苯甲苯浮阀塔设计
苯甲苯连续精馏浮阀塔设计方案9
目录1课程设计的目的 (3)2课程设计题目描述和要求 (3)3 课程设计报告内容 (4)4对设计的评述和有关问题的讨论 (22)5参考书目 (22)1苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计1•课程设计的目的2课程设计题目描述和要求本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计，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，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下：原料苯含量：质量分率 =（30+0.5*学号>%原料处理量：质量流量 =<10-0.1*学号）t/h ［单号］<10+0.1* 学号）t/h ［双号］产品要求：质量分率：xd=98% , xw=2% ［单号］xd=96% , xw=1% ［双号］工艺操作条件如下：常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=<1.2〜2） Rmin。
3 .课程设计报告内容3.1流程示意图冷凝器T塔顶产品冷却器T苯的储罐T苯f回流原料T原料罐T原料预热器T精馏塔帼流J再沸器J T塔底产品冷却器 T甲苯的储罐T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。
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。
苯甲苯浮阀塔课程设计
苯甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握苯甲苯浮阀塔的基本原理、结构和设计方法；技能目标要求学生能够运用所学知识进行苯甲苯浮阀塔的计算和设计，提高解决实际问题的能力；情感态度价值观目标要求学生培养对化工工艺的兴趣和责任感，增强团队合作意识和创新精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求，明确课程目标，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容根据课程目标，选择和教学内容，确保内容的科学性和系统性。
本课程的教学大纲包括以下内容：1.苯甲苯浮阀塔的基本原理：介绍苯甲苯浮阀塔的工作原理、特点和应用范围。
2.苯甲苯浮阀塔的结构：讲解浮阀塔的各个组成部分及其功能，包括塔体、塔板、浮阀等。
3.苯甲苯浮阀塔的设计方法：教授浮阀塔的设计步骤和方法，包括塔径、塔板面积、浮阀开度等参数的计算。
4.苯甲苯浮阀塔的优化：介绍浮阀塔的优化方法，如塔板形状、塔内流体力学性能等。
5.苯甲苯浮阀塔的案例分析：分析实际工程中的苯甲苯浮阀塔案例，加深学生对知识的理解和应用能力。
教学内容的安排和进度将根据学生的学习情况适时调整，以确保教学目标的实现。
三、教学方法选择合适的教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，系统地传授苯甲苯浮阀塔的相关知识，帮助学生建立知识框架。
2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
3.案例分析法：分析实际工程案例，让学生将所学知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行苯甲苯浮阀塔的模拟设计，增强实践能力。
通过多样化的教学方法，激发学生的学习兴趣，培养学生的主动性和创新精神。
四、教学资源选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等，以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
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。
化工原理课程设计(苯--甲苯浮阀塔设计)
MF= 0.3989×78.11+（1-0.3989）×92.13=86.54kg/kmol
MD= 0.9744×78.11+（1-0.9744）×92.13=78.47 kg/kmol
MW= 0.0118×78.11+（1-0.0118）×92.13=91.96 kg/kmol
3.3
生产能力1000000300×24=2916.67kg/h
A0=Vsu0=1.084/5.91=0.183
t=d00.907AaA0=0.0115m
φ =u/u0=0.8/5.91=13.54%(在5%~15%范围内)
6.1.6塔有效高度的计算
精馏段有效高度为
Z精=(N精-1)×HT=(13-1)×0.40=4.8m
提馏段有效高度为
Z提=(N提-1)×HT=(15-1)×0.40=5.6m
V'=V=138.4 kmol/h
4.1.4
精馏段操作线方程为
提馏段操作线方程为
4.1.5
采用图解法求理论板层数，如图4所示。求解结果为
总理论塔板数NT=（16-1）=15层（不包括再沸器）其中精馏段理论板数为7提馏段理论板数为8层（不包括再沸器），第7层为进料板。
4.2
4.2.1全塔效率ET的计算
精馏段平均摩尔质量
MVm=（78.47+83.42）/2=80.95 kg/kmol
MLm=（78.22+88.37）/2= 82.77kg/kmol
5.4
5.4.1
