正己烷-正庚烷筛板精馏塔的设计_课程设计精品

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化工原理课程设计................正戊烷和正己烷

目录化工原理课程设计任务书 (4)前言 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 塔设备简介 (5)2流程简介 (6)3 工艺计算 (7)3.1物料衡算 (7)3.2理论塔板数的计算 (8)3.2.1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图， (8)3.2.2 q线方程 (8)3.2.3平衡线 (8)3.2.4求最小回流比及操作回流比 (9)3.2.5求精馏塔的气、液相负荷 (10)3.2.6操作线方程 (10)3.2.7逐板法求理论板 (10)3.2.8实际板层数的求取 (11)4塔的结构计算 (11)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (11)4.1.1平均温度tm (11)4.1.2平均摩尔质量 (12)4.1.3平均压强pm (13)4.1.4平均密度 (14)4.1.5液体的平均粘度 (16)4.1.6液相平均表面张力 (17)4.2塔高的计算 (19)4.2.1最大空塔气速和空塔气速 (19)4.2.2塔径 (20)4.2.3 塔径的圆整 (20)4.2.4塔截面积AT (20)4.2.5实际空塔气速u (21)4.3精馏塔有效高度的计算 (21)5塔板主要工艺尺寸的计算 (21)5.1溢流装置计算 (21)5.1.1堰长lw (21)5.1.2溢流堰高度hw 溢流堰高度计算公式 (22)5.1.3弓形降液管宽度Wd及截面积Af (22)5.1.4降液管底隙高度h0 (24)5.2塔板布置及浮阀数目与排列 (24)5.2.1塔板的分块 (24)5.2.2边缘区宽度确定 (24)5.2.3开孔面积的计算 (24)5.2.4开孔率的计算 (25)6筛板的流体力学验算 (27)6.1气相通过浮阀塔板的压降 (27)6.1.1干板电阻 hc (27)6.1.2板上充气液层阻力h1 (27)6.2、液泛验算 (28)6.2.1与气体通过塔板的压降相当的液柱高度P h (28)6.2.2液体通过降液管的压头损失hd ， (28)6.2.3板上液层高度，取h L =0.05m (28)6.3液沫夹带 (28)6.4漏液的验算 (30)7塔板负荷性能图 (31)7.1漏液线 (31)7.2液沫夹带线 (31)7.3液相负荷下限线 (32)7.4液相负荷上限 (32)7.5液泛线 (33)8精馏塔的工艺设计结果总表 (35)9.塔附件设计 (36)9.1 接管——进料管 (36)9.2 法兰 (36)9.3筒体与封头 (36)9.3.1筒体 (36)9.3.2封头 (36)9.4 人孔 (37)9.5冷凝器 (37)9.6再沸器 (37)10.参考书目 (38)总结 (39)指导教师评语 (40)化工原理课程设计任务书前言化工原理课程设计是高等学校的一门专业必修课,通过本课程学习,有利于培养学生的独立工作、独立思考和运用所学知识解决实际工程技术问题的能力,是提高学生综合素质,使大学生向工程师转化的一个重要的教学环节。

化工原理课程设计--分离正庚烷-正辛烷混合液的筛板精馏塔

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/。

精馏塔的设计

第一章生产工艺流程的确定本设计的任务为分离正庚烷和正辛烷混合物的精馏塔设计。

对于此二元混合物的分离，采用常压下的连续精馏操作装置。

本设计采用饱和蒸汽进料，将原料以饱和蒸汽状态送人精馏塔内。

塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液体在泡点下一部分经回流装置回流至塔内，其余的部分经产品冷凝冷却器冷凝冷却后送人储罐。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

该物系属于易分离物系，最小回流比较小，操作回流比为最小回流比的2倍。

本设计带控制点的生产工艺流程图见附图-1。

第二章精馏塔2.1 精馏塔的物料衡算通过查阅资料知，一个大气压下，正庚烷的沸点为98.4℃，正辛烷的沸点125.6℃，所以混合液中，正庚烷是易挥发成分。

2.1.1已知条件:混合液的流量：F=12t/h正庚烷的含量：x F=0.42正庚烷的回收率：φ=0.98釜残夜中正庚烷的含量：x w =0.032.1.2物料衡算过程：混合液的平均相对分子质量：M F=0.42*100+0.58*114=108.12Kg/kmol混合液的流量：F=12*1000/108.12=110.99Kmol/h总物料衡算：110.99=D+W110.99*0.42=D* x D +W* x w0.98=D* x D /F*x F计算结果：D=79.77 W=31.22 x=0.573D2.2 塔板数的确定2.2.1塔板理论数N T的求取正庚烷—正辛烷属于理想物系，采用图解法求理论板层数。

（1）由资料查得正庚烷—正辛烷在101.3KPa的气液平衡数据如下:温度（℃）：98.4 105 110 115 120 125.6X: 1.0 0.656 0.487 0.311 0.157 0.0y: 1.0 0.810 0.673 0.491 0.280 0.0绘出x-y图，见附图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。

在附图2中对角线上，自点e（0.42,0.42）作垂线ef即为进料线，该线与平衡线的交点坐标y q = 0.42 x q=0.26最小回流比为R min= (x D- y q )/ (y q - x q)=(0.573-0.42) / ( 0.42-0.26) = 0.96取操作回流比为R=2 R min=2*0.96=1.92（3）求精馏塔的气液负荷线L=RD=1.96*79.77=156.35V=(R+1)D=(1+1.96)*79.77=232.93L=L=156.35V=V-F=232.93-110.99=122.0(4) 求操作线方程精馏段操作线方程为y=L x /V + D x D /V =0.658x+0.196提馏段操作线方程为y=L x /V -W x W /V =1.282x-0.008(5)图解法取理论板层数采用图解法取理论板层数，如附图2所示。

精馏塔设计化工原理课程设计

一、设计方案的确定1.塔型：选用重型浮阀塔F1型浮阀塔的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，广泛用于化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB1118-68）内。

