化工原理填料精馏塔课程设计_图文
化工原理课程设计---板式精馏塔设计
（1）、降液管的宽度Wd 与截面积 Af
式中： QV 、QW 、QL、QB、QF 、QR 分别是塔顶蒸汽带出的热
量、塔底产品带出的热量、塔设备的热损失、塔釜加热量、进料带入 的热量、回流带入热量、
其中：塔设备的热损失 Q L 0.1Q B
再沸器热负荷 QB 1.1 QV QW QR QF
冷凝器热负荷 Q C Q V Q D Q R
b.经济核算确定适宜的回流比 根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则，尽量使用 计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。
c. 精馏塔实际塔板数 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到全塔理 论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。 然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔 板数，确定加料板位置。
LS
LM Lm
3600 Lm
V—塔内气体摩尔流量 kmol/h
Vs—塔内气体体积流量 m 3 s
MVm 、 MLm —分别为精馏段气相平均分子量、液相平均分子量
Vm、 Lm —分别为精馏段气相平均密度、液相平均密度 kg m
(2)、提馏段气液负荷计算(同上)
2019/9/17
5、热量衡算
总热量衡算 QV QW Q L QB QF QR
表 1 板间距与塔径关系
塔径 D, m
0.3～0.5 0.5～0.8 0.8～1.6 1.6～2.0
塔板 间 距 HT mm 200～300 250～350 350～450 450～600
2019/9/17
2、塔径 D 的初估与圆整
根据流量公式计算塔径，即 D 4V S
u
式 中 Vs—塔 内 的 气 相 流 量 ，m 3 s
化工原理课程设计精馏塔
最常用的塔设备可分为两大类：板式塔和填料塔。此外，还 有多种内部装有机械运动构件的塔，例如脉动塔河转盘塔等，则 主要用于萃取操作。
1 概述 均相物系的分离方法有吸收、萃取、干燥、精馏等操作，其 中工业上分离均相液体混合物最常用的过程是蒸馏。利用液体混 合物中组分挥发性能的差异，以热能为媒介使其部分汽化，从而 在气相富集易挥发组分，液相富集难挥发组分，使混合物得以分
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化工原理课程设计
离的方法称为蒸馏。根据操作方式，蒸馏分为简单蒸馏、平衡蒸 馏和精馏。前两种只能实现初步分离，而精馏能实现混合物的高 纯度分离，无需与外界进行热量交换，采用多次平衡级的蒸馏过 程来实现混合液的高纯度分离，这种多级蒸馏过程的组合就是精 馏。
3.2、物料衡算
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化工原理课程设计
3.2.1、质量流量 全塔物料横算式：
mF=mD+mW mFωF=mDωD+mwωw 已知mF=9200kg·h-1,代入数据得 9200=mD+mW 9200 × 0.248=mD × 0.893+mw × 0.0095 联立，解方程得
mD=2383.531 kg·h-1
4、选择进料泵进料，进料温度为 20℃冷液。 5、塔釜采用分离式间接蒸汽加热、塔顶蒸汽采用全凝器冷凝。 三、塔型
板式塔型自选 四、设计内容
1、二元物系精馏用筛板塔的工艺设计，主要包括精馏系统工艺流 程的确定、物料衡算、热量衡算、理论塔板数的计算、精馏塔的工艺 条件及有关物性数据设计计算、精馏塔的工艺尺寸计算，气体通过塔 板的压力降、降液管内液体停留时间和液面高度的计算，塔顶冷凝器 及管道的工艺计算和选型，泵的工艺选型等附属设备的选型计算。
填料塔化工原理课程设计
摘要在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。
在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；②除去工艺气体中的有害成分，使气体净化，以便进一步加工处理；或除去工业放空尾气中的有害物，以免污染大气。
实际过程往往同时兼有净化和回收双重目的。
吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。
气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来。
填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操作过程。
塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。
支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。
填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。
填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于0.3MPa时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。
这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫，然后再进行解吸处理得到二氧化硫。
要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。
目录摘要...............................................................目录...............................................................第一章设计方案的内容...........................................1.1流程方案......................................................1.2设备方案......................................................第二章设计方案的确定............................................2.1吸收流程选择..................................................2.1.1吸收工艺流程的确定 ......................................2.1.2流程装置的确定 ..........................................2.2吸收剂的选择..................................................2.3吸收剂再生方法的选择..........................................2.4操作温度和压力的确定..........................................2.4.1操作温度的确定 ..........................................2.4.2操作压力的确定 ..........................................