化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书一、任务概述本任务书是针对化工原理课程的设计任务书。
化工原理是化学工艺专业学习的基础，是从事化学工艺行业的学生必修的一门专业课。
通过本课程的学习，学生可掌握化学工程的基本原理和方法，并了解化工生产的基本过程和技术。
本次课程设计旨在以应用为导向，提高学生的动手能力和实践专业技能，使学生在未来的工作中能够灵活运用所学知识，进一步提高就业竞争力。
二、任务内容1. 课程设计要求本次课程设计主要分为以下几个方面：（1）课程设计主题：课程设计主题要与化工原理紧密相关，并与实践工作中的问题紧密结合（2）课程设计目的：通过本课程设计，学生应了解化工原理的基础知识，掌握基本的分析化学和环境工程实验技能（3）课程设计任务：设计实验方案、完成实验、撰写实验报告和课程论文，最后进行课程设计成绩评定2. 设计要求（1）实验方案设计：实验方案的设计应能够满足课程设计的目的和要求，考虑实验的可行性和实验的具体过程（2）实验实施：根据实验方案，合理配置实验操作条件，严格按照实验方案进行实验操作（3）报告撰写：根据实验结果，撰写实验报告并将实验数据处理成图表和图像，论述实验结果和结论（4）课程论文：撰写化工原理课程设计论文，要介绍化工原理和其应用，论述实验的设计、实施和结果，并提出个人证明性的见解3. 设计流程（1）实验方案设计完成实验方案的设计，需要学生结合本课程涉及的反应原理、功率传递原理等基础理论知识，结合实际问题进行综合设计。
（2）实验实施完成实验操作，考虑到现有工艺条件和实验装置，合理选择操作方案并按要求操作，以获得有效数据和结论。
（3）报告撰写对实验结果进行分析和处理，详细叙述实验过程并按照要求撰写实验报告，以便进行实验成绩评定。
（4）课程论文通过撰写化工原理课程设计论文，进一步加深对化工原理理论的理解和认识，其中需要分析、解释实验结果和提出个人见解。
三、任务要求1. 任务时间要求本次课程设计的时间限制为3个月。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书1、设计题目：列管换热器器的设计工程背景：在石油化工生产过程中，常常需要将各种石油产品（如汽油、煤油、柴油等）进行冷却，本设计以某炼油厂冷却煤油产品为例，让学生熟悉列管式换热器的设计过程。
设计的目的：通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计，达到让学生了解该换热器的结构特点，并能根据工艺要求选择适当的类型，同时还能根据传热的基本原理选择流程，确定换热器的基本尺寸，计算传热面积及计算流体阻力。
2、设计参数原始数据：1、处理量：19.5*410吨/每年2、煤油出口温度（︒C）：453、冷却循环水初始温度（︒C）：354、冷却循环水出口温度（︒C）：45工艺特点：1、逆流操作；2、煤油初始温度（︒C）：1453、允许压降（kg/cm2绝压）不大于105Pa4、每天按330天计，每天24小时连续运行设计内容：1、换热器的工艺计算和结构设计2、泵的设计或选型设计要求：1、画一张详细（最好带控制点的）工艺流程图2、画一张换热器结构图（1号图纸）3、编写一份规范的设计说明书3、设计内容1．设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2．主要设备的工艺设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及结构设计。
3．典型设备的选型和计算：包括典型设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。
4．工艺流程简图：以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向、物料量、能流量和主要化工参数测量点。
5．主体设备工艺条件图：图面上应包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表。
目录中文摘要1、确定设计方案（1） 选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度145℃，出口温度45℃。
冷流体（循环水）进口温度45℃，出口温度45℃。
该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此，初步确定选用带膨胀节的固定管板式式换热器。
化工原理课程设计任务书(doc 60页)
化工原理课程设计任务书设计题目：乙醇—水连续精馏塔的设计班级：化工131姓名：学号：指导老师：毛桃嫣目录前言 (4)设计任务书 (5)第一章设计方案简介 (6)1.1概念 (6)1.1.1塔设备简介 (6)1.1.2板式塔简介 (6)1.2 设计方案 (7)1.2.1塔类型的选用 (7)1.2.2 操作压力 (8)1.2.3进料状态 (8)1.2.4 加热方式 (8)1.2.5 回流比 (8)1.2.6 冷却方式 (8)1.2.7 工艺流程图 (8)第二章工艺计算 (9)2.1 精馏塔全塔物料衡算 (9)2.2 常压下乙醇—水气、液平衡组成与温度 (10)2.3求最小回流比和操作回流比 (11)2.4 求精馏塔的气、液相负荷 (12)2.5精馏段操作线方程 (13)2.6提馏段操作线方程 (13)2.7图解法求理论板层数 (13)2.8实际塔板数的求取 (13)2.9冷凝器热负荷和冷却水消耗量 (14)第三章主要工艺尺寸的计算 (14)3.1 操作压力 (14)3.2 操作温度的计算 (15)3.3 平均摩尔质量计算 (15)3.4 密度 (16)3.5 混合液体表面张力 (17)3.6 混合物的黏度 (19)3.7 相对挥发度 (20)3.8 塔径计算 (20)3.9 溢流装置 (22)3.10 弓形降液管的宽度和横截面积 (23)3.11 降液管底隙高度 (24)3.12 塔板布置及浮阀数目与排列 (25)3.13 气体通过复发踏板的压降 (28)3.14 淹塔 (30)3.15 物沫夹带 (31)3.16 塔的负荷性能图 (33)第四章精馏塔的结构设计 (40)4.1 接管 (40)4.2 筒体与封头 (43)4.3 除沫器 (45)4.4 裙座 (46)4.5 人孔 (47)4.6 吊柱 (47)4.7 塔总体高度设计 (49)第五章辅助设备的选型和计算 (51)5.1 冷凝器1 (51)5.2 冷凝器2 (51)5.3 热量衡算 (52)第六章设计结果一览表 (54)参考文献 (57)结束语 (58)附录 (59)前言课程设计是课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