一般情况下采用重阀，只有在处理量大并且要求压强降得很低的系统（如减压塔）中，采用轻阀。

由于本设计采用常压操作即可完成任务故采用重阀。

重阀采用厚度未2mm的薄板冲制，每阀质量约为33g。

浮阀塔具有以下优点：生产能力大；操作弹性好；塔板效率高；气体压强及液面落差较小；使用周期长；结构简单，便于安装；塔的造价低等。

2.操作压力：常压精馏因为常压下乙醇—水湿液态混合物，其沸点较低（小于100℃），故采用常压精馏就可以分离。

3.进料状态：泡点进料泡点进料的操作容易控制，而且不受季节的影响；另外泡点进料时精馏段和提留段塔径相同，设计和制造比较方便。

4.加热方式：采用间接蒸汽加热5.冷却剂与出口温度：采用25℃常温水为冷却剂，出口温度是40℃6.回流方式：泡点回流泡点回流易于控制，设计和控制是比较方便，而且可以节约能源。

3.1工艺条件和物性参数的计算3.3.1将质量分数转换成摩尔分数质量分数：0.425F X = 0.8346=0.92580.8346+0.1718D X ⨯=⨯⨯B 0.146=0.22120.146+0.918X ⨯=⨯⨯摩尔分数：()F 0.425/46=0.22430.425/4610.425/18x =+- 0.8300D x = 0.1000B x =3.1.2物料衡算摩尔流量：原料处理量=20.0115 1.85/t h -⨯= 故摩尔流量()()185010.42518500.42576.19/4618F kmol h ⨯-⨯=+=由F D B Fx Dx Bx =+ B F D =+ ()0.22430.176.1912.97/0.830.1F B D B x x D Fkmol h x x --==⨯=--()76.1912.9763.22/B F D kmol h =-=-= 质量流量：1850/F kg h = F D B Fx Dx Bx =+ B F D =+471.84/D kg h = 1378.16/B kg h =3.1.3平均分子量()()0.22434610.22431824.28/F M kg kmol =⨯+-⨯= ()()0.834610.831841.24/D M kg kmol =⨯+-⨯= ()0.1460.91820.8/B M kg kmol =⨯+⨯=3.1.4理论塔板数T N 的求取（图解法）乙醇—水气液平衡数据做x-y 图（1）最小回流比从下图读得，精馏线的斜率为min min 83340.5904183R R -==+，故min 1.441R =（2）精馏段方程()min =1.2~2R R ，故取min =1.8 1.8 1.441 2.5938R R =⨯= 则精馏段方程为：y=0.7220.23111D x Rx x R R +=+++ （3）提留段方程RR D=， 2.593812.9733.64L RD ==⨯=()/kmol h ()()146.61/V L D D R kmol h =+=+=1q =，()'46.61/V V kmol h =='33.6476.19109.83L L qF =+=+=()/kmol h则提留段方程为：''' 2.360.058B L By x x x V V=-=-故得到下图：由图得到全塔共需理论塔板13块，扣除再沸器后理论塔板数12N ，其中精T馏段12块，提留段0块E3.1.5全塔效率T（1）作t-x-y图：（2）计算黏度从t-x-y 图查得78.3C D t =︒，86.5C B t =︒，83.0C F t =︒ 则78.386.582.4C 22D B m t t t ++===︒ 由《流体力学与传热》附录二和P257液体粘度共线图可得水和乙醇在不同温度下的粘度： ()L 82.4C =0.41mPa s μ︒⋅乙醇℃，()L 82.4C =0.3461mPa s μ︒⋅水℃()()()L L +1=0.22430.41+10.22430.34610.360Lm F F x x mPa s μμμ∴=⨯-⨯⨯-⨯=⋅乙醇水（3）相对挥发度：由t-x-y 图上查得，0.8300D x =， 0.84D y *= 0.1000B x =， 0.4385B y *=()()()()10.8410.83 1.07530.8310.841D D D D D y x x y α***-⨯-===⨯-- ()()()()10.438510.17.02850.110.43851B B B B B y x x y α***-⨯-===⨯--2.749m α∴=== 则计算全塔效率为：()0.2450.490.4913T m Lm E αμ-=⨯⋅=3.1.6实际塔板数1224.430.4913T P T N N E ===，取整25P N = 其中，精馏段：12240.4913N ==精，提留段：1N =精 3.1.7塔的工艺条件以及无聊数据计算（一）、操作压强因为常压下乙醇—水湿态混合物，其沸点较低（小于100C ︒），故采用常压精馏就可以分离。