第三章吸收塔设备及填料类型与选择................................3.1吸收塔设备的选择..............................................3.2填料类型的选择................................................3.3填料规格的选择................................................3.4填料材质的选择................................................ 第四章吸收塔工艺条件的计算.......................................4.1基础物性数据..................................................4.1.1液相物性数据 ............................................4.1.2气相物性数据 ............................................4.2确定气液平衡的关系............................................4.3吸收剂及操作线的确定..........................................4.3.1吸收剂用量的确定 ........................................4.3.2操作线方程的确定 ........................................4.4塔径计算......................................................4.4.1采用Eckert通用关联图法计算泛点速率 .....................4.4.2操作气速： ..............................................4.4.3塔径计算： ..............................................4.4.4单位高度填料层压降的校核 ................................4.5填料层高度计算................................................4.5.1传质系数的计算 ..........................................4.5.2 填料层高度..............................................4.6填料塔附属高度的计算.......................................... 第五章填料吸收塔附属装置的选型...................................5.1液体分布器的简要设计..........................................5.1.1液体分布器的选型 ........................................5.1.2分布点密度及布液孔数的计算 ..............................5.2.塔底液体保持管高度的计算.....................................5.3其它附属塔内件的选择..........................................5.3.1 填料支撑板..............................................5.3.2 填料压紧装置与床层限制板................................ 第六章辅助设备的选型...........................................6.1管径的选择....................................................6.1.1进液管管径 ..............................................6.1.2出液管管径 ..............................................6.1.3进气管管径 ..............................................6.1.4出气管管径 ..............................................6.2泵的选取：....................................................6.3风机的选型：.................................................. 第七章关于填料塔设计的选材...................................... 参考文献........................................................... 附录............................................................... 致谢...............................................................第一章设计方案的内容1.1流程方案指完成设计任务书所达的任务采用怎样的工艺路线，包括需要哪些装置设备，物料在个设备间的走向，哪些地方需要有观测仪表、调节装置，那些取样点以及是否需要有备用设备等，按上述内容绘制流程图。
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。
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。
精馏塔课程设计PPT课件
计算塔底温度（TW）
否
是
TW＝（TW）？
计算结束
19
九、部分物性数据 表 1 分子量、沸点及临界数据
物质名 乙醇
M tb(℃) tc(℃) pc(atm)
水
表2 饱和蒸气压 表3 液体的密度 表4 液体的表面张力
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表4 液体的表面张力
温度与表面张力的关系：
2 1
Tc Tc
T2 T1
早完成早自由
6
四、课程设计过程注意问题
❖ 认真阅读教材，草拟进度表，拟定设计的方法和步骤。 ❖ 计算过程中要随时复核计算结果的正确性，做到有错即改，
避免大的返工。 ❖ 要求来教室进行设计，每天签到与检查进度。
7
五、参考资料
No
题名
1 冷换设备工艺计算手册
2 石油加工单元过程原理．上
3 石油加工单元过程原理．下
二、塔径的计算
塔径公式计算 ： D 4Vs
u
计算空塔气气速(u) 应注意以下事项：
❖ 空塔气速的经验计算公式很多，可根据经验公式的使用条 件进行选择。
❖ 推荐使用比较普遍的史密斯和波津方法，取两法计算的较 大直径。
❖ 精馏段与提馏段应分别计算,如两段塔径相差不多,可采用同 一塔径.
