填料精馏塔课程设计
化工原理课程设计任务书精馏塔
化工原理课程设计任务书精馏塔本篇文档主要介绍化工原理课程设计任务书中关于精馏塔的要求和内容。
一、设计任务设计一座丙酮-甲醇精馏塔，要求：1. 产品：A级丙酮、B级丙酮、水、甲醇2. 输入流量：1000kg/h，A级丙酮50%，B级丙酮50%3. 操作压力：常压4. 输出流量：1000kg/h，A级丙酮90%，B级丙酮10%5. 设计基准：精馏32个板层二、设计步骤1. 精馏塔的结构设计(1) 塔的类型：管式塔(2) 塔的高度：设定32个板层，按传质条件设计最小高度(3) 填料类型：采用网格填料(4) 塔的直径：根据输入流量、精馏塔高度和填料设计(5) 塔的材质：不锈钢(6) 填料厚度：1.5cm2. 精馏塔的操作参数及控制(1) 操作压力：常压(2) 丙酮的重心温度：58℃(3) 甲醇的重心温度：52℃(4) 塔顶压力：1atm(5) 塔底压力：1atm(6) 板间压力降：0.015atm(7) 蒸汽进口管直径：50mm(8) 汽液分离器直径：100mm(9) 泵的扬程：15m3. 精馏塔的热力学计算(1) 设定板层数：32(2) 输入流量：1000kg/h，A级丙酮50%，B级丙酮50%(3) 设定塔顶压力：1atm(4) 设定塔底压力：1atm(5) 设定塔板温度，参考数值文献或软件计算(6) 根据塔板温度确定物质的蒸汽压(7) 根据物质的蒸汽压计算物质的分馏、回流比等参数4. 精馏塔的动力学模拟(1) 建立模型：使用MATLAB或其他模拟软件建立动力学模型(2) 确定控制方案：根据设定的输出要求，确定控制方案(3) 模拟仿真：进行塔的动态仿真，查找可能的故障及出现的问题(4) 评价：对模拟结果进行评价，并应对出现的问题进行处理三、设计成果1. 绘制精馏塔的结构图：包含填料、板层、进口出口等2. 绘制精馏塔的液相、气相平衡图3. 计算精馏塔流程图：包括输入和输出物质流量、温度、压力等参数4. 编写精馏塔的操作说明：包括操作控制、参数设定、操作步骤等5. 输出精馏塔的动态模拟成果：包括MATLAB或其他模拟软件的代码和仿真结果以上是化工原理课程设计的精馏塔任务书的要求和内容，本文档中介绍了设计步骤和要求，设计成果等部分，可以为读者提供一定帮助，同时也展示了精馏塔设计工作的一般流程和方法。
化工课程设计填料塔设计
化工课程设计填料塔设计一、教学目标本节课的学习目标包括：知识目标：学生需要掌握填料塔的基本概念、类型和设计方法；了解填料塔在化工过程中的应用和重要性。
技能目标：学生能够运用所学的知识，独立完成填料塔的设计计算；能够分析并解决实际工程中的问题。
情感态度价值观目标：培养学生对化工行业的兴趣和热情，提高学生对工程实践的重视，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括：1.填料塔的基本概念和类型：介绍填料塔的定义、结构和工作原理，分析不同类型填料塔的特点和应用范围。
2.填料塔的设计方法：讲解填料塔的设计步骤和方法，包括填料的选择、塔径的确定、塔高的计算等。
3.填料塔在化工过程中的应用：介绍填料塔在化工过程中的重要作用，分析其在不同领域的应用案例。
4.实际工程案例分析：通过分析实际工程中的填料塔设计案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题解决。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法：1.讲授法：教师通过讲解填料塔的基本概念、设计方法和应用案例，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享不同类型的填料塔设计和应用经验，培养学生的团队合作精神和创新意识。
3.案例分析法：分析实际工程中的填料塔设计案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自操作填料塔设备，增强学生的实践能力和操作技能。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，将采用以下教学资源：1.教材：选用权威的化工教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：推荐相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，通过图片、图表和动画等形式，直观地展示填料塔的原理和设计方法。
4.实验设备：提供填料塔实验装置，让学生亲身体验填料塔的操作和应用。
五、教学评估本节课的评估方式包括：1.平时表现：通过观察学生的课堂参与、提问回答、小组讨论等，评估学生的学习态度和积极性。
精馏塔课程设计
绪论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、石油化工等工业中得到广泛的应用。
精馏过程在能量的驱动下，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，实现原料混合物中各组分的分离。
该过程是同时进行传热、传质的过程。
为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表等构成精馏过程的生产系统。
精馏设备主要是塔设备，其中最重要的类型为板式塔和填料塔。
本次课程设计是F1型浮阀精馏塔的设计，浮阀塔是使用最广泛的一种塔型。
浮阀塔之所以广泛应用，是由于它有以下特点：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。
近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。
1工艺流程1.1精馏过程工艺流程示意图图1-1所示为精馏装置流程图进料塔顶产品图1-1 精馏装置的流程1.2精馏过程工艺流程的说明首先，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，混合物为饱和液体，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。
