丙酮_水化工原理课程设计报告书
分离 丙酮-水 混合液(混合气)的板式精馏塔化工原理课程设计word模板
*****大学化工原理课程设计说明书专业：应用化学班级：学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间： 2020 年 4 月 20 日成绩：化工原理课程设计任务书专业应用化学班级设计人一、设计题目分离丙酮-水混合液（混合气）的板式精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理丙酮-水混合液（混合气）： 8.0 万吨（开工率300天/年）；原料：丙酮含量为 40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶丙酮含量不低于（不高于） 96 %；塔底丙酮含量不高于（不低于） 3 %。
建厂地址：沈阳三、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、设计结果列表；7、设计结果的讨论与说明；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（A3）（三）绘制精馏塔的工艺条件图（A3）四、设计日期： 2020 年 03 月 10 日至 2020 年 04 月 20 日2沈阳化工大学化工原理课程设计前言精馏一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法。
双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。
典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。
精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝，部分凝液作为回流液返回塔顶,其余馏出液是塔顶产品。
位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。
进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。
在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。
液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。
对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。
进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。
丙酮和水吸收塔化工原理课程设计
丙酮和水吸收塔化工原理-从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔是一种常用的化工设备，广泛应用于化工、医药、食品等领域，具有吸收、分离、净化等功能。
本文将从结构、工艺过程和应用角度深度探讨丙酮和水吸收塔化工原理。
一、丙酮和水吸收塔结构丙酮和水吸收塔主要由塔壳、填料层、进料管道、排气管道、循环泵和控制系统组成。
塔壳一般为不锈钢或碳钢材质，填料层可以是泡沫塑料、陶粒或塑料制品。
进料管道和排气管道负责分别导入和排出气体。
循环泵则起到循环液体的作用，控制系统用于调节塔内气体温度和流速等参数。
二、丙酮和水吸收塔工艺过程丙酮和水吸收塔的工艺过程可以分为四个步骤：吸附、溶解、反应和分离。
1. 吸附当气体进入丙酮和水吸收塔时，它们就开始接触填料上涂有吸收剂的表面。
此时，气体中的废气开始与吸收剂发生接触，废气中的污染物开始逐渐被吸收剂吸附。
2. 溶解在吸附的基础上，当气体与吸收剂发生接触时，吸附剂会逐渐溶解。
目的是使废气在吸收剂中形成分子内的显著降解和溶解，在这一步骤中，需要预先调节液体和气体的比例，温度和压力等参数以确保溶解的发生。
3. 反应在液池中发生吸收剂与废气中污染物之间化学反应，使废气中的污染物逐渐被分解降解，从而减轻对环境负担。
4. 分离在经过吸附、溶解和反应之后，液池中的吸收剂会变得过度饱和。
这时，液池内的液体会通过流量调节阀流入分离器，使污染物与吸收剂分离。
而气体则经过排气管道排出丙酮和水吸收塔。
三、丙酮和水吸收塔应用丙酮和水吸收塔具有广泛的应用领域，如环境保护、化工生产、医药生产和食品加工等。
例如，在环境保护领域，丙酮和水吸收塔主要应用于废气处理。
在化工生产中，丙酮和水吸收塔主要用于去除废气中的有机气体，减轻对环境的污染。
在医药生产和食品加工领域，丙酮和水吸收塔则主要用于去除废气中的异味、二氧化碳等有害气体，提高晶体产品的纯度和质量。
综上所述，丙酮和水吸收塔化工原理是一种重要的工艺和设备，具有吸收、分离、净化等多种功能。
陈旺 化工原理 精馏塔(丙酮-水)
课程设计说明书课题名称丙酮水板式蒸馏塔及其工艺设计计算专业班级过程装备与控制工程五班学生学号 1101030203 学生姓名陈旺学生成绩指导教师吕仁亮武汉工程大学化工与制药学院化工原理设计任务书设计题目：丙酮－水二元物料板式精馏塔设计条件：常压： 1p atm =处理量： 50000吨/年进料组成： 50%丙酮，50%水（质量分率，下同）馏出液组成：D X =0.96釜液组成： 馏出液 99%丙酮，釜液1%丙酮塔顶全凝器 泡点回流回流比： R=1.5Rmin加料状态： 1.0q =单板压降： 0.7a kp ≤设计任务：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）。
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。
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。
摘要利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。
该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。
气、液相回流是精馏重要特点。
在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。
在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，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分离时，始终能保证一定的传质推动力。
所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
2013化工原理课设