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五、标准塔板的选取 当已知塔径和开孔率，可以从附表十《单溢流浮
八、塔底温度、压力、理论板数的迭代计算
求得各组份的饱和蒸气压再求 相对挥发度。
已经确定塔顶温度TD 假定塔底温度TW
加压塔：先由塔底温度求得塔 底压力，再求平均塔压。由塔 平均压力和温度求Ki，再求相 对挥发度。
计算各组分相对挥发度
计算理论塔板数
精馏塔设计化工原理课程设计
目录一．设计任务及要求 ............................................................................................3 二．概述 ...............................................................................................................3 三．设计依据 .......................................................................................................4 五．操作条件的计算 .. (4)1.塔型选择 ....................................................................................................................................... 42.1 操作压力 ................................................................................................................................... 5 2.2 进料状态 ................................................................................................................................... 5 2.3 加热方式 ................................................................................................................................... 5 2.4 热能利用 ................................................................................................................................... 53.最小回流比及操作回流比的确定 ............................................................................................... 6 3.1逐板计算： ................................................................................................................................ 6 3.2全塔效率的估算 ........................................................................................................................ 7 3.3实际塔板数P N (8)4.全凝器冷凝介质的消耗量 ........................................................................................................... 8 5.热能利用 (8)六.精馏塔主体尺寸的计算 (9)1.精馏段与提馏段的体积流量 ....................................................................................................... 9 2.塔径的计算 ................................................................................................................................... 9 3.塔高的计算 ................................................................................................................................. 12 4.液流型式的选择 ......................................................................................................................... 12 5.溢流堰（出口堰）的设计 (13)(1).堰长W l : (13)l W =(0.6～0.8)D=0.7×1600=1120mm (13)(2).堰上液层高度h OW ： (13)6.塔板设计 ..................................................................................................................................... 14 6.1塔板尺寸 .................................................................................................................................. 15 6.2降液管底隙高度h0 ................................................................................................................. 15 6.3板结构的选择 .......................................................................................................................... 16 6.4板材料的选择 .......................................................................................................................... 16 6.5板基本结构的选择 .................................................................................................................. 16 6.6筛孔数n . (16)7.塔板的流体力学验算 (17)7.1气体通过塔板的压强降:ph ,m 液柱 (17)7.2降液管内液体高度(液泛or 淹塔) (19)7.3雾沫夹带 (20)7.4漏液点气速uOW (20)八.筛板塔的辅助设备 (21)1.配管 (21)2.储罐 (22)3.换热器 (22)八.设计评价 (22)九.参考文献 (23)一．设计任务及要求原料：乙醇~水溶液，年产量48000吨乙醇含量：33%(质量分数)，原料液温度：42℃ 设计要求：塔顶的乙醇含量不小于90%(质量分数) 塔底的乙醇含量不大于0.5%(质量分数) 乙醇-水相图：0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0YX二．概述乙醇是很常见的一种化工产品，它有着广泛的用途，主要有：消毒剂，药物使用，饮料，基本有机化工原料（乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料），汽车燃料（乙醇可以调入汽油，作为车用燃料），稀释剂，有机溶剂，涂料溶剂等。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计任务书(一)设计题目在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶液洗涤晶体,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，以对废甲醇溶液进行精馏，得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶液。