化工原理课程设任务书
化工原理课程设任务书一、设计任务：设计一台SO 2气体填料吸收塔 二、设计条件：生产能力：1000Nm 3/h 空气和SO 2混合气，其中SO 2体积分数是4%； 排放含量：0.16% ； 操作方式：连续操作； 操作温度：20℃ ； 操作压力：常压 ； 吸收剂： 清水；平衡线方程：15237.176676.66x y 三、设计内容：1、设计方案和流程的选择；2、填料的选择；3、填料塔塔径﹑塔高及压降的计算；4、附属装置的选型和设计；四、设计基础数据：参阅教材及参考资料； 五、设计成果： 1、设计说明书一份；2、填料塔的工艺条件图一份（2﹟图幅)； 六、设计时间安排：（一周） 1、查阅资料、设计方案：一天 2、设计计算：三天3、图纸绘制：一天4、设计整理：半天 七、参考资料1，《化工原理》姚玉英主编，天津大学出版社；2，《化学工程手册》中石化上海工程有限公司编，化学工业出版社；3，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社；4，《塔设备设计》化工设计设备全书编委会，上海科学技术出版社；5，《化工原理课程设计》化学工业出版社；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形式，可以分为填料塔和板式塔。
板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。
工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。
塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应考虑物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。
板式塔的研究起步较早，具有结构简单、造价较低、适应性强、易于放大等特点。
填料塔由填料、塔内件及筒体构成。
填料分规整填料和散装填料两大类。
塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。
与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。
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化工原理课程设计任务书(一)一设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计二设计任务(1)原料液中苯含量：60%(质量分数)，剩余甲苯(2)塔顶产品中苯含量为99%。
(3)残液中苯含量不高于5%。
(4)生产能力：5万吨/y，产品产量，年开工300天。
三操作条件(1)精馏塔顶压强104kpa (2)进料热状态：饱和(3)原料温度：30度(4)回流比R=1.8R MIN(5)单板压降小于0.7kpa四设计内容及要求（1）设计方案的确定即要求（2）塔的工艺计算（包括全塔物料衡算、塔顶、塔低温度、精馏段和提馏段气液负荷，塔顶冷凝器热负荷，冷却水用量，塔底再飞器热负荷，加热蒸汽用量，塔的理论板数，实际板数）（3）塔和塔版主要工艺尺寸的设计（包括塔高、塔径以及降液管，溢流堰，开孔数及开孔率）（4）塔板流体力学验算（5）塔板布局图、塔板负荷性能图（6）编制设计一览表（7）附属设备的设计与选型：（冷凝器，再沸器，回流泵，进料管，塔顶产品接管，塔底产品接管、塔顶蒸汽接管）（8）编写设备结果一览表（9）绘制精馏塔设备图，工艺流程图。
（10）设计感想（11）参考文献四设计时间安排待定化工原理课程设计任务书(二)一设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计二设计任务(5)原料液中苯含量：70%(质量分数)，剩余甲苯(6)塔顶产品中苯含量为98%。
(7)残液中苯含量不高于9%。
(8)生产能力：6万吨/y，产品产量，年开工300天。
三操作条件(1)精馏塔顶压强104kpa (2)进料热状态：饱和(3)原料温度：20度(4)回流比R=1.7R MIN(5)单板压降小于0.7kpa四设计内容及要求（12）设计方案的确定即要求（13）塔的工艺计算（包括全塔物料衡算、塔顶、塔低温度、精馏段和提馏段气液负荷，塔顶冷凝器热负荷，冷却水用量，塔底再飞器热负荷，加热蒸汽用量，塔的理论板数，实际板数）（14）塔和塔版主要工艺尺寸的设计（包括塔高、塔径以及降液管，溢流堰，开孔数及开孔率）（15）塔板流体力学验算（16）塔板布局图、塔板负荷性能图（17）编制设计一览表（18）附属设备的设计与选型：（冷凝器，再沸器，回流泵，进料管，塔顶产品接管，塔底产品接管、塔顶蒸汽接管）（19）编写设备结果一览表（20）绘制精馏塔设备图，工艺流程图。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书一、任务概述在化学工程专业中，化工原理作为一门重要的基础课程，旨在帮助学生建立对化学过程基本原理、化学反应机理和化学工艺流程的全面认识，提高其分析和解决实际化工问题的能力。
本课程的设计任务书旨在要求学生对化工原理所涉及的基本理论和实际应用进行深入探究，通过选定一个合适的实际工程案例，经过理论分析和实验研究，对其进行全面分析和解决，从而进一步增强学生的实践操作能力、分析问题的能力和实际应用能力。