正戊烷正己烷精馏分离板式塔设计

河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 正戊烷正己烷精馏分离板式塔设计学院:化学化工学院专业:化学工程与工艺学号:::2016年11月20日化工原理课程设计任务书一、设计题目正戊烷－正己烷混合液筛板(浮阀)精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量）80000 吨/年操作周期7200 小时/年进料组成40% （正戊烷质量分率）塔顶产品组成≥98.5% （正戊烷质量分率）塔底产品组成≥98% （正己烷质量分率）2.操作条件料液初温20℃操作压力塔顶4 kpa（表压）单板压降≦0.7kPa冷却水温度20℃饱和水蒸汽压力0.25Mpa(表压)3.设备型式筛板(浮阀)塔4.厂址珠海（压力：1atm ）三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高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、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图及精馏工艺条件7.设计评述目录1 设计方案的确定 (1)1.1概述 (1)1.2设计方案确定原则 (1)1.3设计方案内容 (2)1.3.1 操作压力 (2)1.3.2 加热方式 (2)1.3.3 进料状态 (2)1.3.4 板式塔的常用塔型及其选用 (3)1.3.4 回流比 (4)1.3.5 热能利用 (4)2 精馏塔的工艺设计计算 (4)2.1设计任务和条件 (4)2.1.1 设计任务 (4)2.1.2 操作条件 (5)2.2工艺计算 (5)2.2.1 精馏塔的物料衡算 (5)2.3塔板数的确定 (6)的确定 (6)2.3.1 理论层数NT2.3.2 最小回流比的计算 (6)2.4操作线方程 (7)2.4.1 图解法求理论板层数 (7)2.5实际板数的计算 (8)3 工艺条件及有关物性的计算 (9)3.1操作压力 (9)3.2操作温度 (9)3.3平均摩尔质量 (9)3.3.1 塔顶汽液混合物平均摩尔质 (9)3.3.2 进料板汽、液混合物平均摩尔质量 ................................ 9 3.3.3 塔底汽液混合物平均摩尔质量 .................................... 9 3.3.4 精馏段汽、液混合物平均摩尔质量 ............................... 10 3.3.5 提馏段汽、液混合物 ........................................... 10 3.4 平均密度 ......................................................... 10 3.4.1 气相平均密度 ................................................. 10 3.4.2 液相平均密度 ................................................. 10 3.5 液相平均表面张力 ................................................. 11 4 精馏塔工艺尺寸计算 .................................................. 13 4.1 塔径的计算 ....................................................... 13 4.2 精馏塔有效高度的计算 ............................................. 15 4.3 溢流装置计算 ..................................................... 15 4.3.1 堰长 ......................................................... 15 4.3.2 溢流堰高度 ................................................... 15 4.3.3 弓形降液管的宽度d W 和横截面f A 的计算 ......................... 16 4.3.4 降液管底隙高度 ............................................... 17 4.3.5 塔板布置及筛孔数目的计算 ..................................... 17 4.3.6 边缘区宽度确定 ............................................... 17 4.3.7 开孔面积的计算 ............................................... 17 4.3.8 筛孔计算及其排列 ............................................. 18 5 筛板的流体力学验算 .................................................. 18 5.1 塔板压降 ......................................................... 18 5.1.1 精馏段 ....................................................... 18 5.2 气体通过液层的阻力计算 ........................................... 19 5.3 液体表面张力的阻力计算 ........................................... 19 5.4 液面落差 ......................................................... 20 5.5 液沫夹带 ......................................................... 20 5.6 漏液 . (20)5.7液泛验算 (20)6 塔板负荷性能图 (21)6.1漏液线 (21)6.2液沫夹带 (22)6.3液相负荷下限线 (24)6.4液相负荷上限线 (24)6.5液泛线 (24)7 塔附件设计 (27)7.1接管——进料管 (27)7.2筒体与封头 (27)7.2.1 筒体 (27)7.2.2 封头 (28)7.3人孔 (28)7.4裙座 (28)7.5塔釜料液排出管管径 (28)7.6回流管管径 (28)7.7塔顶蒸汽出料管 (29)7.8塔底进气管 (29)7.9法兰 (29)8 设计一览表 (29)设计评述 (31)参考文献 (31)致谢 (32)正戊烷－正己烷混合液筛板(浮阀)精馏塔设计杨鹏岳摘要：本设计任务为分离正戊烷一正己烷二元混合物，通过图解法计算得出理论板数为13块，取回流比为1.5，算出全塔效率为0.4263，实际板数为31块，进料位置为第13块塔板，在浮阀塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.6米，塔高20.525米，通过流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。

精馏塔的设计(毕业设计)

精馏塔的设计(毕业设计)精馏塔的设计(毕业设计) 精馏塔尺寸设计计算初馏塔的主要任务是分离乙酸和水、醋酸乙烯，釜液回收的乙酸作为气体分离塔吸收液及物料，塔顶醋酸乙烯和水经冷却后进行相分离。

塔顶温度为102℃，塔釜温度为117℃，操作压力4kPa。

由于浮阀塔塔板需按一定的中心距开阀孔，阀孔上覆以可以升降的阀片，其结构比泡罩塔简单，而且生产能力大，效率高，弹性大。

所以该初馏塔设计为浮阀塔，浮阀选用F1型重阀。

在工艺过程中，对初馏塔的处理量要求较大，塔内液体流量大，所以塔板的液流形式选择双流型，以便减少液面落差，改善气液分布状况。

4.2.1 操作理论板数和操作回流比初馏塔精馏过程计算采用简捷计算法。

（1）最少理论板数Nm 系统最少理论板数，即所涉及蒸馏系统（包括塔顶全凝器和塔釜再沸器）在全回流下所需要的全部理论板数，一般按Fenske方程[20]求取。

Nm=lgxD,lxD,h×xW,hxW,llgαav （4－9）式中xD,l，xD,h——轻、重关键组分在塔顶馏出物（液相或气相）中的摩尔分数；xW,l，xW,h——轻、重关键组分在塔釜液相中的摩尔分数；αav——轻、重关键组分在塔内的平均相对挥发度；Nm——系统最少平衡级（理论板）数。

塔顶和塔釜的相对挥发度分别为αD=1.78，αW=1.84，则精馏段的平均相对挥发度：αav=αDαW=1.78×1.84=1.81 由式（4－9）得最少理论板数：Nm =lg0.77140.001×0.99990.0001lg1.81=27 初馏塔塔顶有全凝器与塔釜有再沸器，塔的最少理论板数Nm应较Nm 小，则最少理论板数：Nm=Nm -1=27-1=26。

（2）最小回流比最小回流比，即在给定条件下以无穷多的塔板满足分离要求时，所需回流比Rm，可用Underwood 法计算。

此法需先求出一个Underwood参数θ。

i=1cαixF,iαi-θ=1-q （4－10）求出θ代入式（4－11）即得最小回流比。

化工原理课程设计(筛板精馏塔设计)

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。

筛板精馏塔设计方案

筛板精馏塔设计方案1绪论1.1课题研究意义、研究现状及拟采用的技术路线1.1.1课题研究意义、研究现状在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量，质量，生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。