由理想气体状态方程计算，即ρvm=PmMvmRTm=105.85×80.958.314×(87.2+273.15)=2.86kg/m3
浮阀精馏塔设计-苯和甲苯
理论塔板计算
相对挥发度α 回流比R 精馏塔的气、液相负荷V’、L’
操作线方程
理论板计算 实际板数计算
理论塔板计算
1.相对挥发度的求取
苯的沸点为 80.1℃，甲苯沸点为 110.6℃ ① 当温度为 80.1℃时
1206 .35 2.006 80.1 220 .24 1343 .94 lg P B 6.078 1.593 80.1 219 .58 lg P A 6.023
物料衡算
2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
精馏段的平均摩尔质量 Mvm=(78.35+84.34)/2=81.34 kg/kmol MLm=(78.68+87.43)/2=83.06kg/kmol 提馏的平均摩尔质量 Mvm=(91.49+84.34)/2=87.92 kg/kmol MLm=(91.80+87.43)/2=89.62kg/kmol
1.000 0.922 0.830 0.720 0.596 0.453 0.304 0.128 0
由上表可有 origin 作出如图 1（t-x）曲线
实际板的计算
图1
t-x-y 图
由 t-x-y 图可查得 tD=80.40℃,tW=111.52℃,tF=97.33℃ 全塔平均温度
t td tw 95.96℃ 2
物料衡算
2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
进料板平均摩尔质量 由XF =0.336代入气液平衡方程得yF=0.556 MvFm= yFMA+(1-yF)MB =0.556×78.11+(1-0.556)×92.14=84.34kg/kmol MLFm= xFMA+(1-xF)MB =0.336×78.11+(1-0.336)×92.14=87.43kg/kmol 塔底平均摩尔质量 由xw=0.024代入气液平衡方程得yw=0.046 MvFm= ywMA+(1-yw)MB =0.046×78.11+(1-0.046)×92.14=91.49kg/kmol MLFm= xwMA+(1-xw)MB =0.024×78.11+(1-0.024)×92.14=91.80kg/kmol
[工学]浮阀精馏塔设计苯-甲苯混合液年产量65万吨
![[工学]浮阀精馏塔设计苯-甲苯混合液年产量65万吨](https://img.taocdn.com/s3/m/e4d8351e0b4c2e3f572763ea.png)
课程设计任务书一、设计题目：分离苯－甲苯混合液的浮阀精馏塔设计二、原始数据及操作条件1．生产能力：年处理苯－甲苯混合液6.5万吨(开工率300天/年)2. 原料：苯的含量44%（质量分数，下同）进料状况自选3. 分离要求：塔顶馏出液中苯含量不低于95%塔底釜液中含苯量不高于2%4. 操作压力：常压101.3 kPa操作塔顶表压4 kPa 单板压降不低于0.7 kPa5. 回流比：R=(1.1～2.0)Rmin6. 塔顶采取用全辽凝气泡点回流7. 塔釜采用间接饱和水蒸气加热三、设计内容1. 精馏流程的确定（附流程简图）；2. 精馏塔的物料衡算、塔板数的确定、工艺条件及相关物性数据的计算；3. 精馏塔和塔板主要工艺尺寸的计算、塔板流体力学的校核并作出塔板负荷性能图。
四、设计要求1. 设计程序简练清楚，结果准确并汇总表；2. 计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。
五、设计日期2010 年5月15日至2010年5月31日设计步骤1. 设计方案的确定及工艺流程的说明拟设计一台年处理苯－甲苯混合液6.5万吨(开工率300天/年)的浮阀精馏塔，要求塔顶馏出液中苯含量不低于95%，塔底釜液中含苯量不高于2%。
先设计苯-甲苯混合液经预热器加热后，用泵送入精馏塔；塔顶上升蒸汽采用冷凝器冷凝后部分回流，其余作为塔顶产品冷却后送至贮槽；塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。
工艺流程图见附图1。
操作压力为常压101.3 kPa ，采取泡点进料。
2. 全塔物料衡算2.1 进料、塔顶及塔底产品的摩尔分数48.00.44)/921(0.44/780.44/78X F =-+=09692/95.0(10.95/780.95/78X D =-+=）X W =92/)02.01(78/02.078/02.0-+0.02=2.2 平均摩尔质量M F = 780.52920.48⨯+⨯=85.28 kg/kmol2.3 物料衡算F 0=24300106.57⨯⨯= 9027.78 kg/h F = 85.289027.78=105.86 kmol/hD = FWD W F X -X X -X = 105.860.02-0960.02-0.48⨯ = 51.80 kmol/hW = F －D = 54.06 kmol/h3. 塔板数的确定 3.1 确定理论塔板数3.1.1由苯-甲苯气液平衡数据绘制x-y ， t-x-y 图苯(A)-甲苯( B)饱和蒸汽压数据：由公式： y = 000BA B P P P P -- , y = x P P A 0 计算得苯-甲苯的t-x-y 数据如下：由上表数据绘制得x-y ， t-x-y 图（见附图 2）用作图法求R min 并选取R本设计的进料状态选取的是泡点进料，即q=1,q 线方程为：0.48X X F == 作图得694.0=P yR min =DD X X --P Py y = 48.0694.0694.00.96-- = 1.29R = 1.6R min = 2.1由此可得精、提馏短的操作线方程分别为： y = 0.68x+ 0.31 y = 1.3x – 0.008 3.1.3 用图解法求理论板数N T求解过程见附图 2，总理论板数N T =13（包括塔釜）。