设计要求废甲醇溶液的处理量为 3.6万吨/年，塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
(二)操作条件1)操作压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸汽压力0.3Mpa（表压）(三)填料类型因废甲醇溶液中含有少量的药物固体微粒，应选用金属散装填料，以便于定期拆卸和清洗。
填料类型和规格自选。
(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五)设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)填料层压降的计算；6)液体分布器简要设计；7)精馏塔接管尺寸计算；8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
摘要甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。
无色、透明、高度挥发、易燃液体。
略有酒精气味。
近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。
甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
由甲醇转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
近年来碳化学工业的发展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、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。
甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。
目前，我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化，总体的趋势是走高。
随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料——甲醇的价格还会稳步提高。
国内又有一批甲醇项目在筹建。
这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法就成为投资者关注的重点。
化工原理课程设计板式精馏塔设计
4.编写设计说明书 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主
要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的 论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用 的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图和计算 机程序框图和原程序。
其 中 利 用 t～ x～ y 关 系 ，并 借 助 二 次 样 条 插 入 的 方 法 ，求 得
塔顶塔底的温度，进而求取全塔的平均温度，从而可以根据全
塔平均温度求取全塔平均相对挥发度。
式 中 ： R ---回 流
R m in — 最 小 回 流 比
—全塔平均相对挥发度
12
3.理论板数和实际板数的确定
用双溢流型塔板。
2
平 直 堰 的 hOW 按 下 式 计 算
hOW
2 .8 4 1000
E
Lh
3
lW
式中
lW Lh
—堰 —塔
长, 内液
m; 体流
量
，
m
3
h
E — 液 流 收 缩 系 数 ， 查 图 求 取 。 一 般 可 取 为 1， 误 差 不 大
(2)、提馏段气液负荷计算(同上)
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5、热量衡算
总热量衡算 QV QW QL QB QF QR
式中： QV 、QW、QL、QB、QF、QR 分别是塔顶蒸汽带出的热
量、塔底产品带出的热量、塔设备的热损失、塔釜加热量、进料带入 的热量、回流带入热量、
其中：塔设备的热损失Q L 0.1QB
（ 4） 实 际 板 数 的 确 定
板效率：利用奥康奈尔的经验公式
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
化工原理下册第三章-填料塔-本科
二、填料的性能及其评价
(2)空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以 表示，其单位为 m3/m3，或以%表示。 分析
～ 流动阻力 ～ 塔压降 ～ 生产能力 ～ 流动阻力 ～ 传质效率
26
二、填料的性能及其评价
(3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填 料因子，以 表示，其单位为1/m。
60
二、填料塔工艺尺寸的计算
2.填料层高度的计算 (1)传质单元高度法
Z H OG NOG
(2)等板高度法
Z NT HETP
注意问题： ①填料层的分段； ②设计填料层高度 Z 1.3 ~ 1.5 Z。
61
三、填料层压降的计算
1.散装填料压降的计算
计算方法：由埃克特通用关联图计算。 2.规整填料压降的计算 计算方法： ①由压降关联式计算； ②由实验曲线计算。
2.填料规格的选择 (1)散装填料规格的选择 散装填料常用的规格（公称直径）有 DN16 DN25 DN38 DN50 DN76 填料规格
～ 传质效率 ～ 填料层压降
填料 公称 直径
54
选择原则：D/d ≥ 8
塔 径
一、填料的选择
(2)规整填料规格的选择 规整填料常用的规格（比表面积）有 125 150 250 350 500 700 同种类型的规整填料，其比表面积越大，传 质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用 也明显增加。故选用时，应从分离要求、通量要 求、场地条件、物料性质以及设备投资、操作费 用等方面综合考虑。
经验值
39
第3章 蒸馏和吸收塔设备
3.2 填料塔 3.2.4 填料塔的内件
40
一、填料支承装置
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。
化工原理_课程设计_精馏塔_(详细版)
化工原理课程设计任务书学院：化工学院班级：姓名：学好：指导教师：设计时间：12.26~1.6一．设计题目： 4.0万吨/年乙醇连续精馏塔设计二．目的与意义：乙醇是重要的化工原料，对乙醇连续精馏塔的设计可以使学生充分利用化学工程原理课程中所学习到的知识来解决工业实际问题，同时训练学生一定的工程绘图能力。
三．要求（包括原始数据，技术参数，设计要求，图纸量，工作量要求等）设计条件：1. 原料液组成：乙醇50%；水50%（质量分率）；2. 塔顶的乙醇含量不得低于90.0%；残液中乙醇含量不得高于1.0%；3. 操作条件 1) 塔顶压力0.5kpa（表压）2）进料热状态自选3）回流比自选4）加热蒸汽压力0.3～0.5Mpa（表压）5）单板压降≤0.5kpa 4．踏板类型：筛板塔5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R自选。