二、任务要求1.选定化工原理相关工程案例并进行分析学生需要根据自己的兴趣爱好和实际情况，选定一个合适的化工原理相关工程案例，例如制药、化纤、电站等等。
在选定案例后，学生需要对其进行全面分析，包括工艺流程、反应原理、装备设计和出产效率等方面的内容。
2.进行实验研究和数据处理在对实际工程案例进行全面分析后，学生需要对其进行实验研究，收集相关的数据和实验结果，并对其进行数据处理和统计。
通过实验研究，学生可以更加深入地了解化工过程的基本原理和工程实践。
3.撰写课程设计报告学生需要在完成任务的基础上，撰写一份详细的课程设计报告。
报告应该包括选定案例的详细分析报告、实验研究报告和数据统计分析报告等内容。
4.制作课程展示PPT学生需要在完成任务和撰写课程设计报告的基础上，制作一份详细的课程展示PPT。
PPT内容应该包括选定案例的相关信息和分析结果、实验研究的相关数据和结果等。
5.参加课程设计答辩学生需要在完成任务和制作PPT的基础上，参加一次课程设计答辩。
答辩时，学生需要对自己的课程设计进行详细的展示，并回答相关问题和同学们的疑问。
三、任务评分1.选定案例（20分）选定的案例应该具有实际工程应用价值，相关分析内容详细、深入，相关信息丰富、准确。
2.实验研究（30分）实验研究应该体现出学生对化工基础原理的深入理解和实践能力，数据处理和实验结果准确、可靠。
3.报告撰写（30分）报告应该门类齐全、条理清晰、格式规范，并符合相关学术规范和要求。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计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，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。
1 主要教学内容（1）设计方案简介对给定或选定的工艺流程，主要设备的型式进行简要的论述。
（2）主要设备的工艺设计计算包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸计算及简单的结构设计。
（3）典型辅助设备的选型包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。
（4）工艺流程简图以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点（绘制于设计说明书中）。
（5）主体设备工艺条件图以单线图的形式绘制，图面上应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表等。
2 教学基本要求（1）熟悉查阅文献资料、搜集有关数据、正确选用公式。
当缺乏必要数据时，尚需自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。
（2）在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行所需要的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。
（3）准确而迅速地进行主要设备的工艺设计计算。
（4）用精练的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。
（5）具体设计时，一般只选择一个课题，设计的题目应尽量联系生产实际，给学生的设计任务书应做到一人一题。
3 注意事项及要求（1）课程设计不同于习题解答，设计计算依据和答案往往不是唯一的，故正确的设计方案，必须对其技术可行性和经济合理性进行分析比较，需经反复多次的设计计算。
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化工原理课程设计任务书专业班级：生工121班一、设计名称苯－甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计二、设计要求在一常压操作的连续精馏塔内分离苯－甲苯混合物。
已知原料液的处理量为（2.7，3.0，3.3，3.6，3.9 ）万吨／年（生产时间300天／年，每天24小时运行），原料中含苯（36%, 38%，40%，42%，44%）（质量分数，下同），要求塔顶馏出液中苯含量为不低于（96%，97%），塔底釜液中苯含量为不高于（0.7%，0.8%，0.9 %，1.0%，1.1 %）。
已知参数：原料液温度为20℃，泡点进料，塔顶压强为4kPa（表压），单板压降不大于0.7kPa，全塔效率为52％，塔板型式采用浮阀塔，苏州地区建厂。
其余参数自定。
三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔结构图，编写设计说明书。
四、设计说明书的内容1、目录；2、符号说明3、设计题目及原始数据(任务书)；4、精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径塔板设计等)；5、主体设备设计计算及说明设计；6、结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)；7、主要进出管径的计算；8、参考文献；五、设计进度1、设计动员，下达设计任务书 0.5天2、搜集资料，阅读教材，拟定设计进度 1.0天3、设计计算（编写说明书草稿）4.0天4、整理，抄写说明书 1.0天5、绘工艺流程图和精馏塔结构图 2.5天6、设计小结及答辩 1.0天六、设计成绩评分体系成绩分为五档：优秀、良好、中等、及格、不及格评定方法：图纸45% 说明书45% 平时10%七、设计图要求1、用A2(420×594)图纸绘制装置图一张。
含接管表、设备部件明细表、标题栏；2、用A2(420×594)图纸绘制设备流程图一张；3、用坐标纸绘制苯—甲苯溶液的y-x图，并用图解法求理论塔板数。