苯甲苯浮阀塔课程设计
苯甲苯浮阀塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握苯甲苯浮阀塔的基本原理、结构和设计方法。
具体包括以下三个方面：1.知识目标：（1）了解苯甲苯浮阀塔的定义、分类和应用领域；（2）掌握苯甲苯浮阀塔的工作原理、结构特点和设计原则；（3）熟悉苯甲苯浮阀塔的优缺点和性能评价。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决苯甲苯浮阀塔的实际问题；（2）具备初步设计苯甲苯浮阀塔的能力；（3）学会查阅相关资料，进行技术创新和优化。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工工艺的兴趣和热情，提高专业素养；（2）培养学生勇于探索、创新的精神，树立正确的价值观；（3）培养学生团队协作、沟通交流的能力，增强社会责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.苯甲苯浮阀塔的定义、分类和应用领域；2.苯甲苯浮阀塔的工作原理、结构特点和设计原则；3.苯甲苯浮阀塔的优缺点和性能评价；4.苯甲苯浮阀塔的设计方法和步骤；5.苯甲苯浮阀塔在化工工艺中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下几种教学方法：1.讲授法：教师讲解苯甲苯浮阀塔的基本概念、原理和设计方法；2.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解苯甲苯浮阀塔的原理和应用；3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作，增强实践能力；4.讨论法：分组讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工工艺学》、《化工设备设计》等；2.参考书：相关论文、专利、设计手册等；3.多媒体资料：图片、视频、动画等；4.实验设备：苯甲苯浮阀塔模型、实验室仪器等。
通过以上教学资源的使用，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等方面的表现，评估学生的学习态度和积极性。
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。
苯甲苯连续精馏浮阀塔设计
化工原理课程设计苯-甲苯连续精馏浮阀塔的工艺设计学生姓名指导教师院、系、中心化工学院专业年级09上交日期年月日中国海洋大学目录一、前言 (3)1.1概述 (3)1.2设计任务 (4)1.3设计方案 (6)二、塔板工艺设计 (8)2.1基础物性数据 (8)2.2塔的工艺计算 (10)2.3用aspen模拟得到以下数据 (11)2.4塔板工艺尺寸计算 (13)2.5塔板流体动力学验算、 (21)2.6 塔板的负荷性能图 (26)2.7设计结果一览表 (33)三、塔附件设计计算 (36)3.1冷凝器的选型 (36)3.2接管 (37)3.3筒体与封头 (40)3.4人孔数目 (41)3.5塔总体高度的设计 (42)四、设计心得 (42)一、前言化工原理课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
通过化工原理课程设计，要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识，进行融汇贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的设计任务，从而得到以化工单元操作为主的化工设计的初步训练。
通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握典型单元操作设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事是、严肃认真、高度负责的工作作风。
1.1概述塔设备是炼油、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。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
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、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握苯和甲苯的性质、浮阀塔的原理和结构，以及它们在化工生产中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：a.掌握苯和甲苯的结构、性质和区分方法；b.理解浮阀塔的原理、结构及工作过程；c.了解苯和甲苯在化工生产中的应用。
2.技能目标：a.能运用所学知识分析和解决实际问题；b.能运用实验方法和技巧进行浮阀塔的模拟实验。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对化工生产的兴趣和热情；b.培养学生关爱生命、关注环境保护的意识。