《化工原理》课程设计报告废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计学院天津大学化工学院专业化学工程与工艺班级 1 班学号3010207014姓名马骁霄指导教师吴松海《化工原理》课程设计任务书一、设计题目废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计本设计项目是根据生产实际情况提出的二、设计任务及条件1、原料液组成组分组成（质量%）丙酮75水252、分离要求产品中水分含量≤0.2%（质量%）残液中丙酮含量≤0.5%（质量%）3、处理能力废丙酮溶媒处理量______13.5____吨/天（每天按24小时计）4、设计条件操作方式：连续精馏操作压力：常压进料状态：饱和液体进料回流比：根据设计经验自行确定塔填料：金属环矩鞍填料，填料规格自选塔顶冷凝器：全凝器三、设计计算内容1、物料衡算2、填料精馏塔计算⑴操作条件的确定⑵塔径的确定⑶填料层高度的确定⑷填料层压降的计算⑸液体分布器设计计算⑹接管管径的计算3、冷凝器和再沸器的计算与选型4、填料精馏塔设计图5、废丙酮溶媒回收过程工艺流程图目录第1章前言…….………………………………………………………………………………..1.1课题的来源及意义…….……………………………………………………..1.2精馏塔的选择依据…….……………………………………………………..1.2.1选择填料塔的依据…….………………………………………………...1.2.2选择金属环矩鞍填料的依据…….…………………………………………... 第2章工艺设计要求…….…………………………………………………………..2.1进料要求…….………………………………………………………………..2.2分离要求…….………………………………………………………………..2.3塔顶冷凝设计要求…….……………………………………………………..2.4塔釜再沸器设计要求…….…………………………………………………..2.5接管管径设计要求…….……………………………………………………..2.6液体分布器设计要求…….…………………………………………………..第3章工艺过程设计计算…….……………………………………………………..3.1物料衡算…….………………………………………………………………..3.1.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率…….………………………….3.1.2原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量…….…………………….3.1.3物料衡算…….………………………………………………………….3.1.4原料液及塔顶、塔釜产品的质量流率…….………………………….3.1.5物料衡算表…….……………………………………………………….3.2操作条件…….………………………………………………………………..3.2.1操作压力…….………………………………………………………….3.2.2操作温度…….………………………………………………………….3.3塔径计算…….………………………………………………………………..3.3.1计算最小回流比及理论板数…….…………………………………….3.3.2计算精馏段和提馏段的物性参数…….…………………………….....3.3.3采用埃克特通用关联图计算泛点气速及塔径…….………………….3.3.4圆整塔径后验算…….………………………………………………….3.4塔高计算…….………………………………………………………………..3.4.1填料层高度…….……………………………………………………….3.4.2填料层高度校核…….………………………………………………….3.5压降计算…….………………………………………………………………..3.5.1精馏段填料层压降…….……………………………………………….3.5.2提馏段填料层压降…….……………………………………………….3.5.3填料层高度和压降汇总…….………………………………………….3.6液体分布器计算…….………………………………………………………..3.6.1液体分布器的选型…….……………………………………………….3.6.2分布点密度计算…….………………………………………………….3.6.3孔流速计算…….……………………………………………………….3.6.4布液计算…….………………………………………………………….3.6.5布液器设计…….……………………………………………………….3.7接管管径计算…….…………………………………………………………..3.7.1进料管管径的计算…….……………………………………………….3.7.2进气管管径的计算…….………………………………………………3.7.3出气管管径的计算…….……………………………………………….3.7.4回流管管径的计算….…………………………………………………3.7.5出液管管径的计算…….………………………………………………3.8冷凝器与再沸器计算与选型…….…………………………………………..3.8.1冷凝器…….…………………………………………………………….3.8.2再沸器…….…………………………………………………………….第4章问题讨论…….……………………………………………………………….. 第5章填料精馏塔设计条件图…….……………………………………………….. 第6章废丙酮溶媒回收过程工艺流程图…….……………………………………..第1章前言1.1课题的来源及意义在抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其组成为含丙酮75%，水25%（质量分数）。
化工原理课程设计丙酮和水
设计任务书（一）设计任务拟建立一套连续板式精馏塔分离丙酮-水溶液，进料中含丙酮50%（质量分数）。
设计要求废丙酮溶媒的处理量为 12 万吨/年，塔底废水中丙酮含量不高于 6% （质量分数）。
要求产品丙酮的含量为 99% （质量分数）。
（二）操作条件1) 塔顶压力 4kPa（表压）2) 进料热状态自选3) 回流比自选4) 塔底加热蒸气的压力为 0.5Mpa（表压）5) 单板压降≤0.7 kPa（三）塔板类型自选（四）工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五) 设计说明书的内容1. 设计内容(1) 流程和工艺条件的确定和说明(2) 操作条件和基础数据(3) 精馏塔的物料衡算；(4) 塔板数的确定；(5) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；(6) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；(7) 塔板主要工艺尺寸的计算；(8) 塔板的流体力学验算；(9) 塔板负荷性能图；(10) 主要工艺接管尺寸的计算和选取（进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、人孔等）(11) 塔板主要结构参数表(12) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2. 设计图纸要求：(1) 绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；(2) 绘制精馏塔设计条件图（A3号图纸）。