八、化工原理课程设计参考书1. 陆美娟编.《化工原理》，化学工业出版社. 北京,2001.2. 化学工业手册编委合编.《化学工程手册》，化学工业出版社,北京,1989.3. 王明辉编.《化工单元过程课程设计》，化学工业出版社，北京，2002．4. 匡国柱，史启才．《化工单元过程及设备课程设计》，北京：化学工业出版社，2002．5. 陈英南编.《常用化工单元设备的设计》，华东理工大学出版社,上海, 1993.6. 卢焕章编. 《石油化工基础数据手册》，化学工业出版社, 北京, 1982.7. 天津大学化工原理教研室编.《化工原理课程设计》，天津科学技术出版社, 1994.8. 化工设备设计全书编辑委员会.《换热器设计》，上海科学技术出版社,上海, 1988.9. Happel J, Jordan D G. Chemical process economics[M]. 2nd ed. New York: Marcel Dekker Inc, 1975. 385-39410. Edger T F, Himmelblau D M. Optimization of chemical processes[M]. New York: McGraw-Hill Book Company, 1988. 480-50111. 童景山, 李敬. 《流体热物理性质的计算》，清华大学出版社, 北京, 1982. 127-12812. 大连理工大学化工原理教研室.《化工原理课程设计》.大连理工大学出版社, 1994.13. 陈英南. 《常用化工单元设备的设计》，华东理工大学出版社, 上海, 1993.14．金国淼．《干燥设备》，北京：化学工业出版社，2002．15. 邓正龙. 《化工中的优化方法》，化学工业出版社, 北京, 1992.16．张吉瑞．《化工数值方法》，北京：中国石化出版社，1995．17. 华南理工大学，《化工过程及设备设计》，广州，华南理工大学出版社，1986.18. 魏崇关，郑晓梅，《化工工程制图》，北京，化学工业出版社，1992.19. 刁玉玮，王立业编，《化工设备机械基础》，大连，大连理工大学出版社，1989.20. 《化工设备结构图册》编写组，《化工设备结构图册》，上海，上海科学技术出版社，1978.设计任务安排：。
化工原理课程设计完整版
————大学化工原理课程设计说明书专业：班级：学生姓名：学生学号：指导教师：提交时间：成绩：化工原理课程设计任务书专业班级设计人一、设计题目分离乙醇-水混合液（混合气）的填料精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理乙醇-水混合液（混合气）：0.7 万吨（开工率300天/年）；原料：乙醇含量为40 %（质量百分率，下同）的常温液体（气体）；分离要求：塔顶乙醇含量不低于（不高于）93 %；塔底乙醇含量不高于（不低于）0.3 %。
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（吸收）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（2#图）（三）绘制精馏（吸收）塔的工艺条件图（坐标纸）四、设计日期：2012 年03 月07 日至2012 年03 月18 日目录前言 (1)第一章流程确定和说明 (2)1.1加料方式的确定 (2)1.2进料状况的确定 (2)1.3冷凝方式的确定 (2)1.4回流方式的确定 (3)1.5加热方式的确定 (3)1.6再沸器型式的确定 (3)第二章精馏塔设计计算 (4)2.1操作条件与基础数据 (4)2.1.1操作压力 (4)2.1.2气液平衡关系与平衡数据 (4)2.1.3回流比 (4)2.2精馏塔工艺计算 (5)2.2.1物料衡算 (5)2.2.2 热量衡算 (9)2.2.3理论塔板数的计算 (12)2.2.4实际塔板数的计算 (13)2.3精馏塔主要尺寸的设计计算 (15)2.3.1塔和塔板设计的主要依据和条件 (15)2.3.2. 塔体工艺尺寸的计算 (18)2.3.3填料层高度的计算 (21)2.3.4填料层压降的计算 (22)2.3.5填料层的分段 (24)第三章附属设备及主要附件的选型计算 (25)3.1冷凝器的选择 (25)3.1.1 冷凝剂的选择 (25)3.2再沸器的选择 (26)3.2.1间接加热蒸气量 (26)3.2.2再沸器加热面积 (26)3.3塔内其他构件 (27)3.3.1 接管的计算与选择 (27)3.3.2 液体分布器 (29)3.3.3 除沫器的选择 (30)3.3.4 液体再分布器 (31)3.3.5填料及支撑板的选择 (31)3.3.6裙座的设计 (31)3.3.7手孔的设计 (32)3.3.8 塔釜设计 (32)3.3.9 塔的顶部空间高度 (32)3.4精馏塔高度计算 (32)第四章设计结果的自我总结和评价 (34)4.1精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (34)4.2精馏塔主要工艺尺寸 (34)4.3同组数据比较 (35)4.4设计结果的自我总结与评价 (35)附录 (37)一、符号说明 (37)二、不同设计条件下设计结果比较 (38)前言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。
化工原理课程设计任务书(doc60页)
