kmol D M =⨯+⨯= 塔釜处: 78.110.0058992.130.9941192.05kg kmol W M =⨯+⨯= 进料: kmol/h 46.144000/86.69==F 3、全塔的物料衡算由物料衡算得：F F DF W DF x W x D x =+⎧⎨⨯=⨯+⨯⎩代入数据得： ⎩⎨⎧⨯+⨯=⨯+=993.000589.0388.014.4614.46D W DW解之得： ⎩⎨⎧==h kmol 86.17hkmol 28.28D W3.2相对挥发度α及回流比Rα：1、求全塔平均相对挥发度表3-11 2 3 4 5 6 7 8 9 t C。

化工原理课程设计任务书一 设计题目：苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯， 具体工艺参数如下：原料加料量 F=75kmol/h 进料组成 xf=0.41 馏出液组成 965.0=D x 釜液组成 035.0=W x 塔顶压力 k P a P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤ 进料状态 965.0=q2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。

三 主要设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高4、辅助设备选型与计算设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔设备条件图目录任务书 (1)目录 (Ⅱ)摘要 (1)第1 章绪论 (2)1.1 设计流程 (2)1.2 设计思路 (2)第2 章精馏塔的工艺设计 (4)2.1 产品浓度的计算 (4)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (5)2.3 物料衡算 (6)2.4 精馏段和提馏段操作线方程 (7)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置（编程） (7)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (8)第3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (11)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)3.4 塔板流体力学校核 (17)3.5 塔板符合性能图 (20)第4 章热量衡算 (24)4.1 热量衡算示意图 (24)4.2 热量衡算 (24)第5 章塔附属设备的计算 (29)5.1 筒体与封头 (29)5.2 除沫器 (29)5.3 裙座 (29)5.4 塔总体高度的设计 (30)5.5 换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (30)5.6 进料管的设计 (32)5.7 泵的选型 (32)5.8 贮罐的计算 (33)第6 章结论 (35)6.1 结论 (35)6.2 主要数据结果总汇 (35)结束语 (36)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (38)附录2 程序框图 (41)附录3 精馏塔工艺条件图 (43)附录4 生产工艺流程图 (44)教师评语.................................................................................................................... 错误！未定义书签。

吉林化工学院化工原理课程设题目苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔的设计教学院环境与生物工程学院专业班级安全工程0901班学生姓名学生学号指导教师2011年6月27日目 录化工原理课程设计任务书 (3)摘 要 (4)绪论 (5)第一章 精馏塔工艺设计计算 (7)1.1 精馏塔全塔物料衡算 (7)1.1.1已知条件 (7)1.1.2 物料衡算 (8)1.2 板数的确定 (8)1.2.1温度 (8)1.2.2 相对挥发度的计算 (9)1.2.3 最小回流比的确定 (9)1.2.4 求精馏塔气液相负荷 (10)1.2.5 操作线方程的确定 (10)1.2.6精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (10)1.2.7实际板数的计算 (11)1.3 工艺条件的计算 (11)1.3.1操作压强 P (11)1.4 物性数据计算 (12)1.4.1平均摩尔质量计算 (12)1.4.2平均密度 (13)1.4.3液体表面张力 (14)1.4.4 液体粘度 (15)第二章精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (16)2.1.气液负荷和塔径D 的计算 (16)2.1.1精馏段气液负荷计算 (16)2.1.2提馏段气液负荷计算 (16)2.1.3 空塔气速 (16)2.1.4精馏塔有效高度的计算 (17)2.2溢流装置 (17)2.2.1计算出口堰(外堰)高w h ................................................. 17 2.2.2降液管底隙高度0h 的确定 (18)2.2.3浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (19)第三章塔板流体力学验算 (21)3.1 气相通过浮阀塔板的静压头降hf (21)3.1.1计算干板静压头降hc (21)3.1.2降液管中清夜层高度Hd (22)3.1.3 计算雾沫夹带量eV (23)3.2.塔板负荷性能图 (23)3.2.1雾沫夹带线 (23)3.2.2液泛线 (24)3.2.3 液相负荷上限线 (26)3.2.4漏液线 (26)3.2.5液相负荷下限线 (26)3.2.6塔板负荷性能图 (27)3.2.7小结 (27)3.3 相关介质选择及热量衡算 (27)3.3.1加热介质的选择 (27)3.3.2冷凝剂 (28)3.3.3热量衡算 (28)3.4. 辅助设备 (30)3.4.1冷凝器的选型 (30)3.4.2 再沸器的选型 (31)3.5.塔附件设计 (31)3.5.1接管 (31)3.5.2筒体与封头 (33)3.5.3塔总体高度的设计 (34)第四章主要计算结果列表 (35)4.1浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.2浮阀塔的主要结构参数表 (35)4.3主要符号说明 (36)参考文献 (39)致谢 (40)化工原理课程设计任务书一 设计题目：苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计二 任务要求设计一连续筛板浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯，具体工艺参数如下：原料加料量 F=100kmol/h进料组成 45.0=F x馏出液组成 97.0=D x釜液组成 03.0=W x塔顶压力 kPa P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤进料状态 97.0=q2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。