化工原理填料精馏塔课程设计
设计任务书一、设计题目丙酮-水连续精馏塔设计二、设计条件⑴处理量10000kg/h，进料含丙酮70%⑵塔顶操作压力常压（绝压），饱和液体进料⑸填料塔精馏设计⑹塔顶产品丙酮浓度不低于96%（质量分率）塔底釜液丙酮不高于10%（质量分率）三、设计任务书的要求1.目录2.绪论（简述选取的设计方案依据、主要设备的特征与比较）3.设备的物料计算4.设备的热量计算5.设备的工艺计算6.设备的结构计算7.流体阻力的校核8.辅助设备的选型9.结束语（对本设计的评价、建议）10.参考文献四、设计图纸内容1.操作装置的工业流程图（3#图纸）2.主要设备的结构装配图（2#图纸）目录绪论........................................................................–1 –第一章．流程的确定和说明..........................................–2 –一．加料方式............................................................–2 –二．进料状况............................................................–2 –三．塔顶冷凝方式......................................................–2 –四．回流方式............................................................–2 –五．加热方式............................................................–3 –六．加热器...............................................................–3 –第二章精馏塔的设计计算..........................................–4 –一．操作条件与基础数据.............................................–4 –2.1.1.操作压力.........................................................–4 –2.1.2.气液平衡关系及平衡数据....................................–4 –二．精馏塔的工艺计算................................................–5 –2.2.1.物料横算.........................................................–5 –2.2.2.热量衡算.........................................................–8 –2.2.3.理论塔板数的计算 (11)三．精馏塔主要尺寸的设计计算 (13)2.3.1.精馏塔设计的主要依据和条件 (13)2.3.2.塔径设计计算 (15)2.3.3.填料层高度设计计算 (18)第三章．附属设备及主要附件的选型计算 (21)一．冷凝器 (21)二．再沸器 (22)三．塔内其他构件 (22)3.3.1.接管管径的计算和选择 (22)3.3.2.除沫器 (24)3.3.3.液体分布器 (25)3.3.4．液体再分布器 (26)3.3.5．填料支撑板的选择 (26)3.3.6．塔釜设计 (27)3.3.7．塔的顶部空间高度 (27)3.3.8．手孔的设计 (27)3.3.9．裙座的设计 (27)四．精馏塔高度计算 (28)第四章．设计结果的自我总结与评价 (29)一．精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (29)二．设计结果的自我总结与评价 (29)附录 (31)一．符号说明 (31)二．参考文献 (32)绪论在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收、解吸、精馏、萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。
甲醇-水填料精馏塔的课程设计
摘要：填料塔为连续接触式的气液传质设备，与板式塔相比，不仅结构简单，而且具有生产能力大，分离填料材质的选择，可处理腐蚀性的材料，尤其对于压强降较低的真空精馏操作，填料塔更显示出优越性。
本文以甲醇-水的混合液为研究对象，因甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，所以此设计采用常压精馏。
根据物料性质、操作条件等因素选择填料塔，此设计采用泡点进料、塔底再沸器和塔顶回流的方式，将甲醇—水进行分离的填料精馏塔。
通过甲醇—水的相关数据，对全塔进行了物料衡算和热料衡算，得出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系，进而得到精馏塔的理论板数。
分析了进料、塔顶、塔底、提馏段、精馏段的流量及其物性参数。
对精馏段和提留段的塔径及填料层高度进行了计算，以确定塔的结构尺寸。
对塔内管径、液体分布器、筒体壁厚进行了选型计算，从而得到分离甲醇—水混合物液的填料精馏塔。
关键词：填料塔；流量；回流比；理论板数；工艺尺寸第一章：设计任务书 (1)一、设计题目 (1)二、操作条件 (1)三、填料类型 (1)四、设计内容 (2)第二章：工艺设计计算 (2)一、设计方案的确定 (2)二、精馏塔的物料衡算 (3)三、理论塔板数的确定 (3)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10)六、填料层压降的计算 (13)七、筒体壁厚的计算 (14)八、管径的计算 (14)九、液体分布器简要设计 (16)第三章：结论 (18)一、设计感想 (18)二、全章主要主要符号说明 (19)三、参考资料： (20)第一章：设计任务书一、设计题目在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶媒。