据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。

因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视⑹。

塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备。

它可使气（或汽）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。

常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等[2]。

此外，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。

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，而且其部分都是均相物质。

生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。

塔设备的基本功能就是提供气、液两相以充分接触的机会，使传热、传质两种传递过程能够迅速有效的进行；还能使接触之后的气、液两相及时分开，互不夹带。

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产中主要的传质设备。

筛板塔普遍用作H2S-H2C双温交换过程的冷、热塔，应用于蒸馏、吸收和除尘等。

筛板精馏塔属于板式塔，筛板精馏塔具有结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压降小，生产能力大，气体分散均匀，传质效率高的优点，是化工生产中常见的单元操作设备之一。

筛板塔始于1830年，是结构最简单的一种板型。

由于其操作弹性小，当气量过小或过大时，易发生严重漏液或过量液沫夹带现象；而且易堵塞，不宜处理粘度大、易结焦的物料，一度时间曾影响到它的应用推广。

20世纪50年代后，随着林德塔板、导向塔板的应用推广，筛板塔又重新启用并日趋广泛。

精馏塔(板式)设计 (1)PPT课件

（一）全塔物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数
求出 xf、： xD、 xW
2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
化工原理课程设计
3、物料衡算
FDW FfxDDxWWx
塔顶产品易挥发组分回收率η为： η= DxD/FxF 式中:F、D、W分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液
的摩尔流量(kmol/h), xF、xD、xW分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液组成的摩尔分率
蒸馏装置包括：精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、塔釜冷却器和产品冷却器等设备，操作方式
（1）操作压力的选择（2）进料状态的选择（3）加料方式的选择（预加热）（4）回流比的选择（5）加热器的选择
化工原理课程设计
（6）冷凝器的选择塔顶产品（全凝器）和塔釜产品（冷却器）
（7）加料方式的选择高位槽或泵
1、操作压力塔顶操作压力=大气压+表压每层塔板压力=0.4～0.7KPa（取最大值）求出进料板、塔底压降、精馏段、提馏段平均压降。
化工原理课程设计
2、操作温度依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，苯、甲苯的饱和蒸气压由Antonie方程计算。依次求出塔顶温度、进料板温度、塔底温度及精馏段、提馏段平均温度 3、平均摩尔质量塔顶气、液混合物平均摩尔质量进料板气、液混合物平均摩尔质量
R1.5Rmin
①求精馏塔的汽、液相负荷
L Lq FR D qF
V V ( q 1 ) F ( R 1 ) D ( q 1 ) F
化工原理课程设计
②求精馏段、提馏段的操作线方程
y R x xD R1 R1
③作图求出理论板数
y LqFx WWx LqF W LqF W

【优秀毕设】化工原理课程设计筛板精馏塔的设计

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。

中国石油大学(华东)化工工艺与设备课程设计——精馏塔设计

中国石油大学(华东)化工工艺与设备课程设计——精馏塔设计化工工艺与设备课程设计说明书题目：轻烃分离精馏塔设计学生姓名：徐晃学号：01专业班级：过程装备与控制工程 1406 班指导教师：李皮2017年7月10 日1中国石油大学（华东）化工工艺与设备课程设计任务书学生：徐晃班级：装控14-06班编号:D01一、题目：设计一连续操作精馏装置，用以分离轻烃混合物。

二、原始数据：1.原料：处理量：360 T/d组成：异丁烷 0.09 正丁烷 0.40异戊烷 0.30 正戊烷 0.21进料状态：e＝0.602.产品要求：塔顶产品：异戊烷≯0.005塔底产品：正丁烷≯0.005（以上均为mol-fr）三、设计说明书主要内容：1.流程简图2.工艺计算（包括物料衡算及热量衡算总表）3.塔板计算4.塔体初步设计5.辅助设备的选用6.计算结果汇总表7.分析与讨论四、绘图要求：浮阀排列图五、发出日期：2017年7月2日完成日期：2017年7月11日指导教师：李皮目录211工艺设计：物料平衡、热量平衡、工艺条件的确定。

塔盘设计：塔盘各部件的尺寸等。

塔体设计：根据工艺设计结果确定塔高、接管等。

附属设备选用：塔顶冷凝器和塔底再沸器的计算与选用。

绘图部分：绘制塔体总图、浮阀排列图和塔盘装配总图。

通过课程设计这一具体的设计实践，应当达到以下目的：培养综合运用所学知识、查阅化工资料获取有关知识和数据、进行化工设备初步设计的能力；培养独立工作及发现问题、分析问题、解决问题的综合能力；提高计算能力、培养工程实际观念；深入了解化工设备的内部结构，掌握板式精馏塔的各主要部件的结构及作用；培养读图、识图、绘图的能力；培养严谨的学风和工作作风。

在课程设计中，需要注意的事项有：先在草稿纸上（计算软件中）完成全部过程；独立完成，设计必要的数据计算表，写出详细的计算示例；计算过程中要随时复核计算结果，做到有错即改，避免大返工；每一个阶段的设计完成之后，要求绘制必要的汇总表格并上交；引用参考文献的地方，查取的标准系列等要注明公式来源，标注清楚；尽量在教室进行设计，以便于答疑和掌握进度；计算说明书用计算机打印，具体格式参见课程设计书写规范。

板式塔的课程设计

正戊烷－正己烷混合液板式精馏塔设计[摘要]化工设计在化学工程项目建设的整个过程中，是一个极其重要的环节，是工程建设的灵魂。

化工设计是一门综合性很强的专业知识，同时又是一项政策性很强的工作，需要设计工作者拥有坚实的化学知识及化工常识。

在石油、化工等行业中，精馏操作是分离液体混合物的最常用手段。

其操作原理是利用液体混合物中各组分挥发度的不同，在气、液两相互相接触时，易挥发组分向液相传递，使得混合物达到一定程度的分离[]1。

本文设计了一个常压浮阀精馏塔，分离含正戊烷45％（以下皆为质量分数）的正戊烷—正己烷混合液，其中混合液进料量为5050kg/h，进料温度为48℃，要求获得98％的塔顶产品和小于2％的塔釜产品. 通过翻阅大量的资料进行物性数据处理、塔板计算、结构计算、流体力学计算、画负荷性能图以及计算接管壁厚对浮阀塔展开了全方面的设计。