设计要求：1. 设计方案的确定及流程说明；2．塔的工艺计算；3．塔和塔板的工艺尺寸设计（1）塔高，塔经及塔板结构尺寸的确定；（2）踏板的流体力学演算；（3）塔板的负荷性能图；4.涉及一览表5. 辅助设备选型与计算；6.主要接管尺寸计算7.对本设计的评述或有关问题的分析讨论8.编制设计说明书图纸要求：1.踏板布置图;2.工艺流程图摘要本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以筛板塔为精馏设备分离乙醇和水。
筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备，此设计针对二元物系乙醇－－水的精馏问题进行分析，选取，计算，核算，绘图等，是较完整的精馏设计过程。
通过逐板计算得出理论板数为9块，回流比为1.32,算出塔效率为0.51，实际板数为18块，进料位置为第7块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.4米，有效塔高5.95米，筛孔数5868。
通过筛板塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
本次设计过程正常，操作合适。
关键词：乙醇、水、二元精馏、筛板连续精馏精馏塔、精馏段第1章1.1精馏原理及其在化工生产上的应用实际生产中，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。
化工原理课程设计精馏塔详细版
广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业：班级：姓名：学号：设计时间：设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。
2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。
5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=（1.1——2.0）R。
min设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师：时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。
2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。
5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。
min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。
化工原理课程设计—板式精馏塔的设计
板式精馏塔的设计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。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
（一）泡罩塔泡罩塔是最早使用的板式塔，是Celler于1813年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。
泡罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较大，液气比范围大，适用多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便，板上液层厚，气体流径曲折，塔板压降大，因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高。
现虽已为其他新型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。
（a b）图1 泡罩塔（二）浮阀塔浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
化工原理课程设计精馏板式塔的设计ppt课件
有关计算中的空塔气速值。
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4.3 其它塔体的主要尺寸
4.3.1塔顶高度HD
塔顶空间高度作用是安装塔板和人孔的需要，也使气体中的液滴自由沉降，塔顶空间 高度一般取1.0～1.5m。
4.3.3进料段高度 HF
进料如果是液相，则HF应稍大于一般的板间距，并满足安装人孔的 需要。如果是两相进料，则HF需要取得大一些，以利于进料两相分 离。一般可取： HF＝（1.0～1.2）m。
• 为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精、提馏段采 用相同塔径以便于制造，则采用饱和液体（泡点）进料， 但需增设原料预热器。
• 若工艺要求减少塔釜加热量避免釜温过高，宜采用气态
进料。
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2.3加热方式
• 蒸馏大多采用间接蒸汽加热，设置再沸器，以提 供足够的热量；
• 若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物，也 可采用直接蒸汽加热。
堵塞，不适宜处理粘性大、脏的和带固体粒子的料液。
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5.2 塔板有关参数的计算 5.2.1板上液流型式的确定
常用的塔板流动型式有下面几种：
（1）单流型：这是最普遍和最常用的，液体的流径较长，板面利用好； 塔板结构简单，直径小于2.2m以下的塔普遍采用此型；
（2）双流型：用于大塔径及液相负荷较大的场合； （3）回流型：又称U型流型，用于液气比较小的场合； （4）其他流型：当塔径及液流量都特大式，双流型无法满足，可以用四
浮阀塔是现今应用最广的一种板型，其主要优点是生产能力大，操作弹性较 大，分离效果较高，塔板结构较泡罩塔简单。制造费是泡罩塔板的60～80％， 是筛板塔的120～130％。目前国内多用F1型（重阀）浮阀塔。
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 。
精馏塔的设计计算ppt课件
平流堰
溢流辅堰
三角形齿堰
栅栏堰29
堰高 hW：直接影响塔板上液层厚度 过小，相际传质面积过小； 过大，塔板阻力大，效率低。 常、加压塔： hW =50 ~ 80 mm ； 减压塔： hW = 25 mm 。 hW = hL － h0W 板上液层高度（常压）： hL = 50～100mm
精馏塔的设计计算
1
第一节 概述
一、化工原理课程设计的目的和要求
通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合 理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想， 在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
Wc
Ws
r
x
lW
Wd
25
3、溢流装置设计 ① 溢流型式的选择 依据：塔径 、流量； 型式：单流型、U 形流型、双流型、阶梯流型等。
U型流型
单流型
双流型 26
塔径 m 1.0 1.4 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
液流型式选取参考表
液 体 流 量 m3/h U 型流型 单流型 双流型 阶梯流型
4
3、注意事项 整个设计是由论述、计算和绘图三部分组成。 ◇论述应该条理清晰，观点明确； ◇计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所用
数据必须注明出处； ◇图表应能简要表达计算的结果。
5
三、化工原理课程设计的步骤