二、教学内容根据课程目标，教学内容如下：1.苯和甲苯的结构、性质及区分方法；2.浮阀塔的原理、结构及工作过程；3.苯和甲苯在化工生产中的应用。
4.第一课时：苯和甲苯的结构、性质及区分方法；5.第二课时：浮阀塔的原理、结构及工作过程；6.第三课时：苯和甲苯在化工生产中的应用。
三、教学方法本节课采用多种教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解苯和甲苯的结构、性质、浮阀塔的原理及应用；2.讨论法：分组讨论苯和甲苯的区分方法、浮阀塔的工作过程；3.实验法：进行浮阀塔的模拟实验，巩固所学知识。
四、教学资源1.教材：《有机化学》、《化工原理》；2.参考书：《有机化学手册》、《化工工艺学》；3.多媒体资料：苯和甲苯的结构模型、浮阀塔动画演示；4.实验设备：浮阀塔模型、实验仪器。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习态度和兴趣；2.作业：布置相关的练习题，要求学生在课后完成，通过作业批改了解学生对知识的掌握程度；3.考试：安排一次课堂小测，测试学生对苯、甲苯及浮阀塔相关知识的掌握情况。
4.平时表现：积极参与、态度端正，计入最终成绩的10%；5.作业：正确完成练习题，计入最终成绩的30%；6.考试：分数达到80%，计入最终成绩的60%。
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-甲苯精馏浮阀塔
《化工原理》课程设计题目苯-甲苯精馏浮阀塔设计学院化学化工学院专业无机非金属材料班级 2012无机01姓名罗钢学号 20124620123指导教师杜可杰2015年 1月 20日目录绪论第一章、设计方案的确定1、设计方案2、设计要求第二章、工艺设计1、基础物性数据2、塔的工艺计算3、逐板计算法求理论板数计算4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算5、精馏塔的工艺尺寸的计算6、塔板负荷性能图7、辅助设备的选型第三章、讨论总结1、进料状况的影响2、回流比的选择3、精馏塔的操作和调节4、热量衡算和节能5、三废的处理结束语附录:参考文献附：精馏塔优化设计任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计二、工艺条件与原始数据1.体系可以看成理想溶液，φ=0.5, K=1；2.原料液组成：含苯0.42（质量分数，下同）；3.生产能力：50000吨/年（按进料计），年生产时间300天；4.馏出液组成：苯95%；塔釜液要求：含苯3%。
三、设计条件1.常压操作，连续操作、泡点回流；2．进料状况：进料温度为20 -50℃；3．回流温度为塔顶蒸汽的露点；4．间接蒸汽加热，加热蒸汽压力 (绝压)；5．冷却水进口温度为20℃，出口温度为40℃。
四、设计任务1．物料衡算，热量衡算；2．塔板数、塔径计算；3．溢流装置、塔盘设计；4．流体力学计算、负荷性能图。
五、设计成果1．设计说明书一份；2．设计图纸，包括塔板布置图，负荷性能图，塔设备的平面、立面图（要求手工绘图）。
绪论塔设备是炼油、化工、石油化工、制药等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递。
在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）流动，气液相密切接触，进行质热传递。
苯-甲苯二元物系浮阀精馏塔设计
2.1.5 平均密度 计算
[3]
...................................................................... 16
2.2 精馏塔有效塔高的计算 .............................................. 19
..................................................... 26
2.4.4 液相负荷的下限线的绘制 .............................................. 28 2.4.5 液相负荷的上限线的绘制 .............................................. 28 2.4.6 小结 ........................................................... 28
第四章 塔高的计算 .............................................................................................................................................. 33