设计要求废甲醇溶媒的处理量为4t/h,塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
化工原理 课程设计 精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计：精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式，将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%（质量分数），水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数：
操作压力：常压
进料流量：10万吨/年
进料组成：乙醇40%，水60%（质量分数）
产品要求：乙醇95%，水5%
2. 设计内容：
完成精馏塔的整体设计，包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时，还需完成塔内件（如进料口、液体分布器、再沸器等）的设计。
3. 绘图要求：
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图，并标注主要设备参数。
4. 报告要求：
完成设计报告，包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案：根据题目要求，选择合适的精馏塔类型（如筛板塔、浮阀塔等），并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径：根据精馏原理和物料性质，计算所需塔高和塔径，以满足分离要求。
3. 选择填料类型：根据物料的特性和分离要求，选择合适的填料类型，以提高传质效率。
4. 设计塔内件：根据塔板数和填料类型，设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算：根据进料组成、产品要求和操作条件，计算每块塔板的温度和组成，以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析：根据设计方案和工艺计算结果，分析项目的投资成本和运行成本，评估项目的经济可行性。
填料塔课课程设计书
填料塔课课程设计书一、教学目标本课程旨在让学生了解填料塔的基本概念、结构、工作原理和应用领域，掌握填料塔的设计计算方法，培养学生的工程实践能力和创新意识。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握填料塔的定义、分类和基本结构。
（2）了解填料塔的工作原理和性能参数。
（3）学会填料塔的设计计算方法。
（4）了解填料塔在化工、环保等领域的应用。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识对填料塔进行初步设计。
（2）具备分析解决填料塔实际问题的能力。
（3）具备查阅相关资料、文献的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的环保意识，使学生在实际工程中能够充分考虑环保因素。
（2）培养学生团队合作精神，提高学生的沟通与协作能力。
（3）培养学生勇于创新、敢于实践的精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.填料塔的基本概念、分类和基本结构。
2.填料塔的工作原理和性能参数。
3.填料塔的设计计算方法。
4.填料塔在化工、环保等领域的应用实例。
5.填料塔的最新研究动态和发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于传授填料塔的基本概念、理论和设计方法。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解填料塔的应用。
3.实验法：学生进行填料塔性能实验，提高学生的实践能力。
4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的创新思维。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工原理》、《填料塔设计与应用》等。
2.参考书：《化工设备设计手册》、《填料塔研究进展》等。
3.多媒体资料：相关视频、图片、动画等。
4.实验设备：填料塔性能实验装置。
5.网络资源：相关学术期刊、论文、企业案例等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
甲醇-水填料精馏塔的课程设计
摘要：填料塔为连续接触式的气液传质设备，与板式塔相比，不仅结构简单，而且具有生产能力大，分离填料材质的选择，可处理腐蚀性的材料，尤其对于压强降较低的真空精馏操作，填料塔更显示出优越性。
本文以甲醇-水的混合液为研究对象，因甲醇-水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，所以此设计采用常压精馏。
根据物料性质、操作条件等因素选择填料塔，此设计采用泡点进料、塔底再沸器和塔顶回流的方式，将甲醇—水进行分离的填料精馏塔。
通过甲醇—水的相关数据，对全塔进行了物料衡算和热料衡算，得出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系，进而得到精馏塔的理论板数。
分析了进料、塔顶、塔底、提馏段、精馏段的流量及其物性参数。
对精馏段和提留段的塔径及填料层高度进行了计算，以确定塔的结构尺寸。
对塔内管径、液体分布器、筒体壁厚进行了选型计算，从而得到分离甲醇—水混合物液的填料精馏塔。