化工原理课程设计设计题目：苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人：班级：学号：指导老师：设计时间：目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目：苯—甲苯连续精馏塔（浮阀塔）的设计一、工艺设计部分（一）任务及操作条件1. 基本条件：含苯25％(质量分数，下同)的原料液以泡点状态进入塔内，回流比为最小回流比的1.25倍。

2. 分离要求：塔顶产品中苯含量不低于95％，塔底甲苯中苯含量不高于2％。

3. 生产能力：每小时处理9.4吨。

4. 操作条件：顶压强为4 KPa (表压)，单板压降≯0.7KPa，采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。

（二）塔设备类型浮阀塔。

（三）厂址：湘潭地区（年平均气温为17.4℃）（四）设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。

2. 塔及塔板的工艺计算塔高（含裙座）、塔径及塔板结构尺寸；塔板流体力学验算；塔板的负荷性能图；设计结果概要或设计一览表。

3. 辅助设备计算及选型（注意：结果要汇总）。

4. 自控系统设计（针对关键参数）。

5. 图纸：工艺管道及控制流程图；塔板布置图；精馏塔的工艺条件图。

6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下：1. 封面（设计题目，设计人的姓名、班级及学号等）2. 目录3. 设计任务书4. 前言（课程设计的目的及意义）5. 工艺流程设计6. 塔设备的工艺计算（计算完成后应该有计算结果汇总表）7. 换热器的设计计算与选型（完成后应该有结果汇总表）8. 主要工艺管道的计算与选择（完成后应该有结果汇总表）8. 结束语（主要是对自己设计结果的简单评价）9. 参考文献（按在设计说明书中出现的先后顺序编排，且序号在设计说明书引用时要求标注）10. 设计图纸三、主要参考资料[1] 化工原理；[2] 化工设备机械基础；[3] 化工原理课程设计；[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平；胡忠于；陈东初；黄念东五、时间安排第17周～第18周前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关其他课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。

下载可编辑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'业化学工程与工艺学院牛命科学技术学院指导教师 ________________________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32% (质量) 。

(2) 塔顶馏出液中含氯苯不得高于2％(质量) 。

(3) 处理量250 kmol/h操作条件⑴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) 塔釜加热蒸汽压力0.45MPa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N T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E T (12)3.5 实际塔板数N p（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p m (13)4.2 平均温度t m (14)4.3 平均分子量M m (14)4.4平均密度p (15)4.5液体的平均表面张力怖 (16)4.6液体的平均粘度比口 ......................................................... 仃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)塔板流的体力学计算. (25)1 塔板压降2 液泛计算 (27)253 雾沫夹带的计算 (28)4 塔板负荷性能图 (30)4.1 雾沫夹带上限线. (30)4.2 液泛线. (31)4.3 液相负荷上限线. (32)4.4 气体负荷下限线（漏液线）. (33)4.5 液相负荷下限线. (33)三板式塔的结构与附属设备 (35)1 塔顶空间 (35)2 塔底空间 (36)3 人孔数目 (36)4 塔高 (36)浮阀塔总体设备结构简图： (37)5 接管 (38)5.1 进料管. (38)5.2 回流管. (38)5.3 塔顶蒸汽接管. (39)5.4 釜液排出管. (39)5.5 塔釜进气管. (40)6 法兰 (40)7 筒体与封头 (41)7.1 筒体. (41)7.2 封头. (41)7.3 裙座. (41)8 附属设备设计 (41)8.1 泵的计算及选型. (41)8.2 冷凝器. (42)8.3 再沸器. (43)四计算结果总汇 (44)五结束语 (45)六符号说明： (45)、八前言1．设计方案的思考通体由不锈钢制造，塔节规格①25〜100mm高度0.5〜1.5m,每段塔节可设置1〜2个进料口/测温口，亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。