目录1. 设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2操作条件和基础数据 (1)2.精馏塔的物料衡算 (1)2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1)2.3物料衡算 (2)3.塔板数的确定 (2)3.1理论板层数N T的求取 (2)3.1.1 求最小回流比及操作回流比 (2)3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷 (3)3.1.3 求操作线方程 (3)3.1.4 图解法求理论板层数 (3)3.2 塔板效率的求取 (4)3.3 实际板层数的求取 (5)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5)4.1操作压力计算 (5)4.2 操作温度计算 (5)4.3 平均摩尔质量的计算 (5)4.4 平均密度的计算 (6)4.4.1 气相平均密度计算 (6)4.4.2 液相平均密度计算 (6)4.5液体平均表面张力计算 (7)4.6液体平均黏度计算 (7)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)5.1塔径的计算 (8) (8) (9)5.2精馏塔有效高度的计算 (9)5.3精馏塔的高度计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (10)6.1溢流装置计算 (10)lw (10)6.1.2 溢流堰高度hw (11)6.1.3 弓形降液管宽度Wd 和截面积Af (11)6.1.4 降液管底隙高度h o (11)6.2塔板布置 (12) (12) (12) (12) (12)7.筛板的流体力学验算 (13)7.1塔板降 (13)hc计算 (13)hl计算 (13)hσ计算 (13)7.2液面落差 (13)7.3液沫夹带 (14)7.4漏液 (14)7.5液泛 (14)8.塔板负荷性能图 (15)8.1漏液线 (15)8.2液沫夹带线 (15)8.3液相负荷下限线 (16)8.4液相负荷上限线 (17)8.5液泛线 (17)9.主要接管尺寸计算 (19)9.1蒸汽出口管的管径计算 (19)9.2回流液管的管径计算 ............................................................19 9.3进料液管的管径计算 ............................................................19 9.4釜液排出管的管径计算 .........................................................19 10.塔板主要结构参数表 ..................................................................20 11.设计过程的评述和有关问题的讨论 ................................................21 参考文献 (23)1. 设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为分离丙酮—水混合物提纯丙酮，采用连续精馏塔提纯流程。
水吸收丙酮课程设计—化工原理课程设计报告书
化工原理课程设计报告书设计题目：水吸收丙酮填料塔的设计姓名：王XX学号：XXXXXXX专业：制药工程班级：20XX（1）班指导老师：XXX日期：20XX 年1 月目录1设计方案简介 (2)1.1设计方案的确定 (2)1.2填料的选择 (2)2工艺计算 (2)2.1 基础物性数据 (2)2.1.1 (2)2.1.2气相物性的数据 (2)2.1.3气液相平衡数据 (3)2.1.4 物料衡算 (3)2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (4)2.2.1 塔径的计算 (4)2.2.2 填料层高度计算 (6)2.2.3 填料层压降计算 (8)2.2.4 液体分布器简要设计 (8)3.设备的计算及选型 (10)3.1 填料支承设备 (10)3.2填料压紧装置 (10)3.3液体收集再分布装置 (10)3.4气体和液体的进出口装置 (10)4.设计参数一览表 (11)5.设计评述 (12)6.参考文献 (12)设计内容及目的：本次试验所设计的内容为一填料吸收塔，用于脱除空气中的丙酮蒸汽。
混合气体处理量为2800m 3/h 。
进口混合气中含丙酮蒸汽8%(V/V)；混合气进料温度为35℃，采用清水进行吸收。
[要求]：丙酮的回收率达到96%；[操作条件]:操作压力为常压，操作温度为25℃。
1设计方案简介1.1设计方案的确定用水吸收丙酮属中等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收流程。
因用水作为吸收剂，且丙酮不作为产品，故采用纯溶剂。
1.2填料的选择对于水吸收丙酮的过程，操作温度及操作压力较低，工业上通常选用塑料散装填料。
在塑料散装填料中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，故此选用DN38聚丙烯阶梯环填料。
2工艺计算2.1 基础物性数据2.1.1液相物性的数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
由手册查得，25℃时水的有关物性数据如下：密度为 ρL=997.1 kg/m3粘度为 μL=0.0008937 Pa·s=3.2173kg/(m·h)表面张力为σL=71.97 dyn/cm=932731 kg/h2丙酮在水中的扩散系数为 DL=1.327×10-9m2/s=4.776×10-6m2/h(依 D=0D μμ00T T 计算，查《化工原理》教材)2.1.2气相物性的数据进塔混合气体温度为35℃混合气体的平均摩尔质量为MVm=ΣyiMi=0.08×58.08+0.92×29=31.33g/mol混合气体的平均密度为混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册得35℃空气的粘度为μV=1.88 ×10-5Pa•s=0.068kg/(m•h)查手册得丙酮在空气中的扩散系数为h m s cm D V /038.0/106.022== （依2/3000))((T T P P D D =计算，其中293K 时，100kPa 时丙酮在空气中扩散系数为1×s m /1025-，查《化工原理》教材）2.1.3气液相平衡数据当x<0.01,t=15～45℃时，丙酮-水体系的亨利系数可用式：T E 2040171.9lg -=计算E=211.5kPa相平衡常数为m=E/P=211.5/101.3=2.09溶解度系数为262.002.185.2111.997=⨯==s LEM H ρ)/(3m kPa kmol ⋅2.1.4 物料衡算进塔气相摩尔比为1110.080.0870110.08y Y y ===--出塔气相摩尔比为21(1)0.0870(10.96)0.00348Y Y φA =-=-=3 / K 239 . 1 15 . 308 314 . 8 33 .31. 325 . 