关键词：填料塔；流量；回流比；理论板数；工艺尺寸第一章：设计任务书 (1)一、设计题目 (1)二、操作条件 (1)三、填料类型 (1)四、设计内容 (2)第二章：工艺设计计算 (2)一、设计方案的确定 (2)二、精馏塔的物料衡算 (3)三、理论塔板数的确定 (3)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)五、精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (10)六、填料层压降的计算 (13)七、筒体壁厚的计算 (14)八、管径的计算 (14)九、液体分布器简要设计 (16)第三章：结论 (18)一、设计感想 (18)二、全章主要主要符号说明 (19)三、参考资料： (20)第一章：设计任务书一、设计题目在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶媒。
设计要求废甲醇溶媒的处理量为4t/h,塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
化工原理课程设计(规整填料塔)
填料精馏塔设计任务书一、设计题目：填料塔设计二、设计任务：苯-甲苯精馏塔设计三、设计条件：1、年处理含苯41%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液3万吨；2、产品苯含量不低于96%；3、残液中苯含量不高于1%；4、操作条件：填料塔的塔顶压力：4kPa（表压）进料状态：自选回流比：自选加热蒸汽压力：101.33kPa（表压）5、设备型式：规整填料塔6、设备工作日：300天/年，24h连续运行四、设计内容和要求目录第1章流程的确定和说明 (3)1.1加料方式 (3)1.2进料状态 (3)1.3冷凝方式 (3)1.4回流方式 (3)1.5加热方式 (3)1.6加热器 (4)第2章精馏塔设计计算 (5)2.1操作条件和基础数据 (5)2.1.1操作压力 (5)2.1.2基础数据 (5)2.2精馏塔工艺计算 (7)2.2.1物料衡算 (7)2.2.2热量衡算 (9)2.2.3理论塔板数计算 (11)2.3精馏塔的主要尺寸 (12)2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12)2.3.2塔径设计计算 (15)2.3.3填料层高度的计算 (16)第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17)3.1冷凝器 (17)3.1.1计算冷却水流量 (18)3.1.2冷凝器的计算与选型 (18)3.2再沸器 (18)3.2.1间接加热蒸汽 (18)3.2.2再沸器加热面积 (18)3.3塔内其他结构 (19)3.3.1接管的计算与选择 (19)3.3.2液体分布器 (20)3.3.3除沫器 (21)3.3.4液体再分布器 (22)3.3.5填料支撑板的选择 (22)3.3.6塔底设计 (23)3.3.7塔的顶部空间高度 (23)第4章结束语 (24)参考文献 (25)第1章流程的确定和说明1.1加料方式加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。
高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流量，但要求搭建塔台，增加基础建设费用：泵加料属于强制进料方式，泵加料易受温度影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，影响传质效率。
乙醇—水分离填料精馏塔设计 化工原理
化工原理课程设计乙醇-水填料精馏塔设计学生姓名学院名称学号班级专业名称指导教师年月日化工原理课程设计任务书摘要乙醇是生活中一种常见的化学品，它是一种有机物，俗称酒精。
它是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味。
乙醇液体密度比水小，能与水以任意比互溶。
乙醇的生产离不开精馏、萃取等化工流程。
氧化钙脱水法、共沸精馏、吸附精馏、渗透汽化、吸附法、萃取精馏法和真空脱水法等多用在乙醇的回收和提纯的方面。
实际生产中较成熟的方法是共沸精馏和萃取精馏,这2 种分离方法多以连续操作的方式出现。
在一些领域生产乙醇设备简单、投资小,可单塔分离多组分混合物,或同一塔可处理种类和组成频繁更换的物系。
塔设备是使气液成两相通过精密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一，一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
本次课程设计就是针对乙醇-水体系而进行的常压二元填料精馏塔的设计及相关设备选型。
关键词：乙醇；水；填料塔；精馏1.1 物料性质 (1)1.2 塔设备简介 (1)2流程的确定及说明 (1)2.1.加料 (1)2.2.进料 (1)2.3 塔顶冷凝方式 (2)2.4 回流方式 (2)2.5 加热方式 (2)2.6 加热器 (2)3精馏塔的设计计算 (2)3.1物料衡算 (2)3.2塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为：VD t、LD t、F t、W t 3 3.3平均相对挥发度α (4)3.4回流比的确定 (4)3.5热量衡算 (5)3.5.1加热介质的选择 (5)3.5.2冷却剂的选择 (5)3.5.3热量衡算 (5)3.6理论塔板数计算 (7)3.6.1板数计算 (7)3.6.2塔板效率 (8)3.7 精馏塔主要尺寸的设计计算 (9)3.7.1流量和物性参数的计算 (9)3.7.2塔径设计计算 (11)4附属设备及主要附件的选型计算 (15)4.1．冷凝器 (15)4.3塔内其他构件 (17)4.3.1.塔顶蒸汽管 (17)4.3.2.回流管 (17)4.3.3.进料管 (18)4.3.4.塔釜出料管 (18)4.3.5除沫器 (18)4.3.6液体分布器 (19)4.3.7液体再分布器 (20)4.3.8填料支撑板的选择 (20)4.3.9塔釜设计 (21)4.3.10塔的顶部空间高度 (21)4.3.11手孔的设计 (21)4.3.12．裙座的设计 (22)5精馏塔高度计算 (22)6总结 (24)附录 (24)参考文献 (26)第一部分概述1.1物料性质乙醇易燃，具刺激性。