化⼯原理课程设计_苯-甲苯混合液浮阀精馏塔设计xxxxx⼤学本科⽣课程设计说明书题⽬：分离苯和甲苯混合物的浮阀塔设计学⽣姓名：xxx学号：xxxx专业：化学⼯程班级：xxxxx指导教师：xxxxx化⼯原理课程设计任务书⼀、设计题⽬分离苯和甲苯混合物的浮阀塔设计⼆、设计任务及操作条件现受⼀化⼯⼚所托，设计⼀分离苯与甲苯的浮阀塔，其设计操作条件如下：1、混合物流量F=7kg/s35%（质量⽐）；2、要求塔顶馏出液中含苯96%，塔釜残液中含苯不⼤于1.7%，取1. 7%；3、塔内为常压操作；4、进料热状况为泡点，饱和液体进料；5、塔顶为全凝器，泡点回流，冷却⽔进出冷凝器的温度分别为20℃和30℃；6、再沸器⽤绝压为200KPa的饱和蒸汽加热，在泡点下排出；7、总板效率为50%；8、采⽤F1型浮阀塔三、设计内容1、设计⽅案的选择及流程的确定；2、塔的物料衡算、热量衡算；3、塔的主要⼯艺尺⼨的确定；⑴塔⾼、塔径及塔板结构尺⼨的确定⑵塔板的流体⼒学验算⑶塔板的负荷性能图4、辅助设备的选型与计算5、绘制⼯艺流程图（2号图）6、绘制浮阀塔的设备图（1号图纸）7、编写设计说明书⽬录化⼯⽣产常需进⾏⼆元液相混合物的分离以达到提纯或回收有⽤组分的⽬的，精馏是利⽤液体混合物中各组分挥发度的不同并塔设备是化⼯、炼油⽣产中最重要的设备类型之⼀。

本次设计的浮阀塔是化⼯⽣产中主要的⽓液传质设备。

此设计针对⼆元物系的精馏问题进⾏分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计⽅法被⼯程技术⼈员⼴泛的采⽤。

