苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计
课程设计----苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计.
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。
化工原理课程设计 苯-甲苯浮阀精馏塔共19页
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：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。
二：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。
三：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。
四：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。
五：结构简单，造价低，安装检修方便。
六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。
而浮阀塔的优点正是：而浮阀塔的优点正是：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。
化原课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计
化原课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计广州大学化工原理课程设计书专业：化学工程与工艺班级： 10精工学生：许哲淳学号： 1005200014完成时间：2012年1月1日指导老师：尚小琴老师化工原理课程设计任务书班级10精工姓名许哲淳学号1005200014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分离苯-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：1、加热方式：间接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.5kg/cm2。
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）设计方案的确定 (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)4.热能利用 (11)5.灵敏板位置的确定 (11)6.精馏流程的确定 (11)7.设计思路 (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)2.塔的物料衡算 (14)3.塔板数的确定 (15)4.塔的工艺条件及物性数据计算 (20)5.气液负荷计算 (23)6.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (24)7.塔板负荷性能图 (35)8.塔的附属设备计算 (39)9.塔总体构型 (43)前言精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的工艺设计(浮阀塔)
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。
化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计
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。
苯-甲苯浮阀塔精馏课程设计
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。
苯-甲苯浮阀连续精馏塔课程设计
吉林化工学院化工原理课程设计题目：苯—甲苯连续精馏塔设计教学院化工与材料工程学院专业班级轻化0801学生姓名学生学号 08140104指导教师刘艳杰2010年12月13日化工原理课程设计任务书专业：轻化工程班级：轻化0801 设计人：王令一、设计题目苯—甲苯连续精馏塔设计二、原始数据及条件生产能力：年处理苯—甲苯混合液：F0=3400吨（开工率8000小时/年）原料：苯的含量X f0为37%（质量百分比，下同）的常温液体分离要求：塔顶苯的含量X d0不低于%塔底苯的含量X w0不高于1%建厂地址：吉林市三、设计要求（一）编制一份设计说明书，主要内容包括：1、前言2、流程的确定和说明（附流程简图）3、生产条件的确定和说明4、精馏塔的设计计算5、附属设备的选型和计算6、设计结构列表7、设计结果的讨论和说明8、注明参考和使用的设计资料9、结束语（二）绘制一个带控制点的工艺流程图（三）绘制精馏塔的工艺条件图四、设计日期：2010年11月08日至2010年12月13日目录摘要...................................................... 错误!未定义书签。
第 1 章绪论.............................................. 错误!未定义书签。
设计流程................................................. 错误!未定义书签。