化工原理课程设计任务书（doc 60页）化工原理课程设计任务书设计题目：乙醇一水连续精馆塔的设计班级：化工131姓名：学号：指导老师：毛桃嫣目录前言 (4)设计任务书 (5)第一章设计方案简介 (6)1.1概念 (6)1.L1塔设备简介 (6)1.1-2板式塔简介 (6)1.2设计方案 (7)1.2.1塔类型的选用 (7)1.2.2操作压力 (8)1.2.3进料状态 (8)1.2.4加热方式 (8)1.2.5回流比 (8)1.2.6冷却方式 (8)1.2.7工艺流程图 (8)第二章工艺计算 (9)2.1精馆塔全塔物料衡算. (9)2.2常压下乙醇一水气.液平衡组成与温度 (10)2.3求最小回流比和操作回流比 (11)2.4求精惚塔的气、液相负荷 (12)2.5精馅段操作线方程 (13)2.6提馆段操作线方程 (13)2.7图解法求理论板层数 (13)2.8实际塔板数的求取 (13)2.9冷凝器热负荷和冷却水消耗量 (14)第三章主要工艺尺寸的计算 (14)3.1操作压力 (14)3.2操作温度的计算 (15)3.3平均摩尔质量计算 (15)3.4密度 (16)3.5混合液体表面张力 (17)3.6混合物的黏度 (19)3.7相对挥发度 (20)3.8塔径计算 (20)3.9溢流装置 (22)3- 10弓形降液管的宽度和横截面积 (23)3.11降液管底隙高度 (24)3. 12塔板布置及浮阀数目与排列 (25)3. 13气体通过复发踏板的压降 (28)3. 14 淹塔 (30)3.15物沫夹带 (31)3.16塔的负荷性能图 (33)第四章精镰塔的结构设计 (40)4.1接管 (40)4.2筒体与封头 (43)4.3除沫器 (45)-3 -4.4裙座 (46)4.5人孔 (47)4.6吊柱 (47)4.7塔总体高度设计 (49)第五章辅助设备的选型和计算 (51)5.1冷凝器1 (51)5.2冷凝器2 (51)5.3热量衡算 (52)第六章设计结果一览表 (54)参考文献 (57)结束语 (58)附录 (59)前言课程设计是课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书1. 项目背景化工原理课程设计是化学工程专业中非常重要的一门课程。
通过课程设计，学生将能够将所学的化工原理理论应用于实际工程问题中，并通过实践培养解决问题的能力。
本项目旨在帮助学生巩固和应用所学的化工原理知识，加深对课程内容的理解。
2. 项目目标本次课程设计的目标是设计出一个实际的化工过程，并运用所学的化工原理知识对其进行分析和优化。
具体目标包括： - 选择一个合适的化工过程作为设计对象。
- 理解所选化工过程的原理和工艺流程。
- 运用所学的化工原理知识对所选过程进行分析和优化。
3. 项目内容本次课程设计的内容包括以下几个方面： - 选择合适的化工过程：学生可以根据自己的兴趣和实际情况，选择一个化工过程作为设计对象。
可以是已有的工业过程，也可以是新的创新性过程。
- 理解化工过程的原理和工艺流程：学生需要仔细研究所选过程的原理和工艺流程，了解每个步骤的目的和相互关系。
- 运用化工原理知识进行分析：学生需要根据所学的化工原理知识，对所选过程进行分析。
可以考虑物料平衡、能量平衡、动力学等方面的问题。
- 优化化工过程：学生可以根据分析的结果，提出一些优化措施，改进过程的效率和安全性。
4. 项目要求本次课程设计有以下要求： - 技术要求：学生需要运用所学的化工原理知识，对所选过程进行深入分析，并提出合理的优化措施。
- 文档要求：学生需要撰写一份完整的课程设计报告，并采用Markdown文本格式进行排版。
报告包括但不限于选题依据、过程描述、分析结果和优化措施等内容。
报告长度不少于1500字。
- 作品提交：学生需要将完成的课程设计报告提交给指导教师。
报告可以以Markdown文件或PDF文件的形式提交。
5. 工作计划根据以上的项目内容和要求，学生可以制定一份详细的工作计划，确定每个阶段的工作内容和时间安排。
可以参考以下计划： - 第一周：选择化工过程并研究其原理和工艺流程。
- 第二周：运用化工原理知识进行分析，并整理分析结果。
化工原理课程设计
化工原理课程设计任务书目录一前言 (3)二设计任务 (4)三设计条件 (4)四设计方案 (5)1．吸收剂的选择 (5)2．流程图及流程说明 (5)3．塔填料的选择 (7)五工艺计算 (11)1．物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成 (11)2．塔径的计算 (12)3. 填料层高度计算 (14)4. 填料层压降计算 (16)5. 液体分布装置 (17)6. 液体再分布装置 (19)7. 填料支撑装置 (20)8. 流体进出口装置 (21)9. 水泵及风机的选型 (22)六设计一览表 (23)七对本设计的评述 (23)八参考文献 (24)九主要符号说明 (24)十致谢 (25)一前言在石油化工、食品医药及环境保护等领域,塔设备属于使用量大应用面广的重要单元设备;塔设备广泛用于蒸馏、吸收、萃取、洗涤、传热等单元操作中;所以塔设备的研究一直是国内外学者普遍关注的重要课题;在化学工业中,经常需要将气体混合物中的各个组分加以分离,其主要目的是回收气体混合物中的有用物质,以制取产品,或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成分,以免污染空气;吸收操作是气体混合物分离方法之一,它是根据混合物中各组分在某一种溶剂中溶解度不同而达到分离的目的;塔设备按其结构形式基本上可分为两类：板式塔和填料塔;以前在工业生产中,当处理量大时多用板式塔,处理量小时采用填料塔;近年来由于填料塔结构的改进,新型的、高负荷填料的开发,既提高了塔的通过能力和分离效能又保持了压降小、性能稳定等特点;因此,填料塔已经被推广到大型气、液操作中,在某些场合还代替了传统的板式塔;如今,直径几米甚至几十米的大型填料塔在工业上已非罕见;随着对填料塔的研究和开发,性能优良的填料塔必将大量用于工业生产中;氨是化工生产中极为重要的生产原料,但是其强烈的刺激性气味对于人体健康和大气环境都会造成破坏和污染, 氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用,可以吸收皮肤组织中的水分,使组织蛋白变性,并使组织脂肪皂化,破坏细胞膜结构;氨的溶解度极高,所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用,常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上,从而产生刺激和炎症;可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织,使病原微生物易于侵入,减弱人体对疾病的抵抗力;氨通常以气体形式吸入人体,氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能;进入肺泡内的氨,少部分为二氧化碳所中和,余下被吸收至血液,少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外; 