[关键词]化工设计，常压浮阀塔，物性，塔板目录第一章概论 (3)1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位 (3)1.2 板式塔的分类及一般构造 (3)1.3 对塔设备的要求 (4)1.4 塔设备的发展及现状 (4)1.5 塔设备的用材 (4)1.6 板式塔的常用塔型及其选用 (4)1.7 塔型选择一般原则 (6)1.7.1 与物性有关的因素 (7)1.7.2 与操作条件有关的因素 (7)1.7.3 其他因素 (7)1.8 板式塔的强化 (7)第二章塔板计算 (8)2.1 设计任务和条件 (8)2.2 设计计算 (9)第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15)3.1 操作压力 (15)3.2 操作温度 (15)3.3 平均摩尔质量 (16)3.4 平均密度 (16)3.5 液相平均表面张力 (18)3.6 液相平均黏度 (20)3.7 物性数据汇总 (23)第四章精馏塔的塔体工艺尺寸 (24)4.1 塔径的计算 (24)4.2精馏塔高度计算 (26)4.3 溢流装置计算 (27)4.4 塔板布置及浮阀数目与排列 (30)第五章塔板流体力学验算 (33)5.1 气相通过浮阀塔板的压降 (33)5.2 淹塔 (34)5.3 雾沫夹带 (35)第六章塔板负荷性能图 (37)6.1 雾沫夹带线 (37)6.2 液泛线 (38)6.3 液相负荷上限线 (39)6.4 漏液线 (40)6.5 液相负荷下限线 (41)6.6 塔板负荷性能图 (41)6.7 计算结果汇总表 (42)6.8参考文献 (44)第一章概论1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。

正庚烷和正辛烷体系精馏浮阀塔设计

河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 正庚烷和正辛烷体系精馏浮阀塔设计学院:化学化工学院专业:_ 化学工程与工艺学号: 2014210012姓名:刘继麟指导教师:李守博2016年11月20日精馏塔设计任务书一设计题目正庚烷－正辛烷精馏分离板式塔设计二工艺条件与数据1.设计任务生产能力（进料量）90000 吨/年操作周期7920 小时/年进料组成30% （正庚烷）（质量分率，下同）塔顶产品组成≥96% （正庚烷）塔底产品组成≤4% （正庚烷）回流比，自选单板压降≤700Pa2.操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态进料温度50℃加热蒸汽0.25Mpa(表压)冷却水温度30℃3.设备型式筛板或浮阀塔板4.厂址新疆地区（吐鲁番）三设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高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、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图及精馏工艺条件图7.设计评述目录1.概述 (1)1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 (1)1.2设计方案的选择和论证 (3)1.2.1设计思路 (3)1.2.2选定设计方案的原则 (3)1.3确定设计方案 (3)1.3.1精馏方式的选定 (3)1.3.2加热方式的选取 (3)1.3.3操作压力的选取 (4)1.3.4回流比的选择 (4)1.3.5塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择 (4)1.3.6板式塔的选择 (4)1.3.7 关于附属设备的设计 (5)1.3.8 流程的设计及说明 (5)2. 精馏塔工艺设计 (6)2.1精馏塔的物料衡算 (6)2.1.1原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6)2.1.2原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量 (6)2.1.3物料衡算 (6)2.2塔板数的确定 (6)2.2.1 理论板层数NT的求取 (6)2.2.2 q线方程的计算 (7)2.2.2 塔板数的确定 (7)3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算 (9)3.1 操作压力的计算 (9)3.2操作温度的计算 (9)3.3 平均摩尔质量的计算 (10)3.4 平均密度的计算 (11)3.5平均粘度的计算 (12)3.6平均表面张力的计算 (13)4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)4.1精馏段塔径计算 (14)4.2提馏段塔径计算 (15)4.3 精馏塔有效高度的计算 (15)5.塔板主要工艺尺寸的计算 (16)5.1精馏段 (16)5.2提馏段(计算公式和原理同精馏段) (19)6.筛板的流体力学验算 (21)6.1精馏段 (21)6.2 提馏段 (23)7.塔板负荷性能图 (26)7.1精馏段负荷性能图 (26)7.2 提馏段负荷性能图 (27)8.精馏塔的工艺设计结果一览表 (30)9、精馏塔的接管尺寸及附属设备 (33)9.1．接管尺寸 (33)9.1.1进料管 (33)9.1.2回流管 (33)9.1.3塔釜出料管 (33)9.1.4塔顶蒸汽出料管 (34)9.1.5塔釜进气管 (34)9.1.6法兰 (34)9.2塔体结构 (34)9.2.1筒体与封头 (34)9.2.2除沫器 (35)9.2.3裙座 (35)9.2.4吊柱 (35)9.2.5人孔 (35)9.3塔总体高度的设计 (36)9.3.1塔的顶部空间高度 (36)9.3.2塔的底部空间高度 (36)9.3.3塔总体高度 (36)9.4附属设备设计 (36)9.4.1冷凝器 (36)9.4.2再沸器 (37)10.设计评述 (39)附图 (39)参考文献 (40)正庚烷-正辛烷精馏分离浮阀塔设计刘继麟摘要：本设计采用浮阀塔分离正庚烷和正辛烷，通过逐板计算法计算得出理论板数为20块，回流比为2.067，算出塔板效率0.59，实际板数为34块，进料位置为第18块，在浮阀塔主要工艺尺寸的设计计算中得出精馏段塔径为 1.4米，精馏段塔径为1.6米，总塔高20.74米，精馏段每层浮阀数目为85，提馏段每层浮阀数目为132。