设计思路................................................. 错误!未定义书签。
第 2 章精馏塔的工艺设计.............................. 错误!未定义书签。
产品浓度的计算........................................... 错误!未定义书签。
最小回流比的计算和适宜回流比的确定....................... 错误!未定义书签。
苯-甲苯浮阀精馏塔课程设计
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。
苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计
目录摘要 1 绪论 2 设计方案的简介及工艺流程 3 1设计流程 3 2设计思路说明 3 第一章塔板的工艺设计 51.1基础物性数据 51.2物料衡算71.2.1塔的物料衡算71.2.2最小回流比的确定71.2.3理论板求取91.2.4 全塔效率101.2.5实际板数的求取101.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算101.3.1进料温度的计算101.3.2 操作压强111.3.3平均摩尔质量的计算111.3.4平均密度计算121.3.5液体平均表面张力计算121.4 精馏塔塔体工艺尺寸的计算131.4.1塔径的计算131.4.2精馏塔有效高度的计算141.5塔板主要工艺尺寸的计算151.5.1溢流装置计算151.6塔板布置及浮阀数目、浮阀排列161.7塔板流体力学验算18h181.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降f1.7.2淹塔18e191.7.3计算雾沫夹带量V1.8精馏段塔板负荷性能图191.8.1雾沫夹带上限线191.8.2液泛线201.8.3液相负荷上限线211.8.4 漏液线211.8.5液相负荷下限线211.9小结221.10浮阀塔板计算结果汇总：23 第二章塔附件设计242.1接管242.1.1进料管242.1.2回流管242.1.3塔底出料管242.1.4塔顶蒸气出料管252.1.5塔底进气管252.2筒体与封头252.2.1筒体252.2.2封头252.3除沫器252.4裙座262.5人孔262.6塔总体高度的设计272.6.1塔的顶部空间高度272.6.2塔的底部空间高度272.6.3塔立体高度27 结束语28 参考文献29 主要符号说明30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。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
苯_甲苯浮阀式精馏塔的设计说明
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。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计
根据物料性质、分离要求和操作条件，选择合适的塔径、塔高和塔板数，并进行强度校核 和稳定性分析。
塔内件和辅助设备选择与设计
根据物料性质、操作条件和分离要求，选择合适的塔板类型、填料类型、液体分布器等， 并进行详细设计。同时，根据热负荷和操作条件，选择合适的冷凝器、再沸器、回流罐等 辅助设备，并进行详细设计。
精馏原理
利用混合物中各组分挥发度的差异， 通过加热使轻组分汽化、冷凝使重组 分液化的过程，实现混合物中各组分 的分离。
精馏过程涉及热量传递和质量传递， 通过回流比、塔板数等操作参数的控 制，实现不同组分的有效分离。
连续精馏塔设计原理
连续精馏塔是实现精馏过程的设备，由塔体、塔板、进料口、冷凝器、再沸器等组 成。
优化操作参数
通过优化操作参数，如降低回流比、 提高塔顶温度等，降低精馏塔的能耗 和排放。
采用热集成技术
采用热集成技术，如热泵精馏、内部 热集成精馏等，实现能量的有效利用 和降低能耗。
加强设备维护和管理
加强设备维护和管理，确保设备处于 良好状态，降低因设备故障导致的能 耗增加和排放超标风险。
06
安全防护与环保要求
工艺流程顺畅、操作方便。
设备优化
02
针对设备选型和参数设计中存在的问题，进行优化改进，提高
设备的分离效率、降低能耗和减少投资。
控制系统设计
03
根据工艺流程和操作要求，设计合适的控制系统，实现设备的
自动化操作和远程监控。
05
操作条件与优化策略
操作条件设定
塔顶温度
根据苯-甲苯体系的物性，设定合适的 塔顶温度，以确保塔顶产品达到预定的
纯度要求。
回流比
根据塔顶产品和塔底产品的纯度要求 ，以及塔的经济性考虑，设定合适的
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计苯和甲苯是两种常用的有机溶剂，它们通常通过精馏过程进行分离。
浮阀板式精馏塔是一种常用的精馏设备，具有高效、节能、操作方便等特点。
下面就对分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺进行设计。
1.工艺流程：分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺流程一般包括进料、初留、尾留和回流等环节，具体流程如下：1)进料：将苯和甲苯混合液进料到精馏塔的顶部。
进料包括苯和甲苯的混合物以及一部分回流。