短期内吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、头晕、呕吐、乏力等;若吸入的氨气过多,导致血液中氨浓度过高,就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止,危及生命;因此,吸收空气中的氨,防止氨超标具有重要意义;本次课程设计的目的是根据设计要求采用填料吸收塔吸收的方法来净化含有氨气的空气;设计采用填料塔进行吸收操作是因为填料可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况,从而使吸收过程易于进行,而且,填料塔还具有结构简单、压降低、填料易用耐腐蚀材料制造等优点,从而可以使吸收操作过程节省大量人力和物力;二 设计任务完成填料塔的工艺设计与计算,有关附属设备的设计和选型,绘制吸收系统的工艺流程图和填料塔装置图,编写设计说明书;三 设计条件查表知,25C 下水的饱和蒸气压为,干空气的密度为m 3,20C 下氨气的密度为m 3; 水蒸气的饱和分压为：KPa P P S V 2183.27.0169.3=⨯=⨯=ϕ 湿空气的湿度：绝干气水汽kg /01393.02183.23.1012183.2622.0622.0kg P P P H VV =-⨯=-= 湿空气的比体积：绝干气湿空气kg m t H v H /8621.012732984.221801393.02913.1013.1012732734.22182913=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⨯+⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 标准状态下,湿空气干空气339359.02982730216.11m m =⨯=氨气的体积分数=%68.19%1009359.07601.014.0=⨯⨯ 回收率=%64.99%1001968.00007.01968.0=⨯- 综上所述,本课程设计中填料塔的主要设计参数如下：1、气体混合物成分：空气和氨气；2、氨的含量： ％体积；3、混合气体流量： 5000m 3/h ；4、操作温度：303K ；5、混合气体压力：；6、回收率： ％;四 设计方案吸收剂的选择吸收过程是依靠气体溶质在吸收剂中的溶解来实现的,因此,吸收剂性能的优劣,是决定吸收操作效果的关键之一,选择吸收剂时应着重考虑以下几方面;1溶解度吸收剂对溶质组分的溶解度要大,以提高吸收速率并减少吸收剂的用量; 2选择性吸收剂对溶质组分要有良好的吸收能力,而对混合气体中其他组分不吸收或吸收甚微,否则不能直接实现有效分离;3挥发度要低操作温度下吸收剂的蒸气压要低,以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失;4黏度吸收剂在操作温度下的黏度越低,其在塔内的流动性越好,有助于传质速率和传热速率的提高;5其他所选用的吸收剂应尽可能满足无毒性、无腐蚀性,不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得以及化学性质稳定等要求;吸收剂对溶质的组分要有良好地吸收能力,而对混合气体中的其他组分不吸收,且挥发度要低;所以本课程设计选择用清水作吸收剂,氨气为吸收质;水廉价易得,物理化学性能稳定,选择性好,符合吸收过程对吸收剂的基本要求;且氨气不作为产品,故采用纯溶剂;流程选择及流程说明吸收装置的流程主要有以下几种：1逆流操作气相自塔底进入由塔顶排出,液相自塔顶进入由塔底排出,此即逆流操作;逆流操作的特点是传质平均推动力大,传质速率快,分离效率高,吸收剂利用率高;工业生产中多用逆流操作;2并流操作气、液两相均从塔顶流向,此即并流操作;并流操作的特点是,系统不受液流限制,可提高操作气速,以提高生产能力;并流操作通常用于以下情况：当吸收过程的平衡曲线较平坦时,流向对推动力影响不大；易溶气体的吸收或处理的气体不需吸收很完全；吸收剂用量特别大,逆流操作易引起液泛;3吸收剂部分再循环操作在逆流操作系统中,用泵将吸收塔排除液体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内,即为部分再循环操作;通常用于以下操作：当吸收剂用量较小,为提高塔的液体喷淋密度；对于非等温吸收过程,为控制塔内的温升,需取出一部分热量;该流程特别适宜于相平衡常数m值很小的情况,通过吸收液的部分再循环,提高吸收剂的使用效率;应当指出,吸收剂部分再循环操作较逆流操作的平均推动力要低,且需设置循环泵,操作费用增加;4多塔串联操作若设计的填料层高度过大,或由于所处理物料等原因需经常清理填料,为便于维修,可把填料层分装在几个串联的塔内,每个吸收塔通过的吸收剂和气体量都相等,即为多塔串联操作;此种操作因塔内需留较大空间,输液、喷淋、支撑板等辅助装置增加,使设备投资加大;5串联-并联混合操作若吸收过程处理的液量很大,如果用通常的流程,则液体在塔内的喷淋密度过大,操作气速势必很小否则易引起塔的液泛,塔的生产能力很低;实际生产中可采用气相作串联、液相作并联的混合流程；若吸收过程处理的液量不大而气相流量很大时,可采用液相作串联、气相作并联的混合流程;列出几种常见的吸收过程如图1;（a）并流 b逆流图1 