1.精馏塔概述 .................................................................................................................................... 1 2.仪器的选用 .................................................................................................................................... 2 设 计 方 案 .................................................................. 3 1.1 装置流程的确定 ......................................................................................................................... 3 1.2 操作压力的选择 ......................................................................................................................... 4 1.3 进料状况的选择 ......................................................................................................................... 4 1.4 加热方式的选择 ......................................................................................................................... 4 1.5 回流比的选择 ............................................................................................................................. 5 第一章 塔板的工艺的计算 .................................................................................................................................5 1.1 主要基础物性参数 .......................................................... 5 1.2 精馏塔实际塔板的计算 ...................................................... 6 1.2.1 精馏塔物料衡算 .......................................................... 6 1.2.2 理论塔板数的确定 ........................................................ 7 2.相对挥发度 m 的计算 ......................................................... 7 3.最小回流比的计算 ............................................................ 8 4.精馏塔的气、液相负荷 ........................................................ 8 5.操作线方程的计算 ............................................................ 8 6.精馏塔理论塔板的确定 ........................................................ 9 7.板效率的计算 ................................................................ 9 第二章 精馏塔主要工艺尺寸的设计 .............................................................................................................. 11 2.1 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算........................................................................................ 11
分离苯-甲苯混合液浮阀式精馏塔设计
目录前言 (1)1.工艺流程的确定及说明 (3)2.精馏工艺设计 (4)2.1物料衡算： (4)2.2平衡关系和塔内操作温度的确定 (4)2.3回流比的确定 (5)2.4理论板数的计算 (6)2.5实际板数的计算 (7)2.5.1全塔效率 (7)3.精馏塔设备设计 (8)3.1塔盘结构设计计算 (8)3.1.1 塔板初步设计 (8)3.1.2 溢流装置计算 (9)3.1.3浮阀数目及排列 (10)3.2塔板流体力学验算 (11)3.2.1 塔板压力降h p (11)3.2.2液泛 (11)3.2.3 雾沫夹带 (13)3.2.4漏液 (13)3.2.5液面落差 (13)3.3.2 液相负荷上限线 (14)3.3.3液相负荷下限线 (14)3.3.4液泛线 (14)3.3.5漏液线 (16)14 结果与讨论 (16)4.1设计结果 (16)2前言课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