填料式精馏塔设计
化工原理课程设计说明书设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔设计者：专业：学号：指导老师：2016年06月25日目录一、前言 (3)二、设计条件 (4)三、精馏塔的设计计算1.由质量分率求甲醇水溶液的摩尔分率 (5)2.全塔物料衡算 (5)3.采用图解法，求解R Min，R (5)4.填料塔压力降的计算 (6)5.D、Z、P计算 (7)6.计算结果列表 (14)四、辅助设备的选型计算7.储槽的选型计算 (15)8.换热器的选型计算 (16)9.主要接管尺寸的选型计算 (19)10.泵的选型计算 (21)11.流量计选取 (21)12.温度计选取 (22)13.压力计选取 (22)五、设备一览表 (23)六、选用符号说明 (24)七、参考文献 (25)八、结束语 (25)前言甲醇俗称木醇，木精，是一种大宗有机化学品，它不仅容易运输和储藏，而且可以作为很多有机化学品的中间原料。
由它可以加工成的有机化学品有100余种，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
随着近年来技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了新的用途。
甲醇是较好的人工合成蛋白质的原料，目前，世界上已经有30万吨的甲醇制蛋白质的工业装置在运行。
甲醇是容易运输的清洁燃料，可以单独或与汽油混合作为汽车燃料，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
用孟山都法可以将甲醇直接合成醋酸。
随着近年来碳一化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品，正在研究开发和工业化中。
此外，甲醇在工业应用和实验室中是十分重要的溶剂。
许多反应在甲醇作为溶剂时产率非常好。
虽然有一定的毒性，但相对于其它有机溶剂来说，还是比较安全的。
本次设计采用填料式精馏塔，因为随着填料塔技术的不断完善，在性能上比板式塔要好很多，而且填料塔的结构比较简单，制造、维修难度和造价比板式塔低很多，所以选用填料塔，可以减少设计、制造、操作费用。
课程设计甲醇—水连续填料精馏塔
化工原理课程设计题目：甲醇—水连续填料精馏塔专业：制药工程班级：制药1102学号：11220222学生：曹崇指导老师：王国胜2014年6 月20日目录前言 (1)符号说明 (2)一、设计任务书 (4)二、设计的方案介绍 (4)三、工艺流程图及其简单说明 (5)四、操作条件及精熘塔工艺计算 (7)五、精熘塔工艺条件及有关物性的计算 (15)六、精馏塔塔体工艺尺寸计算 (20)七、附属设备及主要附件的选型计算 (23)八、精馏塔设计参数汇总表 (29)九、课程设计心得 (30)十、参考文献 (31)前言精馏塔分为板式塔和填料塔两大类。
填料塔又分为散堆填料和规整填料两种。
板式塔虽然结构较简单，适应性强，宜于放大，在空分设备中被广泛采用。
但是，随着气液传热、传质技术的发展，对高效规整填料的研究，一些效率高、压降小、持液量小的规整填料的开发，在近十多年内，有逐步替代筛板塔的趋势。
实际生产中，在精馏柱及精馏塔中精馏时，上述部分气化和部分冷凝是同时进行的。
对理想液态混合物精馏时，最后得到的馏液(气相冷却而成)是沸点低的B物质，而残液是沸点高的A物质，精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热区，温度最高；塔顶温度最低。
精馏结果，塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分，纯高沸点组分则留在塔底。
精馏塔的优点：归纳起来，规整填料塔与板式塔相比，有以下优点：1)压降非常小。
气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。
在正常情况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/5～1/6；2)热、质交换充分，分离效率高，使产品的提取率提高；3)操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调节范围大，适应性强。
负荷调节范围可以在30%～110%，筛板塔的调节范围在70%～100%；4)液体滞留量少，启动和负荷调节速度快；5)可节约能源。
由于阻力小，空气进塔压力可降低0.07MPa左右，因而使空气压缩能耗减少6.5%左右；6)塔径可以减小。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
精馏塔是化工原理课程设计中的重要内容，它是一种用于分离液体混合物的设备，广泛应用于石油化工、化工制药等领域。
精馏塔的设计和操作对于提高产品纯度、降低能耗、优化生产工艺具有重要意义。
首先，精馏塔的结构通常包括进料口、塔板、塔顶、冷凝器和回流器等部分。
进料液体在塔顶进入塔板，经过塔板上的填料或者气液分布器，与上升的蒸汽进行接触和传质，从而实现组分的分离。
冷凝器用于将顶部的蒸汽冷凝成液体，回流器则用于控制塔内液体的回流比例，保证塔内的稳定操作。
其次，精馏塔的操作原理是利用不同组分在塔内的汽液平衡特性，通过多级塔
板的作用，将混合物中的各组分逐级分离。
在精馏过程中，液体在塔板上停留时间较长，与上升的蒸汽进行充分接触，从而实现组分的分离。
较轻的组分在顶部得到富集，而较重的组分则在底部得到富集，通过塔顶和塔底的出口分别收集这两部分液体，从而实现分离。
在进行精馏塔的设计时，需要考虑原料的性质、产品的要求、能耗的控制等因素。
通过合理地选择填料类型、确定塔板数目、优化冷凝器和回流器的设计，可以实现精馏塔的高效运行。
此外，还需考虑操作条件的控制，如进料流量、回流比例、塔顶温度等参数的调节，以保证塔内的稳定操作。
总的来说，精馏塔在化工原理课程设计中具有重要的地位，它不仅是理论知识