101 m g RT PM m m V V = ⨯ ⨯ = = ρ进塔惰性气相流量为2800273(10.08)101.93/22.427335V kmol h =⨯-=+该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即2121min /)(X m Y Y Y VL --= 对于纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为 02=Xmin 0.08700.00348() 2.010.0870/2.090L V -==-取操作液气比为min )(8.1V L V L = 1.8 2.01 3.62L V =⨯=3.62101.93368.99/L kmol h =⨯=)()(2121X X L Y Y V -=-1101.93(0.08700.00348)0.023368.99X -==2.2 填料塔的工艺尺寸的计算2.2.1 塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速气相质量流量为2800 1.2393469V ω=⨯=kg/h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即368.9918.026649L ω=⨯=kg/hEckert 通用关联图的横坐标为0.50.566491.239()()0.073469997.1L V V L ωρωρ==图一填料塔泛点和压降的通用关联图（引自《化工原理》教材） 查图一得 17.02.02=L LV F F g u μρρψφ 查表1170-=m F φ 0.20.20.170.179.81997.1 2.842/1701 1.2390.8937LF F V L g u m s ρϕψρμ⨯⨯===⨯⨯⨯ 取 0.70.7 2.842 1.989/F u u m s ==⨯=由 442800/36000.73.14 1.989s V D m u π⨯===⨯ 圆整塔径，取D=0.7m泛点率校核： 22800/3600 2.02/0.7850.7u m s ==⨯2.14100%75.30%2.842F u u =⨯=（在允许范围内） 填料规格校核：70018.42838D d ==> 液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为()h m m L w ⋅=/08.03min查表3/5.1322m m a t =h m m a L U t w ⋅=⨯==23min min /6.105.13208.0)( min 26649/997.117.330.7850.7U U ==>⨯ 经以上校核可知，填料塔直径选用D=700m 合理。
化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计
07 安全环保措施与节能优化 建议
安全防护措施考虑
防火防爆措施
采用防爆电器、设置可燃气体检 测报警装置、确保塔内压力稳定 等，以防止火灾和爆炸事故的发 生。
操作安全
制定严格的操作规程，对操作人 员进行专业培训，确保他们熟悉 设备的操作和维护，减少人为操 作失误。
设备安全
选用高质量的材料和可靠的制造 工艺，确保设备的稳定性和安全 性；对关键设备进行定期检查和 维护，及时发现并处理潜在的安 全隐患。
根据冷却水温度、冷却水量、蒸汽量等条件，计算冷凝器传热面积 、冷却水流速等参数。
再沸器
根据加热蒸汽量、加热温度等条件，计算再沸器传热面积、加热蒸 汽流速等参数。
辅助系统（如冷凝器、再沸器等）设计
冷凝器设计
选择合适的冷凝器类型（如列管式、板式等），确定冷却 水进出口温度、冷却水量等参数，进行传热计算和结构设 计。
产品收集
塔顶蒸出的丙酮经过冷凝器冷凝 后收集，塔底排出的水经过处理
后排放或回收利用。
操作条件选择
操作压力
根据丙酮和水的性质及工艺要求 ，选择合适的操作压力。一般来
说，常压精馏可以满足要求。
操作温度
根据丙酮和水的沸点及传质传热要 求，选择合适的操作温度。通常， 操作温度略高于丙酮的沸点。
回流比
回流比对精馏塔的分离效果和能耗 有重要影响。在保证分离效果的前 提下，应尽量降低回流比以减少能 耗。
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对设计结果进行仿真验证，分析 设计方案的可行性和经济性。
02 精馏塔工艺设计
工艺流程确定
原料预处理
将丙酮和水按一定比例混合，经 过预热器加热至适宜温度，进入
丙酮水化工原理课程设计
丙酮水化工原理课程设计丙酮水化工原理课程设计一、前言在当今的化工行业中，水化反应是一项重要的反应，其中丙酮水化是一项非常重要的反应。
丙酮水化反应的过程非常复杂，因此需要专业的课程来进行讲解。
本次课程设计旨在让学生了解丙酮水化反应及其工艺流程，并通过实验来深入探究其反应机理。
二、课程设计目标1. 了解丙酮水化反应及其反应机理。
2. 熟悉丙酮水化反应的工艺流程。
3. 学习如何进行丙酮水化反应实验，并深入研究反应机理。
4. 掌握一般化学实验室操作技能和实验安全规范。
三、课程设计内容1. 丙酮水化反应简介介绍丙酮水化反应的原理和反应机理。
2. 实验前的准备工作学生需要熟悉实验室的安全规范和实验操作流程。
在实验前，需要进行一系列准备工作，例如准备实验器材、准备试剂等。
3. 实验设计本次实验的主要目的是研究丙酮水化反应的反应机理。
在实验中，首先需要准备好反应器，并将反应器放到恒温水浴的水槽中。
然后，将丙酮和水添加到反应器中，并搅拌均匀。
接着，向反应器中加入氢氧化钠作为催化剂，开启搅拌器，记录下反应时间和反应温度。
4. 实验结果记录实验结果，并对实验数据进行统计分析。
通过实验结果，可以推导出丙酮水化反应的机理。
5. 实验总结对本次实验进行总结，并向学生详细讲解本次实验的目的和意义。
四、实验器材和试剂1. 恒温水浴2. 100ml容积瓶3. 搅拌器4. PH计5. 氢氧化钠6. 丙酮7. 水五、实验安全注意事项1. 实验室内不能吸烟、喝水、食物。
2. 实验室内要戴好实验手套、眼镜、防护衣。
3. 实验时要注意操作规范，避免事故发生。
4. 反应器出现异常情况时需要立即停止实验，避免危险。
六、结语本课程设计的目的是让学生深入了解丙酮水化反应及其机理，进一步掌握实验技能并熟悉实验安全规范。
希望通过这次课程设计，能够让学生在理论知识和实验操作中取得提高。
水吸收丙酮化工原理及机械设备课程设计_说明书
化工原理课程设计说明书学生：指导教师：班级：专业：应用化学课程设计任务书1、设计题目：设计一个填料塔，回收混合气中的丙酮。
进塔气在操作条件下(101.3kPa，250C)的流量为0.5+ (学号后两位) m3/s，其丙酮含量为5%(摩尔分数)，要求塔内吸收率达98%。
(其它条件自行根据实际条件确定，但要合理)。
要求：设计包括设备的工艺设计和机械设计1.工艺设计包括塔的各部分尺寸计算、填料的选择、塔内各种辅助件的确定等内容；2.机械设计包括塔的壁厚、补强，强度的校核等内容；3.在设计过程确定吸收过程的控制过程；4.设计包括设计说明书和设备装配图。
1概述与设计方案的确定 (1)1.1填料塔简述 (1)1.2设计方案的确定 (1)1.2.1装置流程的确定 (1)1.2.2填料的选择 (2)1.2.3 吸收剂的选择 (3)1.3操作参数的选择 (4)1.3.1操作温度的选择 (4)1.3.2操作压力的选择 (4)2.设计计算 (5)2.1基础物性数据 (5)2.1.1 液相物性数据 (5)2.1.2气相物性数据 (5)2.1.3气液相平衡数据 (6)2.2物料衡算 (6)2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (7)2.3.1塔经的计算 (7)2.3.2泛点率校核 (7)2.3.3填料规格校核 (8)2.3.4液体喷淋密度校核 (8)2.4填料塔填料高度计算 (8)2.4.1传质单元高度计算 (8)2.4.2传质单元数的计算 (10)2.4.3填料层高度的计算 (10)2.4.4填料塔附属高度计算 (10)2.5填料层压降计算 (11)2.6.液体分部器计算和再分部器的选择和计算 (12)2.6.1 液体分布器的选型 (12)2.6.2分布点密度计算 (12)2.6.2液体保持管高度 (13)2.7其他附属塔内件的选择 (14)2.7.1液体分部器 (14)2.7.2液体再分布器 (15)2.7.3填料支承板 (15)2.7.4料压板与床层限制板 (15)2.7.5气体进出口装置与排液装置 (15)2.8吸收塔的流体力学参数计算 (16)2.8.1吸收塔的压力降 (16)2.8.2吸收塔的泛点率 (17)2.8.3气体动能因子 (18)2.8.4离心泵的选择与计算 (18)3.8.5进出管工艺尺寸的计算 (18)总结 (19)工艺设计计算结果汇总与主要符号说明 (20)化工机械设备部分 (23)一、设计条件 (23)二、按计算压力计算塔体与封头厚度 (23)三、塔设备的质量载荷计算 (24)四、风载荷与弯矩计算 (25)五、地震弯矩计算 (27)六、各种载荷引起的轴向应力 (28)七、塔体与裙座危险截面的强度与稳定校核 (30)八、塔体水压实验 (32)九、水压试验时应力校核 (33)十、基础环设计 (34)十一、地脚螺栓承受的最大拉应力 (35)化工原理部分1概述与设计方案的确定1.1填料塔简述塔设备在化工、石油化工、生物化工、医药、食品等生产过程中广泛应用的汽液传质设备[1]。