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。
精馏过程在能量剂的驱动下（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。
该过程是同时进行传质、传热的过程。
主要设备：精馏装置系统一般有精馏塔，塔顶冷凝器、塔釜再沸器等相关设备组成芳香族化合物是化工生产中重要的原材料，而苯和甲苯各有其重要作用。
苯是化工工业和医药工业的重要基本原料，可用来制备染料、树脂，合成农药、合成橡胶、合成纤维和洗涤剂等等。
甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯、甲酚等化工产品，同时还可以用来制造三硝基甲苯、苯甲酸、对苯二甲酸、防腐剂、染料、泡沫塑料等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题目：年产3.0万吨纯度为99.8%的苯浮阀精馏塔学生姓名：xxxx学号：09xxxxx专业：化学工程与工艺班级：化工2009-1班指导教师：赫文秀摘要精馏是分离液体混合物的典型单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
本设计的题目是《年产3.0万吨纯度为99.8%的苯浮阀精馏塔设计》，即需设计一个浮阀精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯。
通过精馏塔的工艺计算、塔板设计、管路及附属设备的计算与选型等步骤，根据设计任务数据设计此浮阀精馏塔，并绘制出图。
精馏塔的实际板数为32块，实际浮阀数为222，塔板间距400mm，塔径为1600mm，塔底空间为2000mm，塔高16.4m。
本设计采用间接蒸汽加热，常压操作，其进料状态选择泡点进料，在可能的情况下，使生产达到技术上最先进、最经济、最合理的要求。
符合优质、高产、安全、低耗的原则。
关键词：精馏塔、苯甲苯、塔板、浮阀目录摘要 ............................................................... I I 前言 (1)第一章物料衡算与操作线方程 (3)1.1间接蒸汽加热方式下的物料衡算 (3)1.2精馏段操作线方程 (4)1.2.1最小回流比的确定 (4)1.2.2适宜回流比的确定 (4)1.2.3操作线方程 (5)第二章理论塔板数的确定 (6)第三章实际板层数的确定 (7)3.1 塔板总效率的估计 (7)3.2层数的确定 (7)第四章塔和塔板主要的工艺尺寸的设计 (8)4.1设计中所用参数的确定 (8)4.1.1定性温度的确定 (8)4. 1. 2 压强的确定 (9)4.1.3精馏段参数 (9)4.1.4提馏段参数的确定 (11)4.2初选塔板间距 (12)4.3塔径的计算：（以精馏段数据为准） (13)4.3.1初步计算塔径 (13)4.3.2塔径圆整 (15)4.4溢流装置与流体流型 (15)4.4.1溢流堰（出口堰） (15)4.4.2降液管 (17)4.5塔板设计 (19)4.5.1塔板布置 (19)4.5.2浮阀塔的开孔率及阀孔排列 (20)4.6浮阀塔板的液体力学验算 (22)4.6.1气体通过浮阀塔板时的压强降 (22)4.6.2液泛 (24)4.6.3雾沫夹带 (25)4.7塔板负荷性能图 (27)4.7.1雾沫夹带上限线 (27)4.7.2液泛线 (27)4.7.3液相负荷上限线 (28)4.7.4泄露线—气相负荷下限线 (28)4.7.5液相负荷下限线 (29)4. 7. 6 塔的操作弹性 (29)第五章塔体结构 (29)5.1塔顶空间 (29)5.2塔底空间 (30)5.3人孔 (30)5.4塔高 (30)参考文献 (32)致谢 (33)前言精馏是分离液体混合物的典型单元操作。
它利用各组分挥发度的不同以实现分离目的。
这种分离通过通过液相和气相之间的传质实现，而作为其、液两相传质用的塔设备，首先必须要能使气、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。
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。
2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。
3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。
4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。
5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30。
课程设计是化工原理课程中综合性和实践性较强的一个环节，它是理论联系实际的桥梁是使学生体察工程实际问题的复杂性的初次尝试。
通过化工原理课程设计，要求学生能综合运用所学课程的基本知识，进行融会贯通、独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，具有初步进行工程设计的能力；达到熟悉工程设计的的基本内容，掌握化工设计的主要程序和方法；提高和进一步培养分析和解决工程实际问题的能力；树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的科学工作精神。