的应用，更是对学生综合运用化工原理、热力学、传质动力学等知识进行工程设计和操作的重要实践。
通过对精馏塔的学习和设计，不仅可以加深对化工原理的理解，更可以培养学生的工程实践能力和创新思维，为将来的工程实践打下坚实的基础。
天津大学废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
《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专业班级学号姓名指导教师目录一、课题的来源及意义1.1课题的来源 (2)1.2课题的意义 (2)1.3方法的依据 (2)二、工艺设计要求 (3)三、工艺过程设计计算3.1物料衡算 (3)3.2精馏塔设计计算3.2.1操作条件的确定 (4)3.2.2塔径计算 (11)3.2.3填料层高度计算 (16)3.2.4 填料层压降计算 (18)3.2.5液体分布器计算 (18)3.2.6接管管径计算 (19)3.3冷凝器与再沸器计算与选型3.3.1冷凝器的计算与选型 (20)3.3.2再沸器的计算与选型 (21)四、问题讨论 (23)五、生产工艺流程简图（附图） (27)六、填料精馏塔设计条件图（附图） (28)一、课题的来源及意义1.1课题的来源废丙酮溶媒来自于抗生素类药物“盐酸四环素”的生产过程。
1.2课题的意义：1）回收废丙酮溶媒母液中的丙酮循环利用可以降低生产成本，具有很高的经济效益。
2）回收废丙酮溶媒可以减少环境污染，具有一定的社会效益。
1.3方法的选择：丙酮和水二元物系，在常压下水的沸点100℃，丙酮沸点56.2℃，其沸点相差43.8℃。
由于沸点相差较大，故可以选用精馏操作。
为了提高生产能力，降低操作费用，宜选用连续精馏的操作方式。
精馏塔可以分为板式塔和填料塔。
与板式塔相比，填料塔具有如下特点：1)生产能力大；2)分离效率高；3)压力降小；4)持液量小；5)操作弹性大。
故选用填料塔进行分离。
丙酮—水物系分离的难易程度适中，气液负荷适中，设计中选用金属环矩鞍填料。
丙酮在常压下的沸点为56.2℃，故可采用常压操作，用30℃的循环水进行冷凝。
塔顶蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流，一部分经产品冷却器冷凝后送至储槽。
塔釜选用再沸器进行间接加热。
综上，此任务选择在填料塔中进行，采用常压连续精馏的方法完成。
原料发酵四环素碱溶解、洗涤丁醇结晶、过滤 晶体溶解、洗涤丙酮结晶、过滤母液 废丁醇溶媒晶体 盐酸四环素母液 废丙酮溶媒水 25％ 丙酮溶媒丙酮 99.8％水 0.2％精制丙酮 75％废丙酮溶媒回收丙酮的流程是：二、工艺设计要求2.1原料液组成：2.2分离要求：产品中水分含量 ≤ 0.2% （质量％） 釜残液中丙酮含量 ≤ 0.5%2.3处理能力：废丙酮溶媒处理量14吨 / 天（每天按24小时计）。
填料精馏塔课程设计
填料精馏塔课程设计精馏塔设计计算1 操作压力与基础数据（1）操作压力精馏塔操作按操作压力分为常压、加压和减压操作。
精馏操作中压力影响非常大。
当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度会增大，对分离有利。
但当压力不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加。
因此在设计时一般采用常压蒸馏。
当常压下无法完成操作时，则采用加压或减压蒸馏。
对于乙醇–水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压蒸馏。
（2）气、液平衡关系数据如表1：平均温100 95.5 89 86.7 85.3 84.1 82.7 82.3 度t液相乙0 1.9 7.21 9.66 12.38 16.61 23.37 26.08 醇x气相乙0 17 38.91 43.75 47.04 50.89 54.95 55.8 醇y平均温81.5 80.7 79.8 79.7 79.3 78.74 78.41 78.15 度t液相乙32.73 39.65 50.79 51.98 57.32 65.63 74.72 89.43 醇x气相乙59.26 61.22 65.65 65.99 68.41 73.85 78.15 89.43 醇y根据以上数据绘出 x-y 平衡图（3）物料平衡计算 ① 物料衡算。
已知:F = 3000t %40=F ω %94=D ω %2=W ωkmol kg M O H H C /07.4652=kmol kg M O H /02.182=摩尔分率 ：%7.2002.18/6007.46/4007.46/40=+=F x%97.8502.18/607.46/9407.46/94=+=D x %79.002.16/9807.46/207.46/2=+=W x 进料平均相对分子质量 ：kmol kg M /83.2302.18793.007.46207.0=⨯+⨯=② 根据气、液平衡表（x-y-t 表）利用内插法求塔顶温度 LD t ，VD t 。
化工工艺设计第6章填料精馏塔的工艺设计
化工工艺设计第6章填料精馏塔的工艺设计填料精馏塔工艺设计是在化工工艺设计中非常关键的一部分，其确定直接影响到塔内物料在萃取、分离和精馏过程中的传质和传热情况。
本章将介绍填料精馏塔的工艺设计包括填料的选择、填料层间距的确定、塔径的确定以及相应的传质和传热设计等方面。
一、填料选择：在填料精馏塔的工艺设计中，填料的选择是一个重要的环节。
填料既要具有较大的总表面积，也要具备良好的液体和气体分布性能，以及足够的物理和化学稳定性。
常见的填料有环形、球型、骨架型等多种形式。
选择填料时需要综合考虑填料的本构特性、传质性能和传热性能。
二、填料层间距的确定：填料层间距的确定也是填料精馏塔工艺设计的重要内容。
填料层间距的大小影响到塔内物料在填料层之间的分布和流动情况，对传质和传热性能有重要影响。
填料层间距过小会导致液体经过填料层时阻力增大，增加能耗；填料层间距过大则会导致塔内液体在水平方向的混合程度不高，使得传质效果降低。
具体的填料层间距一般可以通过试验和经验确定。
三、塔径的确定：填料精馏塔的塔径本质上是一个经济性和操作性之间的折衷选择。