本设计按以下几个阶段进行： 1、根据设计任务和工艺要求，确定设计方案。根据给定任务， 对精馏装置的流程、操作条件、塔板类型等进行论述。 2、蒸馏塔的工艺计算
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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。
塔设备就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。
塔设备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，在各种塔型中，当前应用最广泛的是筛板塔与浮阀塔。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。
因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
本次课程设计就是针对丙酮-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。
由于数据有限，本次填料选取数据较为完整的陶瓷拉西环。
第一章流程的确定及说明一.加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。
如果采用自动控制泵来控制泵的流量和流速，其控制原理较复杂，且设备操作费用高。
本设计采用高位槽进料。
二.进料状况进料状况一般有冷液进料和泡点进料。
对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，省加热费用，但其受环境影响较大；而泡点进料时进料温度受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制。
此外，泡点进料时，基于恒摩尔流假定，精馏段和提镏段的塔径基本相等，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易。
综合考虑，设计上采用泡点进料。
三.塔顶冷凝方式塔顶冷凝采用全凝器，塔顶出来的气体温度不高，用水冷凝。
四.回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。
对于小塔型，回流冷凝器一般安装在塔顶，其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难。
如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不适合于塔顶安装，且塔顶冷凝器不易安装、检修和清理。
在此情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽量采用冷凝器以冷回流流入塔中。
本次设计为小型塔，故采用重力回流。
五.加热方式加热方式分为直接蒸汽加热和间接蒸汽加热，直接蒸汽加热时蒸汽直接由塔底进入塔内，由于重组分是水，故省略加热装置。
但在一定的回流比条件下塔底蒸汽对回流液有稀释作用，使理论塔板数增加，费用增加。
间接蒸汽加热时通过加热器使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以减少理论板数，缺点是增加加热装置。
本次设计采用间接蒸汽加热。
六.加热器采用U型管蒸汽间接加热器，用水蒸气作加热剂。
因为塔较小，可将加热器放在塔内，即再沸器。
这样釜液部分汽化，维持了原有浓度，减少理论塔板数。
第二章 精馏塔的设计计算一.操作条件及基础数据 2.1.1操作压力精馏操作按操作压力可分为常压，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，相对挥发度将增大，对分离有利。
由于丙酮-水体系对温度的依赖性不强，常压下为液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压101.325kPa 。
2.1.2汽液平衡时，x 、y 、t 数据⑴理想系统 Antoine 方程CT BA P +-= lg 式中: P ——在温度T 时的饱和蒸汽压 mmHg ；T ——温度 ,℃； A 、B 、C ——Antoine 常数表2-1-2 ⑴ 丙酮的Antoine 常数 名称 A B C 丙酮 6.35647 1277.03 237.23 水7.074061657.46227.02⑵非理想系统表2-1-2 ⑵ 常压下丙酮-水气液平衡与温度关系得出丙酮—水的温度-组成相图如下三． 精馏工艺计算2.2.11. 物料衡算图（如图）2．物料衡算已知：'F =10000kg/h ， 质量分数：'F x =70%, 'D x =96.0%, 'W x =10.0%丙酮M =58.08kg/kmol, 水M =18.02kg/kmol进料液、馏出液、釜残液的摩尔分数分别为F x 、D x 、W x ： F x =0.4200.18/3008.58/7008.58/70=+D x =0.88202.18/408.58/9608.58/96=+W x =330.002.18/9008.58/1008.58/10=+进料平均相对分子质量:F M =0.420×58+(1-0.420)×18=34.8kg/kmol 原料液： F=34.8410000=287.36kmol/h 总物料： F=W+D (1)易挥发组分： F F x =D D x +W W x (2)由（1）、（2）代入数据解得： D=130.99kmol/h W=156.37kmol/h 塔顶产品的平均相对分子质量：D M =58×0.882+18×（1-0.882）=53.28kg/kmol 塔顶产品质量流量：'D =D M D=53.28×130.99=6976.74kg/h 塔釜产品平均相对分子质量：W M =58×0.033+18×（1-0.033）=19.32kg/kmol 塔釜产品质量流量：'W =W W M =156.37×19.32=3021.06kg/h3.物料衡算结果表2-2-1(1) 物料衡算结果表塔顶出料 塔底出料 进料 质量流量/（kg/h ）6976.74 3021.06 10000质量分数/% 96 10 70 摩尔流量/(kmol/h)130.99 156.37 287.36 摩尔分数/% 88.2 3.3 42.04.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查表2-1-2（1），用内插法算得： 塔顶： 58.2-57.558.20.80-0.900.80-0.882-=LD t =⇒LD t 57.63℃ 58.2-57.557.50.898-0.9350.882-0.935VDt -==⇒VD t 58.50℃ 塔釜： 8.755.865.8605.002.00.03302.0--=--Wt =⇒W t 81.86℃ 进料：60.460.4-60.00.40-0.4200.40-0.50-=F t =⇒F t 60.32℃精馏段平均温度： 1t =2F VD t t +=260.3258.50+=59.41℃ 提馏段平均温度： 2t =260.3286.182+=+F W t t =71.09℃ 5.平均相对挥发度α在F t 温度下丙酮和水的饱和蒸汽压分别为： 精馏段： 1t =59.41℃0.874-0.859.87400.70-0.600.7059-59.759-59.4111-=-=y x ⇒%52.68%,64.1411==y x 提馏段： 2t =71.09℃%03.96%,53.7755.0624.0755.010.005.010.050.6680.5750.6671.092222==⇒--=--=--y x y x将2121,,,y y x x 分别代入xxy )1(1-+=αα得：36.72,47.321==αα∴9.7436.7247.321=⨯=⨯=ααα6.回流比的确定由于是泡点进料，F q x x ==0.420qqq x x y )1(1-+=αα=420.0)174.9(1420.074.9⨯-+⨯=0.8758qq q D x y y x R --=min =420.087.087.0882.0--= 0.014该种方法算得最小回流比太小，不适用。