吸收流程属高溶解度的吸收过程,为提高传质效率和分离效率,所以本设计选用用水吸收NH3逆流吸收流程;该填料塔中,氨气和空气混合气体,经由填料塔的下侧进入填料塔中,与从填料塔顶流下的水逆流接触,在填料的作用下进行吸收;经吸收后的混合气体由塔顶排除,吸收了氨气的水由填料塔的下端流出;塔填料选择塔填料简称为填料是填料塔的核心构件,它提供了气、液两相相接触传质与传热的表面,其性能优劣是决定填料塔操作性能的主要因素;填料的比表面积越大,气液分布也就越均匀,传质效率也越高,它与塔内件一起决定了填料塔的性质;因此,填料的选择是填料塔设计的重要环节;塔填料的选择包括确定填料的种类、规格及材料;填料的种类主要从传质效率、通量、填料层的压降来考虑,填料规格的选择常要符合填料的塔径与填料公称直径比值D/d;填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑一下几个方面：1传质效率传质效率即分离效率,它有两种表的方法：一是以理论级进行计算的表示方法,以每个理论级当量的填料层高度表示,即HETP值；另一方面是以传质速率进行计算的表示方法,以每个传质单元相当高度表示,即HTU值;在满足工艺要求的前提下,应选用传质效率高,即HEYP或HTU值低的填料;对于常用的工业填料,其HEYP或HTU值可由有关手册或文献中查到,也可以通过一些经验公式来估算;2通量在相同的液体负荷下,填料的泛点气速愈高或气相动能因子愈大,则通量愈大,塔的处理能力亦越大;因此在选择填料种类时,在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料;对于大多数常用填料其泛点气速或气相动能因子可由有关手册或文献中查到,也可以通过一些经验公式来估算;3填料层的压降填料层的压降是填料的主要应用性能,填料层的压降越低,动力消耗越低,操作费用越小;选择低压降的填料对热敏性物系的分离尤为重要;比较填料的压降有两种方法,一是比较填料层单位高度的压降△P/Z；另一是比较填料层单位传质效率的比压降△P/NT;填料层的压降可用经验公式计算,亦可从有关图表中查出;4填料的操作性能填料的操作性能主要指操作弹性、抗污堵性及抗热敏性等;所选填料应具有较大的操作弹性,以保证塔内气、液负荷发生波动时维持操作稳定;同时,还应具有一定的抗污堵、抗热敏能力,以适应物料的变化及塔内温度变化;此外,所选的填料要便于安装、拆卸和检修;填料种类很多,根据填料方式不同,可分为散装填料和规整填料两大类;1、散装填料散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料;散装填料根据结构特点不同,可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等;现介绍几种典型的散装填料;1拉西环填料其结构为外径与高度相等的圆环,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造;拉西环填料的气液分布较差,传质速率低,阻力大,通量小,目前工业上已很少用了;2鲍尔环填料鲍尔环是在拉西环的基础上改进而得;其结构为在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造;鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气体阻力小,液体分布均匀;与拉西环相比,其通量可增加50%左右;鲍尔环是目前应用较广的填料之一;3阶梯环填料阶梯环是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半,并在一端增加了一个锥形翻边;由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力;锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的间隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高;阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前使用的环形填料中最为优良的一种;4弧鞍填料弧鞍填料属鞍形填料的一种,其形状如同马鞍,一般采用瓷质材料制成;弧鞍填料的特点是表面全部敞开,不分内外,液体在表面来那个侧均匀的流动,表面利用率高,流道呈弧形,流动阻力小;其缺点是易发生套叠,致使一部分填料表面被重合,使传质效率降低;弧鞍填料强度较差,容易破碎,工业生产应用不多;5矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改成矩形面,且两面大小不等,即成为矩鞍填料;矩鞍填料堆积时不会套叠,液体分布较均匀;矩鞍填料一般采用瓷质材料制成,其性能优于拉西环;目前国内绝大多数应用瓷拉西环的场合,均已被矩鞍填料所取代;6环矩鞍填料环矩鞍填料是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金属环矩鞍填料;环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综合性能优于鲍尔环和阶梯环,是工业应用最为普遍的一种金属散装填料;下图为几种实体填料：拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍形填料矩鞍形填料图2 几种实体填料2、规整填料规整填料是按一定的几何图形排列,整齐堆砌的填料;规整填料种类很多,根据几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等;工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料;波纹填料按结构分为网波纹填料和板波纹填料两大类,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造;金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式,是由金属丝网制成的;其特点是压降低、分离效率高,特别适用于精密精馏及真空精馏装置,为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段;尽管其造价高,但因性能优良仍得到广泛使用;金属板波纹填料是板波纹填料的主要形式;该填料的波纹板片上冲压有许多φ的小孔,可起到粗分配板片上的液体,加强横向混和作用;波纹板片上轧成4φmm6~mm细小沟纹,可