过大的塔径会增加建设和设备成本，过小的塔径则会降低传质效率。
一般来说，在保证传质效果的条件下，应尽可能选取经济合理的塔径。
塔径的确定依据一般是塔底径和塔顶径之间的液下压降和气上压降限制。
四、传质和传热设计：填料精馏塔的传质和传热设计是塔的工艺设计中的重要环节。
传质的设计主要考虑两相物料之间的传质速率，需要根据具体的传质模型和工艺要求进行计算。
传热的设计主要包括液相传热和气相传热两部分。
液相传热一般由填料和壁面之间的传热和填料层内部的传热组成，需要根据传热模型和壁面温度进行计算。
气相传热一般由塔顶和塔底的传热和填料层内部的传热组成，需要根据传热模型和塔顶温度进行计算。
在填料精馏塔的工艺设计中，还需要综合考虑流态分布、杂质分布、载液比、精馏塔和冷凝器之间的热负荷等。
通过合理的填料选择、填料层间距的确定、塔径的确定以及传质和传热的设计，可以实现填料精馏塔的高效运行，提高产品质量和产量。
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填料精馏塔课程设计精馏塔设计计算1 操作压力与基础数据（1）操作压力精馏塔操作按操作压力分为常压、加压和减压操作。
精馏操作中压力影响非常大。
当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度会增大，对分离有利。
但当压力不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加。
因此在设计时一般采用常压蒸馏。
当常压下无法完成操作时，则采用加压或减压蒸馏。
对于乙醇–水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压蒸馏。
（2）气、液平衡关系数据如表1：平均温100 95.5 89 86.7 85.3 84.1 82.7 82.3 度t液相乙0 1.9 7.21 9.66 12.38 16.61 23.37 26.08 醇x气相乙0 17 38.91 43.75 47.04 50.89 54.95 55.8 醇y平均温81.5 80.7 79.8 79.7 79.3 78.74 78.41 78.15 度t液相乙32.73 39.65 50.79 51.98 57.32 65.63 74.72 89.43 醇x气相乙59.26 61.22 65.65 65.99 68.41 73.85 78.15 89.43 醇y根据以上数据绘出 x-y 平衡图（3）物料平衡计算 ① 物料衡算。
已知:F = 3000t %40=F ω %94=D ω %2=W ωkmol kg M O H H C /07.4652=kmol kg M O H /02.182=摩尔分率 ：%7.2002.18/6007.46/4007.46/40=+=F x%97.8502.18/607.46/9407.46/94=+=D x %79.002.16/9807.46/207.46/2=+=W x 进料平均相对分子质量 ：kmol kg M /83.2302.18793.007.46207.0=⨯+⨯=② 根据气、液平衡表（x-y-t 表）利用内插法求塔顶温度 LD t ，VD t 。
塔釜温度 W t ，进料温度F t 。
a 、 塔顶温度LD t ，VD t23.7841.7815.7841.7815.7843.8915.7897.85=⇒--=--VD VD t t ℃21.7841.7815.7841.7872.7443.8972.7497.85=⇒--=--LD LD t t ℃b 、 塔釜温度 W t13.981005.9510009.1079.0=⇒--=--W W t t ℃ c 、 进料温度 F t25.831.847.821.8461.1637.2361.167.20=⇒--=--F W t t ℃③ 回流比的确定查乙醇 – 水物系在101.3 kpa 下的温度组成图可知，对组成为乙醇的摩尔分数为0.207的进料，泡点为81.9℃、露点为91.7℃。
又因进料的平均摩尔质量 kmol kg M m /83.23793.002.18207.007.46=⨯+⨯= 查附录十三可知30℃时 k kg kj C //512.22c = ，k kg kj C o h //174.42=液体变蒸气时 k kg kj C //329.32c = ， k kg kj C o h //220.42=乙醇和水的平均比热容k kg kj C //83.3L = ，k kg kj C //04.4V = 乙醇和水的汽化潜热分别为kg kj r /8602c = ，kg kj r o h /21542=将料液由30℃升温至81.9℃所需热量为：)/(4737)309.81(83.383.23L kmol kj i i F =-⨯⨯=-继续加热使之完全汽化。
本设计中所需的汽化潜热都是在正常沸点下的值，可认为沸点低的乙醇在81.9℃完全汽化再升温至91.7℃ 则)/(39896]2154)9.817.91(83.3[207.007.46)]9.817.91(04.4860[V kmol kj i i L =+-⨯+⨯⨯-⨯+=- 119.13989647371)()(=+=--+-=--=L V F L L V L V F V i i i i i i i i i i q403.91119.1119.11=-=-q q q 线方程为739.1403.911-=---=x q x x q qy F q 线与平衡线的交点e ，查图知：207.0=≈F e x x ，526.0=e y 代入式05.1207.0526.0526.08597.0min =--=--=e e e D x y y x R取min 5.1R R =，则R=1.58 。
④ 相对挥发度α： t=95.5℃时，58.109.1)17100()9.1100(17)1()1(1=⨯--⨯=--==x y x y x y x y A B B A α t=78.41℃时，21.173.74)15.78100()73.74100(15.78)1()1(2=⨯--⨯=--==x y x y x y x y A B B A α 90.5221.158.10221=+=+=ααα2、精馏塔的工艺计算 （1）物料衡算① 物流示意图（略） ② 物料衡算a 、 已知：F=3000t ，年开工300天。