丙酮-水化工原理课程设计
丙酮-水化工原理课程设计3.塔板数的确定3.1理论塔板数N T的求取3.1.1求最小回流比及操作回流比丙酮-水是非理想物系，先根据丙酮-水平衡数据（见下表1），绘出平衡线，如下图所示。
由表1数据可作出t-y （x ）图如下由表1数据作出相平衡y-x 线图由 x）1-（α1xαy +=， 得 ）1-y （x ）1-x （y α=由表计算得：α1=38.31 α8=5.71α2=34.58 α9=4.20α3=32.35α10=3α4=27.59 α11=2.18α5=17.39 α12=1.60α6=11.56 α13=1.33α7=7.99α14=1.20所以 α=1414321α·...·α·α·α=7.055得出相平衡方程：y =6.055x17.055x+泡点进料，所以q=1，x e =x F =0.143 代入相平衡方程，得到y e =0.541所以 R min ee e D x -y y -x ===0.143-0.5410.541-0.968 1.073初步取实际操作回流比为理论回流比的1.5倍即 R=1.5R min =1.5×1.073 = 1.61 3.1.2 求精馏塔的气、液相负荷L 15.949.9061.1=⨯==RD kmol/h V =25.849.90)161.1()1(=⨯+=+D R kmol/h L '88.6472.7015.94=+=+=F L kmol/h V '25.84==V kmol/h3.1.3 求操作线方程 精馏段操作线方程为 y 0.3710.617968.025.849.9025.8415.94+=⨯+=+=x x x V D x V L D 提馏段操作线方程为y '0.03163.43301.025.8462.8025.8488.64''''''-=⨯-=-=x x x VW x V L W3.1.4 捷算法求理论板层数 求最少理论塔板数N min 和N minlN min α/lg xx -1x -1x lg W WD D⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=96.3055.7/lg 0.0130.013-10.968-10.968lg =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= N minl α/lg x x -1x -1x lg F FD D ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2.66055.7/lg 0.1430.143-10.968-10.968lg =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 捷算法求理论塔板数0.20611.611.073-1.611R R -R X min =+=+=()()0.6580.206-10.75X -10.75Y 5668。
丙酮水课程设计
《食品工程原理》课程设计题目用苯萃取水中乙基香兰素的萃取装置设计姓名谢岸欢学号201011211124专业班级食品科学与工程1101班指导教师叶盛权设计时间2012年12月21日目录一、设计任务简介-------------------------------------------------------------------------- 3二、设计条件------------------------------------------------------------------------------------ 3三、萃取剂的选择---------------------------------------------------------------------------- 3四、流程选择----------------------------------------------------------------------------------- 5五、溶剂用量确定--------------------------------------------------------------------------- 5六、萃取设备的选择----------------------------------------------------------------------- 6七、萃取塔的工艺设计------------------------------------------------------------------- 91、物性数据------------------------------------------------------------------------------------ 92、萃取塔直径--------------------------------------------------------------------------------- 93、塔高计算------------------------------------------------------------------------------------ 104、计算结果汇总------------------------------------------------------------------------------ 145、主要符号说明------------------------------------------------------------------------------ 156、结构设计------------------------------------------------------------------------------------ 16八、设计的心得与感想------------------------------------------------------------------ 18一、设计任务简介现拟用以萃取过程萃取水溶液中丙酮，已知丙酮质量分数是7.9％，处理量21000kg/h，要求最后的萃余相中丙酮的质量分数低于0.5％。
化工原理课程设计
化工原理课程设计1200吨丙酮-水连续填料精馏塔设计学院：化学生物与材料科学学院专业：化学工程与工艺设计人：二零一六年六月设计任务一、设计题目设计分离丙酮-水混合液的填料精馏塔。