中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷教学内容

中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷化工原理课程设计说明书设计题目：设计连续精馏分离装置（分离正戊烷,正己烷,正庚烷,正辛烷混合物）班级：化工06-2班姓名：曹震指导老师：马庆兰设计成绩：日期：2009年6月8日——2009年7月1日目录设计方案简介 (2)工艺流程简图 (3)第一章塔的工艺计算 (4)§1.1产品的组成及产品量的确定 (4)§1.2操作温度与压力的确定 (5)§1.3最小回流比的确定 (9)§1.4最小理论板数的确定 (11)§1.5适宜回流比的确定 (11)§1.6理论板数及理论加料位置的确定 (13)§1.7实际板数及实际加料位置的确定 (14)§1.8计算塔径 (14)§1.9全塔热量衡算 (18)§2.0第一章总结 (21)第二章塔板的结构设计 (22)§2.1塔板的布置 (22)§2.2塔板流体力学计算 (23)§2.3塔板负荷性能图 (30)第三章塔体结构设计 (33)§3.1塔体的尺寸、材料及开孔 (33)§3.2确定各接管的流速和直径 (34)§3.3塔的辅助设备选用 (35)计算结果汇总表 (41)自我评述 (44)工艺流程简图设计方案简介所设计的任务是：设计连续精馏分离装置，分离正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷，是一个多元精馏过程，轻关键组分是正己烷，重关键组分是正庚烷。

根据工艺操作条件和分离任务，初步确定精馏方案，画出工艺流程草图。

确定方案流程后，逐步计算和确定多元混合物精馏塔的操作条件及装备设施。

首先，通过清晰分割法以及全塔物料衡算，确定塔顶、塔底的组分及其组成，根据回流罐的温度及泡露点方程，计算出塔顶、塔底和进料的压力和温度，进而确定精馏操作条件。

通过经验估算出达到分离目的所需的最少理论板数，再结合全塔操作条件，得出最小回流比，通过作理论板数与回流比的关系曲线图，得出适宜回流比，便可确定理论板数和实际板数，并得出实际加料位置。

筛板塔设计(2013)

绘制工艺流程图的比例一般采用1：100或1：200.但实
际上，图形可不必严格按比例画。
4、常用的图形符号和标注 1）常用设备的图形符号及其标注 2）管件与阀门的图形符号
3）常见仪表参量代号及仪表图形符号
4）流程中的物料代号 5）管道流程线表示及标注（p12表2-4下一段）
（3）工艺设计计算
选择适宜的数学模型和计算方法，按任务书规定要求
、给定条件以及现有资料进行工艺设计计算，即进行物料衡算、热量衡算等。以获得物流量、能流量、各物流的组成、状态等信息。同时获得设备的结构工艺尺寸。此部分含内容较多，设计者应根据设计计算篇幅，适当划分为若干小节，使之条理清楚。
2. 精馏塔设备设计(机械设计)
(1)选择塔型和板型采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
(2)塔板结构设计和流体力学计算
(3)绘制塔板负荷性能图画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。 (4)有关具体机械结构和塔体附件的选定 • *接管规格：
根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。
*全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。
化工原理课程设计
——筛板式精馏塔设计
第一部分：化工原理课程设计任务书第二部分：设计方法
2014-1-1
第一部分：化工原理课程设计任务书
一. 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计二. 原始数据
年处理量：25000
料液初温：35℃ 料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率）
3. 附属设备设计和选用 (1)加料泵选型，加料管规格选型加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。
大致估计一下加料管路上的管件和阀门。
(2)高位槽、贮槽容量和位置高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 (3)换热器选型

正庚烷——正辛烷连续精馏塔设计

化工原理课程设计题目：正庚烷-正辛烷连续精馏塔设计学院：专业班级：姓名：学号：指导教师：2012年12月13日目录前言 (3)一、设计计划书 (5)流程的设计及说明 (6)二、塔的物料衡算 (7)三、塔板数的确定 (8)（1）相对挥发度的计算 (8)（2）实际塔板数的确定 (9)（3）全塔效率.............................................. .9 四、塔工艺条件及物性数据计算. (10)（1）操作压强的计算 (10)（2）操作温度的计算 (10)（3）平均摩尔质量的计算 (11)（4）平均密度的计算 (11)（5）液体平均粘度的计算 (12)（6）流体平均表面张力的计算 (12)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)（1）塔径 (13)（2）塔有效高度 (14)六、塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 (14)（1）溢流装置 (14)（2）塔板布置 (16)（3）孔数数与开孔率 (16)七、筛板的流体力学验算 (17)（1）气体通过筛板压降相当的液柱高度 (17)（2）液泛的验算 (17)（3）雾沫夹带量的验算 (18)八、塔板负荷性能图 (18)（1）精馏段负荷性能图 (19)（2）提馏段负荷性能图 (19)九、精馏塔的工艺设计计算结果总表 (20)主要符号说明 (23)设计评述 (24)参考书目 (24)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。