kmol kg M /83.23=。
进料摩尔流量 )/(48.1783.23243001030003h kmol F =⨯⨯⨯=已求得 %7.20=F x ，%97.85=D x ，%79.0=W x 。
总物料 F = D + W ，易挥发组分W D F W x Dx Fx += 解得 )/(086.4h kmol D =，)/(394.13h kmol W = b 、 塔顶产品的平均相对分子质量：.46kmol078597.kgM=⨯=+⨯-%18.42135(/%)9702.1(85.)塔顶产品流量：).4h086kgD=/⨯42=164(.172135.C、塔釜产品的平均相对分子质量：.46kmol07kg.079+⨯=⨯-%M=18242.18/)%)(7902..01(塔釜产品流量).39413h=⨯W=kg18(/.333.242244F = D + W = 172.164 + 244.333 = 416.497(kg/h)③物料衡算结果如表2：（2）热量衡算①热流示意图（略）②热量衡算a、加热介质和冷却剂的选择（a）加热介质的选择本设计选用300kpa(温度为133.3℃)的饱和水蒸气作为加热介质，水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。
（b）冷却剂的选择。
常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜加以选用。
受本地气温限制，冷却水一般为10 - 25℃。
本地最热月份平均气温为25℃，故选用25℃的冷却水，选升温10℃，即冷却水的出口温度为35℃。
b 、 冷凝器的热负荷冷凝器的热负荷：)()1(LD VD C I I D R Q -+= ，其中VD I —— 塔顶上升蒸气的焓，kcal/kmol ，LD I —— 塔顶馏出液的焓，kcal/kmol 。
水乙（V V D LD VD H H x I I ∆-+∆=-)x 1D其中乙V H ∆ —— 乙醇的蒸发潜热，kcal/kmol水V H ∆ —— 水的蒸发潜热，kcal/kmol沸点下蒸发潜热数据如表3注：1 kcal = 4.184 kJ蒸发潜热与温度的关系：=∆2H 38.0121)11(r r V T T H --∆，其中r T ——对比温度。
由沃森公式计算塔顶温度下的潜热： 78.23℃时，对乙醇681.02.51623.7815.27322=+==C r T T T 681.02.5163.7815.27311=+==C r T T T 对水，同理得：523.02=r T ，576.01=r T蒸发潜热乙V H ∆=9469)681.01681.01(946938.0=--⨯（kcal/kmol ）水V H ∆=338.10174)576.01523.01(972938.0=--⨯（kcal/kmol ） 对全凝器作热量衡算（忽略热量损失）)()1(LD VD C I I D R Q -+=选择泡点回流，因为塔顶乙醇含量很高，与露点相接近，所以：水乙V D V D LD VD H x H x I I ∆-+∆⨯=-)1(代入数据得：)/(04.6713338.10174)8597.01(94698597.0kmol kcal I I LD VD =⨯--⨯=- )/(06.7076804.6713086.4)158,1(h kcal Q C =⨯⨯+=c 、 冷却介质消耗量： )/(804.7076)2535(106.70768)(12h kg t t C Q W PC C C =-⨯=-=d 、 加热器的热负荷及全塔热量衡算。
选用300kpa （温度为133.3℃)的饱和水蒸气为加热介质。
列表计算乙醇、水在不同温度下混合的比热容[单位：kcal/(kg ·℃]如表4注：1 kcal =4.18kJ乙醇：24.4)25.8321.78(841.0)(1-=-⨯=-⨯F LD p t t C 02.13)25.8313.98(875.0)(1=-⨯=-⨯F W p t t C 水： 04.5)25.8321.78(1)(2-=-⨯=-⨯F LD p t t C 88.14)25.8313.98(1)(2=-⨯=-⨯F W p t t C29.4)25.8321.78()106.094.0841.0()1(21-=-⨯⨯+⨯=-+=⎰D p D p pC C dt C ωω 84.14)25.8313.98()198.002.0875.0()1(21=-⨯⨯+⨯=-+=⎰W p W p pC C dt Cωω根据表2有：D = 172.164 kg/h ，W = 244.333 kg/h)/(58.738)29.4(164.17221.7825.83h kcal dt C D dt C D Q p p D -=-⨯===⎰)/(90.362584.14333.24413.9825.83h kcal dt C W dt C W Q p p W =⨯===⎰对全塔进行热量衡算：C W D S F Q Q Q Q Q ++=+ 为了简化计算，以进料焓为基准做热量衡算： F C W D S Q Q Q Q Q -++== -738.58+3625.90+70768.06-0 = 73655 （kcal/h ） 塔釜热损失为10%，则η = 0.9，则)/(818399.073655'h kcal Q Q SS ===η式中 S Q ——加热器理想热负荷，kcal/h S Q '——加热器实际热负荷，kcal/h D Q ——塔顶馏出液带出热量，kcal/hW Q ——塔底带出热量，kcal/h加热蒸汽消耗量：)300333(/.12168kpa k kg kj H r ，水蒸气=∆)/(54.1582.41.216881839'h kg H Q W r S h ==∆=水蒸气热量衡算结果如表5：(3) 理论板数的计算虽然本设计的相对挥发度在改变，但仍可用捷算法计算。