本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：⼯艺计算，辅助设备计算,塔设备等的附图。

关键词：苯；甲苯；精馏塔；操作弹性Chemical production often need for binary liquid mixture separation to achieve the purpose of purification and recycling useful components, distillation is the use of liquid mixture and volatility of each component in different by many partial vaporization and much partial condensation achieve weight component separation method. Distillation operation in chemical industry, petroleum chemical industry, light industry and other industrial production in occupies an important position. Therefore, master gas-liquid balance relationship, familiar with all kinds of tower operation characteristics, the selection, design and analysis of the various parameters is very important in the process of separation.Tower equipment is chemical, oil refining, production in one of the most important types of devices. The design of the float valve tower is the main gas liquid mass transfer in chemical production equipment. This design according to the binary system of distillation problem analysis, selection, calculation, accounting, drawing, etc., is a complete distillation design process, the design method is widely adopted by the engineering technical personnel.This concept of benzene and toluene ─ float va lve column separation equipment were described in detail, mainly including: process calculation, auxiliary equipment, the appended drawings of tower equipment, etc.Keywords: benzene, toluene, rectifying tower, elasticity of operation⽬录第⼀章塔板的⼯艺设计 (1)1.1 相关物性参数................................................................................................................................... 1 1.2 全塔的物料衡算............................................................................................................................... 2 1.3 塔板数的确定.. (3)1.3.1平衡曲线的绘制 ................................................................................................................... 3 1.3.2相对挥发度........................................................................................................................... 4 1.3.3操作回流⽐的确定............................................................................................................... 5 1.3.4理论塔板数的确定............................................................................................................... 5 1.3.5实际板层数的确定............................................................................................................... 7 1.4精馏塔的⼯艺条件及有关物性数据的计算 . (10)1.4.1定性温度的确定 ................................................................................................................. 10 1.4.2精馏段参数......................................................................................................................... 10 1.4.3提馏段参数的确定............................................................................................................. 12 1.4.4初选塔板间距..................................................................................................................... 13 1.5 精馏塔⼯艺尺⼨的计算. . (14)1.5.1初步计算塔径 ..................................................................................................................... 14 1.5.2 塔径圆整............................................................................................................................ 16 1.5.3溢流装置与流体流型......................................................................................................... 16 1.5.4降液管................................................................................................................................. 18 1.6 塔板主要⼯艺尺⼨的计算............................................................................................................. 20 1.7塔板设计 .. (26)1.7.1塔板布置............................................................................................................................. 26 1.7.2浮阀塔的开孔率及阀孔排列............................................................................................. 27 1.8塔板流体⼒学验算 .. (30)1.8.1计算⽓相通过浮阀塔板的静压头降f h ............................................................................301.8.2液泛 .................................................................................................................................... 32 1.8.3雾沫夹带量V e ....................................................................................................................321.9.2液泛线 (35)1.9.4 漏液线—⽓相负荷下限线 (35)1.9.5液相负荷下限线 (36)1.9.6塔的操作弹性 (37)第⼆章塔体结构 (38)2.1塔顶空间 (38)2.2塔底空间 (38)2.3⼈孔 (38)2.4塔⾼ (38)设计结果汇总 (40)参考⽂献 (41)结束语 (42)主要符号说明 (43)第⼀章塔板的⼯艺设计1.1 相关物性参数表1-1 苯、甲苯的粘度温度℃ 0 20 40 60 80 100 120 苯s mPa ?0.638 0.485 0.381 0.308 0.255 0.215甲苯s mPa ? 0.758 0.580.459 0.373 0.311 0.264 0.228表1-2 苯、甲苯的密度表1-3 苯、甲苯的表⾯张⼒温度℃ 0 20 40 60 80 100 120 苯 /mN m 31.60 28.80 26.25 23.74 21.27 18.85 16.49 甲苯/mN m 30.8928.5426.2223.9421.6919.4917.34表1-4 苯、甲苯的摩尔定⽐热容温度℃ 0 50 100 150 苯 /()kJ kmol k 72.7 89.7 104.8 118.1 甲苯/()kJ kmol k93.3113.3146.6表1-5 苯、甲苯的汽化潜热温度℃ 20 40 60 80 100 120 苯 /kJ kg431.1420.0407.7394.1379.3363.2温度℃ 0 20 40 60 80 100 120 苯3/kg m -- 877.4 857.3 836.6 815.0 792.5 767.9 甲苯3/kg m885.6867.0848.2829.3810.0790.3770.0甲苯 /kJ kg 412.7 402.1391.0 379.4 367.1 354.2表1-6 苯和甲苯的物理参数表1-7 饱和蒸汽压1.2 全塔的物料衡算（1）苯的摩尔质量：mol kg M A /78= 甲苯的摩尔质量：mol kg M B /92= 原料含苯的质量百分率为35%，塔顶馏出液中苯含量96%，塔釜残液中苯含量不⼤于1.7% 则：原料液含苯的摩尔分率：3884.092/6478/3578/35=+=F x塔顶馏出液中含苯的摩尔分率：9659.092/478/9678/96=+=D x.092/3.9811.78/7.178/7.1=+=W x（2）原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量已知产品中甲苯的摩尔分率，故可计算出产品的平均摩尔质量：原料液的平均摩尔质量：MF ＝78×0.3884＋(1－0.3884)×92＝86.562kg/kmol 塔顶液的平均摩尔质量：MD ＝78×0.9659＋(1－0.9659)×92＝78.477kg/kmol 塔底液的平均摩尔质量：分⼦式相对分⼦质量沸点℃临界温度℃临界压⼒MPa苯（A ） C 6H 6 78.11g/mol 80.1 288.95 4,898 甲苯（B ） C 7H 892.13g/mol110.6318.574.109A B C 苯 6.9419 2769.42 -53.26 甲苯7.05803076.65-54.65MW ＝78×0.0200＋(1－0.0200)×92＝91.72kg/kmol （3）物料衡算全塔物料衡算：进料液： F=7kg/s=323.08kmol/h总物料恒算： F=D+W D+W=323.08kmol/h苯物料恒算： FxF=DxD+WxW 323.08×0.3884=D ×0.9659+W ×0.0200 联⽴解得：D = F W D W F X -X X -X = 323.080.0200-096590.0200-0.3884?= 125.83 kmol/h W = F －D = 323.08-125.83=197.25 kmol/h1.3 塔板数的确定理论塔板数T N 的求取苯-甲苯物系属理想物系，可⽤梯级图解法（M ·T ）和逐板法,求取NT ，步骤如下： 1.3.1平衡曲线的绘制根据苯-甲苯的相平衡数据，利⽤泡点⽅程和露点⽅程求取。

化工原理课程设计论文( 2010 届 )题目：苯-甲苯混合液筛板（浮阀）精馏塔设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学生姓名：王文俊学号：21007051065指导教师：吴彬完成时间：2013 年 6 月 26 日成绩：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。