2012年7月2日第一章 物料衡算与操作线方程1.1间接蒸汽加热方式下的物料衡算总物料衡算 F D W =+ 易挥发组分的物料衡算 F D W Fx Dx Wx =+式中：F ，D ,W —进料、馏出液和釜残液的流量，/kmol hF x —进料中易挥发组分的组成，摩尔分率 D x —馏出液中易挥发组分的组成，摩尔分率 W x —釜残液中易挥发组分的组成，摩尔分率连续精馏时间：一年按300天计算苯的摩尔质量为78kg/kmol ，甲苯的摩尔质量为kmol 92kg/进料组成 35/35/65/AF A B M x M M =+35/7835/7865/92=+=0.3884釜残液组成 2/2/98/AW A B M x M M =+2/782/7898/92=+0.0235= 馏出液组成 99.8/99.8/0.2/AD A BM x M M =+99.8/7899.8/780.2/92=+0.9983=进料液的平均摩尔质量 0.38847892(10.3884)86.56/F M kg kmol =⨯+⨯-=进料液的流量 73.01099.8%137.26/35%30024F F kmol h M ⨯⨯==⨯⨯⨯全塔物料衡算F D W =+ F D W Fx Dx Wx =+代入相关数据得：51.38/D kmol h =，85.88/W kmol h =1.2精馏段操作线方程1.2.1最小回流比的确定平均相对挥发度：取α=2.46 饱和液体进料时，q =1，q F x x ==0.3884由公()min 1-1--11-D D F F x x R x x αα⎡⎤=⎢⎥⎣⎦()756.13884.0-19883.0-146.2-3884.09983.01-46.21=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1.2.2适宜回流比的确定根据设计经验，一般物系的适宜回流比为 R =(1.1-2.0)min Rm i n 1l o g 11l o g w D D w mx x x x N α⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎢⎥⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎣⎦=- 得min N =10.22图1.1 吉利兰图由上图得表表1.1 R 与N 的关系1. Rmin 1.1Rmin 1.2Rmin 1.3Rmin 1.4Rmin 1.5Rmin 1.6Rmin 1.7Rmin 1.8Rmin 1.9Rmin 2Rmin R1.93162.10722.2828 2.4584 2.634 2.8096 2.98523.1608 3.3364 3.512 minR-R 1R +0.05990 0.1130 0.1605 0.2031 0.2416 0.2766 0.3084 0.3376 0.3644 0.3892 min 2N N N -+ 0.58 0.51 0.480.450.420.400.380.360.340.33N27.1024 22.944921.50588 20.2236 19.0741 18.3717 17.7145 17.0984 16.6712 16.2433然后由上数据得出图1.2 R N --图,并由图取适宜回流比，min 1.8 1.8 1.756 3.1608R R ==⨯=. 1.2.3操作线方程精馏段操作线方程：10.760.2411D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作方程：'''1''m m w L Wy x x L W L W+=--- 其中 ',,L L Lq R F D-== 则 'q +299.66L F RD ==所以 ''1 1.40170.0094m m y x +=-第二章 理论塔板数的确定本次设计采用逐板计算法精馏段： 由1y =D x =0.9983 (1)nn ny x y αα=-- ， 1n y +0.760.24n x =+（精馏段方程） 计算到n x ≤F x 。
1x =0.9958， 2y =0.9968； 2x =0.9922， 3y =0.9941； 3x =0.9856， 4y =0.9891； 4x =0.9736， 5y =0.9799； 5x =0.9520， 6y =0.9635； 6x =0.9148， 7y =0.9352； 7x =0.8544， 8y =0.8893； 8x =0.7656， 9y =0.8219； 9x =0.6523， 10y =0.7357； 10x =0.5308，11y =0.6434；11x =0.4231， 12y =0.5616； 12x =0.3424<F x =0.3824。
此处得n=12 第12层为进料板，精馏段11层。
提馏段： 令'112x x ==0.3425， 由''1 1.40170.0094m m y x +=-（提馏段方程） ，'''(1)m mm y x y αα=-- 计算直到 'm w x x ≤。
2'y =0.4707， 2'x =0.2653； 3'y =0.3628， 3'x =0.1881； 4'y =0.2542， 4'x =0.1219； 5'y =0.1623，5'x =0.08021；6'y =0.1016；6'x =0.03969； 7'y =0.04607， 7'x =0.02013<w x =0.0235 此处得m=7 则提馏段6层 所以共需17层理论板（不包括再沸器），第三章 实际板层数的确定3.1 塔板总效率的估计在求出理论塔板数后，要先确定塔板总效率才可求出实际板数。