2)初留：通过多个塔板的精馏，将苯分离出来，初留液位以下的液体为初馏液，初留液通过凝气冷却器冷却后分为初留顶部产品和初留底部回流。
3)尾留：在塔底通过降温器冷却后，即可得到尾液，尾留底部产品通常作为顶部产品的回流，以保证塔托和稳定操作。
4)回流：回流是为了提高塔板的效率，减小焦失和能耗。
可通过将一部分的顶部产品送回到塔顶部作为回流。
2.浮阀板式精馏塔的设计参数：在进行浮阀板式精馏塔的工艺设计时，需要考虑以下参数：1)塔高：塔高应根据塔板的数量和塔板高度来确定，总体来说，塔高越高，分馏效果越好，但是设备成本和能耗也会增加。
2)塔板数：塔板数的确定需要考虑到初留和尾留的要求，一般根据初留质量分数和尾留质量分数进行迭代计算。
3)流量：进料流量、回流流量以及所需的产品流量都需要根据需求和经验来确定，可通过仪表和流量控制阀来调节。
4)进料温度：进料温度一般在常温下进行，如果需要提高分离效率，可以适当降低进料温度。
5)塔底温度：塔底温度是通过冷凝器来冷却的，根据具体情况来确定冷凝器的设计参数。
3.优化调整：在实际工艺操作中，可能需要对工艺参数进行优化调整，以达到更好的分离效果和降低能耗。
具体调整方法如下：1)调整回流比：根据实际需要，调整回流比可以提高塔板的效率。
2)改变操作压力：通过改变操作压力，可以改变馏出物的温度和塔板的效果，进而实现优化调整。
3)塔板节流孔调整：通过调整塔板节流孔的大小，可以影响流体的分布和液体在塔板上的停留时间，从而达到更好的分离效果。
苯甲苯浮阀塔的课程设计
苯甲苯浮阀塔的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握苯、甲苯的基本物理化学性质，理解其在浮阀塔中的行为和作用。
2. 使学生了解并掌握浮阀塔的基本结构、工作原理及其在化工过程中的应用。
3. 引导学生掌握基本的流体力学原理，并能应用于解释浮阀塔内物质的流动现象。
技能目标：1. 培养学生运用理论知识分析苯、甲苯在浮阀塔中的分离效果，提高问题解决能力。
2. 培养学生通过实验、图表等手段，对浮阀塔的操作参数进行优化，提高实践操作能力。
3. 培养学生运用科技文献、网络资源等，获取与浮阀塔相关的信息，提高自主学习能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工过程及设备的好奇心和探索精神，激发学生的学习兴趣。
2. 培养学生关注化工行业的发展，认识到化工技术在实际生产中的应用价值。
3. 增强学生的环保意识，认识到化工生产过程中应遵循的可持续发展原则。
本课程针对高年级化学工程与工艺专业学生，结合苯甲苯浮阀塔的知识点，注重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生通过本章节的学习，对苯甲苯浮阀塔的相关知识有深入理解，提高学生的理论分析和实践操作能力，同时培养学生的情感态度价值观，使其成为具有创新精神和环保意识的高素质化工人才。
二、教学内容1. 苯、甲苯的物理化学性质：结合课本第三章第二节内容，讲解苯、甲苯的结构、密度、沸点、溶解度等基本性质，分析其在浮阀塔中的行为特点。
2. 浮阀塔结构及工作原理：参照课本第四章第一节内容，介绍浮阀塔的基本结构、浮阀的作用及工作原理，阐述其在化工过程中的应用。
3. 流体力学原理：结合课本第二章第五节内容，讲解流体力学基本原理，如雷诺数、牛顿流体等，分析浮阀塔内物质的流动现象。
4. 苯甲苯在浮阀塔中的分离效果：依据课本第四章第二节内容，分析影响苯甲苯在浮阀塔中分离效果的因素，如塔板设计、回流比等。
5. 实验操作与参数优化：参考课本实验教程部分，组织学生进行浮阀塔实验，学习操作方法，掌握实验技巧，通过调整操作参数优化分离效果。
苯_甲苯浮阀塔课程设计
苯_甲苯浮阀塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解苯和甲苯的基本性质，掌握其在浮阀塔中的分离原理；2. 学会运用浮阀塔的相关知识，分析苯和甲苯在不同操作条件下的分离效果；3. 掌握浮阀塔的结构、操作原理及影响因素，能够运用相关公式进行简单计算。
技能目标：1. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，能够设计简单的苯和甲苯分离实验方案；2. 提高学生的实验操作技能，熟练使用浮阀塔进行分离实验；3. 培养学生通过观察、分析和解决问题的能力，能够根据实验结果调整实验方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学实验的兴趣，激发学生主动探索科学奥秘的欲望；2. 培养学生的团队合作意识，学会在实验过程中相互协作、共同进步；3. 增强学生的环保意识，认识到化学实验中应遵循的绿色化学原则，关注化学对环境的影响。
课程性质：本课程为化学实验课程，结合理论教学，注重实践操作和实际应用。
学生特点：学生为高年级化学专业或相关领域的学生，具备一定的化学基础知识和实验操作技能。
教学要求：通过本课程的学习，使学生能够将化学理论知识与实际应用相结合，提高学生的实验操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，注重引导学生主动参与、积极思考，培养学生的创新精神和实践能力。
课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 苯和甲苯的基本性质：讲解苯和甲苯的结构特点、物理性质及化学性质，结合教材相关章节，深入理解二者在浮阀塔中的分离原理。