精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。

精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节。

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。

1 、板式精馏塔设计任务书1.1、设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。

1.2、设计任务(1)原料液中苯含量：质量分率＝50％(质量)，其余为甲苯。

(2)塔顶产品中苯含量不得低于98％(质量)。

(3)残液中苯含量不得高于2％(质量)。

(4)生产能力：30000 t/y苯产品，年开工330天。

1.3、操作条件(1)精馏塔顶压强：4.0kPa(表压) (2)进料热状态：间接蒸汽加热。

化工原理课程设计--苯-甲苯分离过程浮阀精馏塔的设计苯-甲苯分离过程浮阀精馏塔的设计摘要：本设计对苯-甲苯分离过程浮阀精馏塔装置进行了设计，主要进行以下几方面工作：1、精馏塔设计方案的确定。

2、对生产的主要设备-浮阀塔进行了工艺设计计算,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算：⑥精馏塔塔板的流体力学验算：⑦精馏塔塔板的负荷性能图；⑧塔顶冷凝器的冷凝热和塔釜再沸器的汽化热计算。

3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。

4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。

从本设计中，我们组的队员学到了很多;团队合作，讨论完善，总结思考能力得到了锻炼。

关键词：苯-甲苯；浮阀塔；工艺设计计算；流程图；工艺条件简图目录前言1、设计方案的确定1.1设计流程的说明1.2操作方案的说明1.3本设计中符号的说明2、精馏塔物料衡算2.1物料衡算示意图2.2全塔物料衡算3、塔板数的确定3.1理论塔板数N T的求取3.1.1绘制苯-甲苯物系x-y图3.1.2求精馏塔的气、液相负荷3.1.3操作线方程3.1.4图解法求理论塔板数3.2实际塔板数的求取4、精馏段有关物性数据以及主要工艺尺寸的计算4.1精馏塔有关物性数据的计算4.1.1操作压力计算4.1.2操作温度计算4.1.3平均摩尔质量计算4.1.4平均密度计算4.1.5液体平均粘度计算4.1.6液体平均表面张力计算4.2精馏塔的塔体工艺尺寸计算4.2.1精馏段塔径的计算4.2.2精馏塔的有效高度的计算4.3塔板主要工艺尺寸的计算4.3.1溢流装置计算4.3.2塔板计算4.4塔板的流体力学验算4.4.1塔板压降的计算4.4.2液面落差的计算4.4.3液沫夹带的计算4.4.4漏液的计算4.5塔板负荷性能图的绘制4.5.1过量液沫夹带线4.5.2液泛线4.5.3液相负荷上限线4.5.4漏液线4.5.5液相负荷下限线4.5.6塔板负荷性能图4.6提馏段各参数汇总4.7塔顶冷凝器的冷凝热和塔釜再沸器的汽化热的计算4.7.1冷凝器的选型4.7.2冷凝器的冷凝热计算4.7.3再沸器的汽化热计算5、塔附件设计计算5.1接管5.2法兰5.3筒体与封头5.4裙座5.5人孔数目6、塔总体高度设计7、浮阀精馏塔工艺设计结果讨论7.1漏液7.2液泛7.3液体停留时间7.4流型7.5板距与塔高7.6回流比的影响7.7塔板效率的影响因素7.8换热器的选择7.9传热介质的选择8、附录8.1精馏系统的物料流程图8.2精馏塔的工艺条件简图9、参考文献10、致谢前言化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。

化工原理课程设计_苯——甲苯二元物系浮阀式式精馏塔的设计吉林化工学院化工原理课程设计题目苯----甲苯二元物系伏阀精馏塔设计教学院化工与材料工程学院专业班级化工0902学生姓名闫秋影学生学号 09110220指导教师张福胜2011年12月16日目录摘要 (1)绪论 .................................................... 错误!未定义书签。

设计方案的选择............................................... 错误!未定义书签。

第一章塔板的工艺的计算 (5)§1.1精馏塔的物料衡算 (4)§1.2各段理论塔板数的计算 (5)1.2.1相对挥发度的计算 (5)1.2.2最小回流比的计算............................................1.2.3精馏塔气液相负荷 ........................... 错误!未定义书签。

1.2.4操作线方程的确定 ........................... 错误!未定义书签。

1-3-6 精馏塔理论塔板数的计算..................... 错误!未定义书签。

1-3-7 板效率的计算 (9)1-3-8 实际板数的计算及全塔效率的计算 (11)第二章精馏塔主要工艺尺寸的设计 (8)§2.1精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)2.1.1操作压力计算 (8)2.1.2操作温度计算............................... 错误!未定义书签。

2.1.6平均密度的计算 ............................. 错误!未定义书签。

2.1.7液体平均表面张力的计算 ..................... 错误!未定义书签。

2.1.3平均摩尔质量的计算 ......................... 错误!未定义书签。