二、设计数据及条件1、生产能力年处理丙酮-水混合液：1200 吨（开工率：300/年）；2、原料组成丙酮含量为80% （质量百分率，下同），水含量为20%3、分离要求产品中水分含量≤4%（质量分数）残夜中丙酮含量≤4%（质量分数）4、设计条件操作方式：连续精馏操作压力：常压进料状态：饱和液体进料回流比：R=3.59塔填料：500Y金属孔板波纹填料塔顶冷凝器：全凝器三、设计计算内容1、物料衡算2、填料精馏塔计算⑴操作条件的确定⑵塔径的确定⑶填料层高度的确定⑷填料层压降的计算⑸液体分布器设计计算⑹接管管径的计算3、冷凝器和再沸器的计算与选型4、填料塔结构图、填料结构图、填料支撑板结构图摘要本设计任务是“1200吨丙酮-水连续填料精馏塔设计”。
通过该课程设计，将在抗生素药物生产过程中的产生的废丙酮溶媒进行分离。
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入精馏塔内。
丙酮常压下的沸点是56.2℃，故可采用常压操作，用30℃的循环水进行冷凝。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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槽。
因所分离的物系的重组分是水，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排出。
丙酮-水物系分离的难易程度适中，气液负荷适中，设计中选用500Y金属孔板波纹填料。
该设计说明书主要内容为：物料衡算、理论塔板数计算、精馏塔塔体工艺尺寸计算、填料层高度的计算、填料层压降计算、液体分布器分布点密度计算、精馏塔接管尺寸计算。
在抗生素药物生产过程中的产生的废丙酮溶媒中由于含有大量丙酮，不能直接排放到环境中，如果进行丙酮回收，既可以降低生产费用，又能使废水排放达到生产要求。
因此，将废丙酮回收，降低排放废水中的丙酮含量，从而产生社会效益和经济效益，是一个很重要的课题。
化工原理课程设计丙酮
化工原理课程设计丙酮一、教学目标本节课旨在通过学习丙酮的化工原理，使学生掌握丙酮的基本性质、制备方法和主要用途，了解丙酮在化工生产中的地位和作用。
知识目标包括：1.了解丙酮的分子结构、物理性质和化学性质。
2.掌握丙酮的制备方法，包括化学合成法和生物发酵法。
3.知道丙酮的主要用途，包括溶剂、香料、塑料等领域。
技能目标包括：1.能够运用所学知识分析和解决丙酮生产过程中遇到的问题。
2.能够进行丙酮的性质实验，掌握实验操作方法和数据处理技巧。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对化工行业的兴趣和认识，了解化工产品在生活中的重要作用。
2.培养学生珍惜资源、保护环境的意识，提高他们对化工生产过程中污染控制的重视。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括丙酮的分子结构、物理性质、化学性质、制备方法和主要用途。
教学大纲如下：1.丙酮的分子结构：介绍丙酮的分子式、结构特点和分子间相互作用。
2.丙酮的物理性质：讲解丙酮的熔点、沸点、溶解性和密度等。
3.丙酮的化学性质：阐述丙酮的氧化、还原、取代等反应特性。
4.丙酮的制备方法：详细介绍化学合成法和生物发酵法的原理、反应条件和优缺点。
5.丙酮的主要用途：讲解丙酮在溶剂、香料、塑料等领域的应用。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：用于讲解丙酮的分子结构、物理性质、化学性质、制备方法和主要用途等基本知识。
2.讨论法：学生就丙酮制备方法和应用进行小组讨论，促进学生思考和交流。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解丙酮在化工生产中的地位和作用。
4.实验法：安排学生进行丙酮性质实验，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用《化工原理》教材，为学生提供系统性的理论知识。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书籍，拓展知识面。
丙酮和水课程设计
丙酮和水课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解丙酮和水的化学性质，掌握其在不同条件下的相互作用。
2. 学生能够描述丙酮与水的溶解过程，了解溶解度的影响因素。
3. 学生能够掌握丙酮与水混合溶液的物理性质变化，如密度、沸点等。
技能目标：1. 学生能够运用实验方法，观察丙酮与水的溶解现象，分析溶解度与温度、压力的关系。
2. 学生能够运用化学知识，解释丙酮与水混合溶液的性质变化，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习丙酮与水的相关知识，培养对化学实验的兴趣和热情，增强科学探究精神。
2. 学生能够认识到丙酮与水混合溶液在实际应用中的价值，关注化学与生活的联系，提高环保意识。
3. 学生在小组合作实验过程中，培养团队协作精神，学会尊重他人，提高沟通能力。
课程性质：本课程为化学实验课，以实验为基础，结合理论知识，培养学生的实践能力和科学素养。
学生特点：初三学生，已具备一定的化学基础知识，对实验操作感兴趣，具有一定的观察能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实验，培养实验操作技能和观察分析能力。
通过小组合作，提高学生的沟通与协作能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成良好的科学素养。
二、教学内容本节教学内容以人教版初中化学教材中“有机物的性质”章节为基础，结合课程目标，组织以下内容：1. 丙酮的化学性质：介绍丙酮的结构、物理性质，重点讲解丙酮的化学性质，如氧化、还原、加成反应等。
2. 水的性质：回顾水的分子结构、物理性质，以及水的电离、离子积等化学性质。
3. 丙酮与水的相互作用：讲解丙酮与水的溶解过程，分析溶解度与温度、压力的关系。
4. 丙酮与水混合溶液的性质：探讨丙酮与水混合溶液的密度、沸点、折射率等物理性质变化。
5. 实践操作：安排学生进行丙酮与水混合溶液的制备和性质测试实验，观察实验现象，分析数据。
教学内容安排和进度如下：第一课时：介绍丙酮的化学性质，回顾水的性质，为后续实验打下理论基础。
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1. 设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为分离丙酮—水混合物提纯丙酮，采用连续精馏塔提纯流程。
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，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系，回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.2 操作条件和基础数据进料中丙酮含量（质量分率） 35%；产品中丙酮含量（质量分率） 99%；塔釜中丙酮含量（质量分率）不大于0.04；进料量 F=2000kg/h；操作压力塔顶压强为常压进料温度泡点；1.3工艺流程图2.精馏塔的物料衡算2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率丙酮的摩尔质量 MA=58.08kg/kmol水的摩尔质量 MB=18.02kg/kmo lx F =02.18/56.008.58/35.008.58/35.0+=0.143x D =02.18/01.008.58/99.008.58/99.0+=0.968x W =02.18/69.008.58/40.008.58/40.0+=0.0132.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.143×58.08+（1-0.143）×18.02=23.75kg/kmolMD=0.968×58.08+（1-0.968）×18.02=56.80kg/kmolMW=0.013×58.08+（1-0.013）×18.02=18.54kg/kmol 2.3 物料衡算原料进料量为2000kg/hF=2000/27.51=72.70kmol/h总物料衡算 72.70=D+W丙酮的物料衡算 72.70×0.143=0.968D+0.013W联立解得 D=9.90W=62.803.塔板数的确定3.1理论塔板数N T的求取3.1.1求最小回流比及操作回流比丙酮-水是非理想物系，先根据丙酮-水平衡数据（见下表1），绘出平衡线，如下图所示。