2. 浮阀塔的结构与操作原理：介绍浮阀塔的结构特点、操作原理，分析影响分离效果的因素，包括塔内压力、温度、流量等。
3. 分离实验方案设计：根据苯和甲苯的物性差异，引导学生设计实验方案，包括实验步骤、操作方法及所需仪器设备。
4. 实验操作技能训练：组织学生进行浮阀塔分离实验，培养学生熟练使用实验设备，掌握实验操作技巧。
5. 实验结果分析：指导学生分析实验数据，探讨不同操作条件下苯和甲苯的分离效果，培养学生观察、分析和解决问题的能力。
苯-甲苯浮阀塔精馏课程设计最新
浮阀精馏塔工艺设计任务书班级化工0916班姓名1．工艺要求与数据（1）料液为苯——甲苯混合液，含苯40 %（质量分数）（2）XD =94 % XW=3 %（质量分数）（3）年生产能力：7万吨（进料）2．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）年生产时间330天（4）塔釜用间接蒸汽加热，加热蒸汽压力 300kPa（5）设塔顶冷凝用水进口温度为25℃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（含评价与体会）（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）绪论 (3)第一章设计方案的选择和论证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)第三章安全与环保1、安全注意事项 (38)2、环境保护 (39)第四章设计过程的评述和讨论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)结束语 (42)参考文献 (43)塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
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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)3.1冷凝器的选型 (28)3.1.1计算冷却水流量 (28)3.1.2冷凝器的计算与选型 (28)3.2冷凝器的核算 (29)3.2.1管程对流传热系数α1 (29)3.2.2计算壳程流体对流传热系数α0 (30)3.2.3污垢热阻 (31)3.2.4核算传热面积 (31)3.2.5核算压力降 (31)第四章塔附件设计 (34)4.1接管 (34)4.1.1进料管 (34)4.1.2回流管 (34)4.1.3塔底出料管 (34)4.1.4塔顶蒸气出料管 (35)4.1.5塔底进气管 (35)4.2筒体与封头 (35)4.2.1筒体 (35)4.2.2封头 (35)4.3除沫器 (35)4.4裙座 (36)4.5人孔 (36)4.6塔总体高度的设计 (36)4.6.1塔的顶部空间高度 (36)4.6.2塔的底部空间高度 (37)4.6.3塔立体高度 (37)设计结果汇总 (38)结束语 (39)参考文献 (40)主要符号说明 (41)附录 (43)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。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
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。
采用浮阀精馏塔，塔高13.11米，塔径1.4米，按逐板计算理论板数为25。
算得全塔效率为0.534。
塔顶使用全凝器，部分回流。
精馏段实际板数为13，提馏段实际板数为12。
实际加料位置在第13块板(从上往下数)，操作弹性为3.43。
通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算，均在安全操作围。
塔的附属设备中，所有管线均采用无缝钢管。
再沸器采用卧式浮头式换热器。
用140℃饱和蒸汽加热，用15℃循水作冷凝剂。
饱和蒸汽走管程，釜液走壳程。
__甲苯、精馏、图解法、负荷性能图、精馏塔设备结构关键词：苯绪论化工生产中常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。
互溶液体混合物的分离有多种方法，蒸馏及精馏是其中最常用的一种。
蒸馏是分离均相混合物的单元操作之一，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。
为实现高纯度的分离已成为蒸馏方法能否广泛应用的核心问题，为此而提出了精馏过程。
精馏的核心是回流，精馏操作的实质是塔底供热产生蒸汽回流，塔顶冷凝造成液体回流。
我们工科大学生应具有较高的综合能力、解决实际生产问题的能力和创新的能力。
课程设计是一次让我们接触并了解实际生产的大好机会，我们应充分利用这样的机会去认真去对待。
而新颖的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持努力的方向和追求的目标。
浮阀塔盘自20世纪50年代初期开发以来，由于制造方便及其性能上的优点，很多场合已取代了泡罩塔盘。
这类塔盘的塔盘板开有阀孔，安置了能在适当围上下浮动的阀片，其形状有圆形、条形及方形等。
由于浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷围，均能保持稳定操作。