生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。

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。

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题目正己烷-正庚烷分筛板塔的设计系（院）化学与化工系专业化学工程与工艺班级学生姓名学号指导教师职称课程设计任务书一、课题名称正己烷—正庚烷分离筛板塔精馏塔设计二、设计参数（1）设计规模：苯―甲苯混合液处理量_____3___t/a（2）生产制度：年开工300天，每天三班8小时连续生产（3）原料组成：正己烷含量为40％-50%（质量百分率，下同）（4）分离要求：塔顶苯含量不低于___99__%，塔底苯含量不大于__0.2___％（5）建厂地区：大气压为760mmHg、自来水年平均温度为20℃的某地三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可）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●写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源●每项设计结束后列出计算结果明细表●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天前言 (1)第一章概述 (2)1.1精馏操作对塔设备的要求 (2)1.2板式塔的类型及性能评价 (2)1.3筛板塔的介绍 (3)第二章主塔设备设计计算 (3)2.1精馏塔的物料衡算 (3)2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (3)2.1.2原料液及塔顶、塔底产品含正己烷摩尔分数和平均摩尔质量 (4)2.1.3物料衡算 (4)2.2理论板数的计算 (4)2.2.1常压下正己烷-正庚烷气液平衡组成与温度的关系 (5)2.2.2 求q值及q线方程 (7)2.2.3 全塔效率ET (8)2.2.4 实际板层数求解 (9)2.3精馏塔正己烷-正庚烷物性参数的计算 (9)2.3.1 操作温度 (9)2.3.2 平均摩尔质量 (10)2.3.3液相平均表面张力计算 (10)2.3.5 操作压力计算 (12)2.3.6 液相平均密度计算 (12)3.1塔体主要尺寸计算 (13)3.1.1 塔径的计算 (13)3.1.2 精馏塔有效高度的计算 (16)3.2 塔板主要工艺尺寸计算 (17)3.2.1 溢流装置计算 (17)3.2.2 堰长 (17)3.2.3溢流堰高度 (17)3.2.4弓形降液管宽度和截面积 (18)3.2.5 降液管底隙高度 (19)3.3塔板布置 (19)3.3.1 塔板的分块 (19)3.3.2边缘区宽度确定 (20)3.3.3开孔区面积计算 (20)3.3.4 筛孔计算及其排列 (20)3.4筛板的流体力学验算 (21)3.4.1塔板压降 (21)3.4.2气体通过液层的阻力计算 (22)3.4.3液体表面张力的阻力计算 (23)3.4.4 液沫夹带 (24)3.4.5 漏液 (24)3.4.6 液泛 (25)3.5 塔板负荷性能图 (26)3.5.1 漏液线 (26)3.5.2 液沫夹带线 (26)3.5.3 液相负荷下限线 (27)3.5.4液相负荷上限线 (27)3.5.5 液泛线 (28)第五章热量衡算 (32)5.1焓值衡算 (32)Q (34)5.2回流液的焓RQ (34)5.3塔顶馏出液的焓DQ (34)5.4冷凝器消耗的焓CQ (34)5.5进料口的焓FQ (35)5.6塔底残液的焓WQ (35)5.7再沸器B第六章附属设备设计 (35)6.1 冷凝器的选择 (35)6.2 再沸器的选择 (36)6.3 泵的选择 (37)6.3.1进料泵 (37)6.3.2回流泵 (38)6.4接管的设计 (38)6.4.1 进料管（313.15K） (38)6.4.2 回流管 (39)6.4.3塔顶蒸气出料管 (39)6.4.5 法兰 (40)6.5筒体与封头 (41)6.6裙座 (41)6.7人孔与手孔 (41)6.8塔总体高度的设计 (42)6.8.1.塔的顶部空间高度 (42)6.8.2塔底空间高度 (42)6.8.3塔体空间高度 (42)设计感想 (42)参考文献 (43)附录 (45)前言设计是工程建设的工程，对工程建设起着主导和决定性的作用，决定着工业现代化对的水平。

在化工设计中，化工单元设备的设计是整个化工过程和装置设计的核心和基础。

并贯穿于设计过程的始终。

课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察实际工问题复杂性、学习化工知识的初次尝试。

通过成设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定时间内完成的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。

我们应在以下几个方面进行训练：①查阅资料、选用公式和收集数据的能力②综合分析任务要求、确定化工工艺流程、进行设备选型，并提出保证正常通过、安全运行所需要的检测和计量参数，同事还要考虑劳动条件和环境保护的有效措施③正确、迅速的进行工程计算④掌握化工设计的基本程序和方法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。

精馏过程在能量驱动下，使气、液两相多次接触和分离，利用各组分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，实现原料混合物中各组分分离，该过程是同时进行传热传质过程。

本次设计任务为设计一定处理量的分离乙酸乙酯-乙酸丁酯混合物的精馏塔。

板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。

与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。

而在板式精馏塔中，筛板塔有结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右，处理能力大等优点，综合考虑更符合本设计的要求。

所以说化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，完成以单元操作为主的一次设计实践。

通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，在设计过程中还应培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。

第一章概述精馏过程是现代化工生产中应用极为广泛的传质过程，其目的是利用混合液中各组分挥发度的不同将各组进行分离，并达到规定要求。

塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程广泛采用的起、液传输设备根据塔内气、液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。