由表1数据可作出t-y（x）图如下由表1数据作出相平衡y-x 线图由 x）1-（α1xαy +=， 得 ）1-y （x ）1-x （y α=由表计算得：α1=38.31α8=5.71 α2=34.58 α9=4.20 α3=32.35 α10=3 α4=27.59 α11=2.18 α5=17.39 α12=1.60 α6=11.56 α13=1.33 α7=7.99α14=1.20所以 α=1414321α·...·α·α·α=7.055 得出相平衡方程：y =6.055x17.055x+泡点进料，所以q=1，x e =x F =0.143 代入相平衡方程，得到y e =0.541所以 R min ee e D x -y y -x ===0.143-0.5410.541-0.968 1.073初步取实际操作回流比为理论回流比的1.5倍即 R=1.5R min =1.5×1.073 = 1.613.1.2 求精馏塔的气、液相负荷L 15.949.9061.1=⨯==RD kmol/h V =25.849.90)161.1()1(=⨯+=+D R kmol/hL '88.6472.7015.94=+=+=F L kmol/h V '25.84==V kmol/h3.1.3 求操作线方程 精馏段操作线方程为 y 0.3710.617968.025.849.9025.8415.94+=⨯+=+=x x x V D x V L D 提馏段操作线方程为y '0.03163.43301.025.8462.8025.8488.64''''''-=⨯-=-=x x x VW x V L W3.1.4 捷算法求理论板层数 求最少理论塔板数N min 和N minlN min α/lg xx -1x -1x lg W WD D ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=96.3055.7/lg 0.0130.013-10.968-10.968lg =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= N minl α/lg x x -1x -1x lg F FD D ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2.66055.7/lg 0.1430.143-10.968-10.968lg =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 捷算法求理论塔板数0.20611.611.073-1.611R R -R X min =+=+=()()0.6580.206-10.75X -10.75Y 5668。
00.5668===由 0.6581N 3.96-N 1N N -N Y min =+=+=解得 N =13.5 （包括再沸器），取14块 根据式minmin11N N NN =得 9.07N N N N minmin11==， 取10块所以加料板可设在第10块。
3.2 求取塔板的效率用奥康奈尔法('O conenell )对全塔效率进行估算： 根据丙酮—水系统t —x(y)图可以查得：C 5.56︒=D t （塔顶第一块板) 0.968D x = 10.968y = x 1=0.81设丙酮为A 物质，水为B 物质所以第一块板上： 0.968A y = x A =0.81 0.032B y = x B =0.19 可得： 7.10/x y /x y αBB A A ）D （AB ==℃4.66=F t (加料板) x F =0.143 y F =0.541假设物质同上： y A =0.541 x A =0.143 y B =0.459 x B =0.857 可得： 7.06/x y /x y αBB AA ）F （AB ==℃90w =t (塔底) x W =0.013 y W =0.085 假设物质同上：y A =0.085 x A =0.013 y B =0.915 x B =0.987 可得： 7.05/x y /x y αBB AA ）W （AB ==所以全塔平均挥发度： α=7.055精馏段平均温度： ℃60.552T T T F D 1=+=查物性常数表(如表2)：60.550C 时， μ水=0.469 mPa ·s μ丙酮=0.231 mPa ·s 所以smPa 0.3340.5570.2300.4430.465x ii精⋅=⨯+⨯==∑μμ查850C 时，丙酮-水的组成0.175y =水 0.757x =水 0.825y =丙酮 0.243x =丙酮所以 -0.245(E =0.493.580.515=0.42T ⨯精）（）同理可得：提留段的平均温度 ℃77.32T T T F W 2=+=查表可得在77.30C 时 -0.245E =0.493.580.336=0.468T ⨯（提）（）3.3求实际塔板数由T TP E N N = 得，实际塔板数为30块精馏段实际板层数 N 21.4864.0/01精==，取22块 提馏段实际板层数 N 8.54864.0/4提==，取9块4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4.1操作压力计算塔顶操作压力：101.34105.3kPa D P =+=； 每层塔板压降：0.7kPa P ∆=；进料板的压力：105.3450140.32kPa F P =+⨯=； 塔底的压力：105.3462148.72kPa W P =+⨯=（1）精馏段平均压力：1122.82kPa 2D Fm P P P +== （2）提馏段平均压力：2144.52kPa 2F W m P PP +==4.2 操作温度计算塔顶温度 C 5.56︒=D t 进料板温度 ℃4.66=F t塔底温度 ℃90w =t （1）精馏段平均温度为：℃60.552T T t F D m =+=（2）提馏段平均温度为：℃77.32T T t F W 2m =+=4.3 平均摩尔质量的计算 塔顶平均摩尔质量：由968.01==y x D ，查平衡曲线（x-y 图），得 0.81x 1=kmolkg M kmol kg M LDm VDm /0.47502.18)81.01(08.5881.0/80.5602.18)968.01(08.58968.