气体在塔盘板上以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也较小。
与泡罩塔盘相比，处理能力较大，压力降较低，而塔板效率较高，缺点是阀孔易磨损，阀片易脱落。
操作气速不可能会很高，因为会产生严重的雾沫夹带，这就限制了生产能力的进一步提高。
具有代表性的浮阀塔有F1型（V1型）浮阀塔板、重盘式浮阀塔、盘式浮阀、条形浮阀及锥心形浮阀等。
设计方案的选择和论证1设计流程__甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，采用连续精馏流程。
本设计任务为分离苯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入精馏塔。
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，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
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。
连续精馏塔流程流程图连续精馏流程附图图1-1 流程图2设计思路在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。
实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是浮阀式连续精馏塔。
蒸馏是物料在塔的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。
热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。
要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。
塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设置。
在这里准备用全凝器，因为可以准确的控制回流比。
此次设计是在常压下操作。
因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。
回流比是精馏操作的重要工艺条件。
选择的原则是使设备和操作费用之和最低。
在设计时要根据实际需要选定回流比。
图1-2设计思路流程图1、本设计采用连续精馏操作方式。
2、常压操作。
3、泡点进料。
4、间接蒸汽加热。
5、选R=2.0Rmin。
6、塔顶选用全凝器。
7、选用浮阀塔。
在此使用浮阀塔，浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点，其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度，这样就可以避免过多的漏液。
另外还具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。
浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，其多用不锈钢板或合金。
近年来所研究开发出的新型浮阀进一步加强了流体的导向作用和气体的分散作用，使气液两相的流动接触更加有效，可显著提高操作弹性和效率。
从苯—甲苯的相关物性中可看出它们可近似地看作理想物系。
而且浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷围，均能保持稳定操作。
气体在塔盘板上以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也较小。
第一章 塔板的工艺设计1.1基础物性数据1-5 苯、甲苯的汽化潜热20 40 431.1 420.01.2物料衡算 1.2.1塔的物料衡算（1）苯的摩尔质量：78.11A M =/kg kmol 甲苯的摩尔质量：B M =92.13/kg kmol（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量：0.4578.11(10.45)92.1385.82/0.9878.11(10.98)92.1378.39/0.0278.11(10.02)92.1391.86/D W M kg kmol M kg kmol M kg kmol=⨯+-⨯==⨯+-⨯==⨯+-⨯=F （3）物料衡算总物料衡算：W D F +=即 100D W += (1)易挥发组分物料衡算： Fw D Fx Wx Dx =+即 0.980.021000.45D W ⨯+⨯=⨯ (2)塔的物料衡算总物料衡算：D+W=100苯物料衡算：0.98D+0.02W=0.45⨯100解得： D=44.79/kmol h W=55.21 /kmol h 1.2.2平衡线方程的确定由文献[1]中苯与甲苯的汽-液平衡组成可以找出101021αααα =m 算出。
如1α=B A B A y y x x //=)088.01/(088.0)212.01/(212.0--=79.2同理可算出其它的α从而推出50.2=m α所以平衡线方程xxx x y 5.115.2)1(1+=-+=αα因为q=0.96即F e x =α39.142.0672.0672.098.0672.045.05.1145.05.2min=--=--==⨯+⨯=e e e D e x y y x R y取操作回流比78.22min ==R R 。