1.1精馏操作对塔设备的要求精馏过程是气(汽)、液两相间的传质单元操作过程，而作为传质所用的塔设备，必须要能使气(汽)、液两相在塔板处得到充分的接触。

评价塔设备性能指标有以下几点：（1）生产能力：气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。

（2）操作弹性：操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。

（3）压降：流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。

对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。

（4）结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。

（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。

（6）塔内的滞留量要小。

1.2板式塔的类型及性能评价按照塔内气液流动的方式，可将塔板分为错流式与逆流式。

错流式塔板上带有降液管，在每层塔板上保持一定的液层厚度，气体垂直穿过液层，但对整个塔板来说，两相为逆流流动。

错流式塔板广泛应用于精馏、吸收等传质操作中。

逆流塔板也称穿流板，板上不设降液管，气液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。

栅板、淋降筛板等都属于逆流塔板。

这种塔板的结构虽简单，板面利用率也高，但需要更高的气速才能维持板上液层，操作范围较小，分离效率也很低，工业上应用也很少。

塔板板式塔的主要构件，在几种主要类型错流塔板中，应用最早的是泡罩塔，目前使用最广的是筛板塔和浮阀塔。

1.3筛板塔的介绍筛板塔板简称筛板，筛板上开有许多均匀分布的小孔，根具孔径大小，分为小孔径（孔径为3-8mm ）筛板和大孔径（孔径为10-25mm ）筛板两类。

筛孔在塔板上通常做正三角形排列。

在正常的操作气速下，通过筛板上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄露。

筛孔塔板的优点是：结构简单，造价低廉，气体压降小，板上液面落差也较小，生产能力及板效率均较泡罩塔高。

其主要缺点：操作弹性小，筛孔小时容易堵塞。

采用大孔径筛板可能避免堵塞，而且由于气速的提高，生产能力增大。

到20世纪50年代初，对筛板塔的结构、性能做了较充分的研究，价值设计和控制水平的提高，故近年来筛板塔的应用日趋广泛。

第二章主塔设备设计计算2.1精馏塔的物料衡算2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数正己烷的摩尔质量 l 86.17Kg/moM A = 正庚烷的摩尔质量 ol 100.21Kg/mM B = 原料处理量为： h Kg F /67.4166243007^103=⨯⨯=2.1.2原料液及塔顶、塔底产品含正己烷摩尔分数和平均摩尔质量467.021.1005717.864317.8643=÷+÷÷=F X 991.021.100117.869917.8699=÷+÷÷=D X 0023.021.1008.9917.862.017.862.0=÷+÷÷=W X Kmol Kg M F /65.9321.100)467.01(17.86467.0=⨯-+⨯= Kmol Kg M D /30.8621.100)991.01(17.86991.0=⨯-+⨯=Kmol Kg M W /18.10021.100)0023.01(17.860023.0=⨯-+⨯= 2.1.3物料衡算总物料衡算 h Kg W D /67.4166='+'正己烷物料衡算67.416643.0002.099.0⨯='⨯+'⨯W D 联立解得 D '= 1805kg/h ，W '=2361.67 kg/h ，F '＝4166.67kg/h Kmol F 492.4465.9367.4166=÷=Kmol D 915.2030.861805=÷= Kmol W 574.2318.10067.2361=÷= 回收率式中：F —原料液流量，Kmol/hD —流出液流量，Kmol/hW —釜残液流量，Kmol/hXF —原料液中易挥发组分的摩尔分数XD —馏出液中易挥发组分的摩尔分数XW —釜残液中易挥发组分的摩尔分数2.2理论板数的计算 Antoine 常数值组分A B C PS 正己烷5.99694 1168.337 223.9891 （KPa ）正庚烷 6.90240 1268.115 216.900 (mmHg) 2.2.1常压下正己烷-正庚烷气液平衡组成与温度的关系表一：气液平衡数据PA/KPa PB/KPa 液相中正己烷的摩尔分率x气相中正庚烷的摩尔分率y温度t/℃101.172017 38.63823519 1.002046622 1.00078063 68.7 104.3888901 40.04145771 0.951996685 0.981025442 69.7 107.6851979 41.48534828 0.903546641 0.960499495 70.7 111.0622668 42.97075497 0.856630195 0.939183527 71.7 114.5214319 44.49853518 0.811184163 0.917057965 72.7 118.0640367 46.06955554 0.767148309 0.894102923 73.7 121.691433 47.68469187 0.724465195 0.8702982 74.7 125.4049808 49.34482912 0.683080032 0.845623281 75.7 129.2060481 51.05086132 0.642940549 0.82005733 76.7 133.0960105 52.80369147 0.603996859 0.793579194 77.7 137.0762516 54.60423155 0.566201342 0.7661674 78.7 141.1481624 56.45340238 0.529508527 0.737800154 79.7 145.3131412 58.35213358 0.493874986 0.708455336 80.7 149.5725936 60.30136352 0.459259231 0.678110507 81.7 153.9279322 62.30203919 0.425621618 0.646742898 82.7 158.3805764 64.35511617 0.392924254 0.614329416 83.7 162.9319524 66.46155856 0.361130913 0.580846641 84.7 167.583493 68.62233885 0.330206953 0.546270825 85.7 172.3366372 70.83843788 0.300119237 0.510577888 86.7177.1928304 73.11084474 0.270836063 0.473743422 87.7 182.153524 75.44055669 0.242327094 0.435742687 88.7 187.2201752 77.82857908 0.214563291 0.396550612 89.7 192.3942471 80.27592526 0.187516852 0.356141792 90.7 197.677208 82.78361645 0.161161152 0.314490489 91.7 203.070532 85.35268172 0.135470689 0.27157063 92.7 208.5756983 87.98415786 0.11042103 0.22735581 93.7 214.1941908 90.67908926 0.085988763 0.181819283 94.7 219.9274988 93.43852786 0.062151444 0.134933974 95.7 225.7771159 96.26353303 0.038887558 0.086672465 96.7 235.9926376 101.21954 0.000597003 0.001390804 98.4正己烷正庚烷t-x-y图如下：由上图可知溶液的泡点温度F t=81.5℃2.2.2 求q 值及q 线方程表二：正己烷和正庚烷的汽化热(求81.5℃)内插法可得24.28)2.3537.354(2.3532.36335.2864.2735.281=-⨯--+=r98.32)2.3537.354(2.3532.36308.3341.3208.332=-⨯--+=r molJ mol KJ x r x r r F F m /42.30766/76642.30)467.01(980.32467.0240.28)1(21==-⨯+⨯=-⨯+=平均温度C t ︒=+=89.6024077.81 表三：正己烷和正庚烷的比热容(求60.89℃下) 温度T/K 330 340 正庚烷Cp2(J/(mol/K))237.4241.7内插法：)//(077.239)3309.333(3303404.2377.2414.2372K mol J C P =-⨯--+=正己烷用32DT CT BT A C P +++=已知106310232.62910637.310,10413.582738.4---⨯=⨯-=⨯=-=D C B A ，，所以)//(441.1571K mol J C P =)//(95.200)1(21K mol J x C x C C F P F P P m =-⨯+=271.1)405.81(=-⨯+=m P m r C r q m q 线方程为11---=q x x q q y F723.169.4-=x y 所以温度T/K 353.2 363.2 正己烷r1(KJ/mol)28.3527.64正庚烷r2(KJ/mol) 33.0832.41由图可看出q 线与平衡线的交点（0.518，0.712）所以438.1518.0712.0712.0991.0min =--=--=q q q D x y y x R 取157.2438.15.15.1min=⨯==RR故精馏段操作线方程314.0683.011+=+++=x R x x R R y D所以作上图。