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯= 进料板平均摩尔质量：由143.0F =x ， 查平衡曲线（x-y 图），得415.0=F ykmol kg M VFm /39.6902.18)415.01(08.58415.0=⨯-+⨯= kmol kg M LFm /23.7502.18)431.01(08.58431.0=⨯-+⨯=塔底平均摩尔质量：由013.0W =x ， 查平衡曲线（x-y 图），得085.0W =ykmol kg M m V /21.4302.18)085.01(08.58085.0W =⨯-+⨯= kmol kg M m L /18.5402.18)301.01(08.58301.0W =⨯-+⨯= （1）精馏段平均摩尔质量：kmol kg M Vm /46.752)39.6980.56(1=+= kmol kg M Lm /37.11)23.750.475(1=+= （2）提馏段平均摩尔质量：kmol kg M Vm /58.222)39.6946.75(2=+=kmol kg M Lm /21.152)23.7518.54(2=+=4.4 平均密度的计算 4.4.1 气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算， （1）精馏段气相平均密度为： 2.07)15.27360.55(314.8 6.75422.821111m1=+⨯⨯==m Vm m V RT M P ρ kg/3m （2）提馏段气相平均密度为：2.89)15.27377.3(314.858.2244.521222m2=+⨯⨯==m Vm m V RT M P ρ kg/3m4.4.2 液相平均密度计算 液相平均密度依下式计算，即 i i Lm a ρρ∑=1 塔顶液相平均密度：由C 5.56︒=D t ，查表2得，3/749.38m kg A =ρ 3/992.4m kg B =ρ0.99002.18032.008.58968.008.58968.0=⨯+⨯⨯=A a3/755.3092.49032.0380.968/749.1m kg LDm =+=ρ进料板液相平均密度： 由℃64.6=F t ，查表2得，3/27.847m kg A =ρ 3/0.298m kg B =ρ 进料板液相的质量分率 0.35002.18857.008.58143.008.58431.0=⨯+⨯⨯=A a3/933.9020.098857.0840.143/727.1m kg LFm =+=ρ塔底液相平均密度：由℃90w =t ，查表2得，3/85.367m kg A =ρ 3/65.39m kg B =ρ0.04102.18.987008.58013.008.58013.0=⨯+⨯⨯=A a3W /962.4365.39987.0360.013/785.1m kg m L =+=ρ（1）精馏段液相平均密度为31/844.62)933.9055.307(m kg Lm =+=ρ （2）提馏段液相平均密度为：32/948.17)933.90962.43(m kg Lm =+=ρ4.5液体平均表面张力计算 液相平均表面张力依下式计算，即 ∑=i i Lm x σσ 塔顶液相平均表面张力： 由C5.56︒=D t ，查表2得，m mN A /39.19=σ m mN B /98.66=σ m mN LDm /20.9198.66320.039.19689.0=⨯+⨯=σ 进料板液相平均表面张力： 由℃64.6=F t ，查表2得，m mN A /18.23=σ m mN B /02.65=σm mN LDm /58.3302.65578.023.18431.0=⨯+⨯=σ 塔底液相平均表面张力： 由℃90W =t ，查表2得，m mN A /15.2=σ m mN B /0.16=σm mN m L /59.520.16987.05.21013.0W =⨯+⨯=σ （1）精馏段液相平均表面张力为：m mN Lm /39.62)58.3319.20(1=+=σ （2）提馏段液相平均表面张力为：m mN Lm /58.932)58.3359.52(2=+=σ4.6液体平均黏度计算 液相平均粘度依下式计算，即 i i Lm x μμlg lg ∑= 塔顶液相平均粘度：由C 5.56︒=D t ，查表2得，s mPa A ⋅=602.0μ s mPa B ⋅=552.0μ )552.0lg(320.0)602.0lg(986.0lg +=LDm μ 解出 s mPa LDm ⋅=662.0μ进料板液相平均粘度： 由℃4.66=F t ，查表2得， s mP A ⋅=217.0μ s mPa B⋅=284.0μ)284.0lg(857.0)217.0lg(143.0lg +=LFm μ 解出 s mPa LWm ⋅=0.388μ 塔底液相平均粘度：由℃90=F t ，查表2得，s mP A ⋅=179.0μ s mPa B ⋅=318.0μ )318.0lg(987.0)179.0lg(013.0lg +=LFm μ 解出 s mPa LWm ⋅=0.316μ (1)精馏段液相平均粘度为：s mPa Lm ⋅=+=0.347.0)284.0662.0(μ (2)提馏段液相平均粘度为：s mPa Lm ⋅=+=0.373.02)284.0318.0(μ5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算5.1塔径的计算5.1.1精馏段塔径的计算 精馏段的气、液相体积流率为 0.1622.073600 6.75425.843600=⨯⨯==Vm Vm s VM V ρm 3/s0.000243844.6360037.1119.943600=⨯⨯==Lm Lm s LM L ρm 3/s由 VVL Cu ρρρ-=max 式中C 由式2.02020⎪⎭⎫⎝⎛=L C C σ计算，式中C 20由图3（史密斯关系图）查得，图3 史密斯关系图图的横坐标为0.0307.24.6840.162432000.02121=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛V L ssV Lρρ取板间距m H T 40.0=，板上液层高度m h L 06.0=，则m h H L T 34.006.040.0=-=- 查图（史密斯关系图）得 070.020=C0.082039.62070.0202.02.020=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=L C C σs m u /1.61407.207.24.68408.0max =-=取安全系数为0.7，则空塔气速为1.13461.17.07.0max =⨯==u u m/s 0.42713.114.30.16244=⨯⨯==uV D sπm按标准塔径圆整后为D=0.4m 塔截面积为 0.1260.4414.3422=⨯==D A T πm 2实际空塔气速为 1.290.1260.162===T s A V u m/s5.2精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为8.440.0)122(）1（精精=⨯-=-=T H N Z m 提馏段有效高度为3.24.0)19(）1（提提=⨯-=-=T H N Z m 故精馏塔的有效高度为1.6123.4.8提精=+=+=Z Z Z m 5.3精馏塔的高度计算 实际塔板数 块；03=n 进料板数 块1=F n ；由于该设计中板式塔的塔径mm D 008≤，无需设置人孔 进料板处板间距 m H F 5.0=；；为利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距，故选取塔顶间距 m H H T D 68.040.07.17.1=⨯==； 塔底空间高度 m H B 2.1= 封头高度 mm H 3751=； 裙座高度 mm H 10002=。