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用;金属孔板波纹填料强度高,耐腐蚀性强,特别适用于大气直径塔及气、液负荷较大的场合;波纹填料的优点是结构紧凑,阻力小,传质效率高,处理能力大,比表面积大;其缺点是不适用于处理黏度大、易聚合或有悬浮物的材料,且装卸、清理困难,造价高;综上所述,经分析各填料特点、性能,本课程设计选择散装阶梯环填料;工业上,填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类;1陶瓷填料陶瓷填料具有良好的耐腐蚀性及耐热性,一般能耐除氢氟酸以外的常见的各种无机酸、有机酸的腐蚀,对强碱介质,可以选用耐碱配方制造的耐碱陶瓷填料;陶瓷填料因其质脆、易碎,不易在高冲击强度下使用;陶瓷填料价格便宜,具有很好的表面润湿性,工业上,主要用于气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程;2金属填料金属填料可用多种材质制成,金属材料的选择主要根据物系的腐蚀性和金属材质的耐腐蚀性来综合考虑;碳钢填料造价低,且具有良好的表面湿润性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐cl 以外常见物系的腐蚀,但其造价较高；钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价级高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用;,与同种类型、同种规格的陶瓷、塑料填料相比,它的通量金属填料可制成薄壁结构~大、气体阻力小,且具有很高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,工业应用主要以金属填料为主;3塑料填料塑料填料的材质主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等,国内一般多采用聚丙烯材质;塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀;其耐温性良好,可长期在100℃以下使用;聚丙烯填料在低温低于0℃时具有冷脆性,在低于0℃的条件下使用要谨慎,可选用耐低温性能好的聚氯乙烯填料;塑料填料具有轻质、廉价、耐冲击、不易破碎等优点,多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中;塑料填料的缺点是表面润湿性能较差,在某些特殊应用场合,需要对其表面进行处理,以提高表面润湿性能;所以本次课程设计选用聚丙烯填料;通常,散装填料与规整填料的规格标示方法不同,选择地方法亦不尽相同;①散装填料规格的选择散装填料的规格通常是指填料的公称直径;工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格;同类填料,尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也增加很多;而大尺寸的填料应用于小塔径中,又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的分离效率降低;本课程设计处理量不大,所用的塔直径不会太大,故选用38mm;②规整填料规格的选择 工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习惯用比表面积表示,主要有125、150、250、350、500、700等几种规格;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,通量减小,填料费用也明显增加;选用时应从分类要求、通量要求、场地要求、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑,使所选填料既能满足工艺要求,又具有经济合理性;应当指出,一座填料塔可以选用同种类型、同一规格的填料,也可以使用同种类型、不同规格的填料；可以选用同种类型的填料,也可以选用不同类型的填料；有的塔段可选用规整填料,而有的塔段可选用散装填料;综上所述选用38mm 聚丙烯阶梯环塔填料,其主要性能参数查表1得：比表面积a ：32/m m空隙率ε：干填料因子Φ：16.175-m表1 国内阶梯环特性数据五 工艺计算查表知,30C 下空气和水的物理性质常数如下：空气：)/(067.01086.1/165.153h m kg s Pa m kg ⋅=⋅⨯==-μρ粘度：密度：水：253kg/h 940896dyn/cm 72.61007.80/7.995==⋅⨯==-L L L sPa m kg σμρ表面张力：粘度：密度：物料衡算,确定塔顶、塔底的气液流量和组成查表知,30C 下氨在水中的溶解度系数)/(4146.03kpa m kmol H ⋅= 亨利系数SLHM E ρ=相平衡常数3156.13.10102.184146.07.995=⨯⨯===P HM PE m S Lρ;进塔气相摩尔比为：2450.01968.011968.01=-=Y出塔气相摩尔比为：0008821.01968.01)9964.01(1968.02=--⨯=Y对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成为：02=X 清水 混合气体的平均摩尔质量为：混合气体的密度为：333/037.1313314.81064.26103.101m kg RT M P v =⨯⨯⨯⨯==-ρ 混合气体流量：)/(688.1944.2213132735000h kmol =⨯⨯惰性气体流量：)/(373.156)1968.01(688.194h kmol V =-⨯=最小液气比：3109.103156.12450.00008821.02450.0)(21212121min =--=--=--=*X m Y Y Y X X Y Y V L 取实际液气比为最小液气比的倍,则可得吸收剂用量为：液气比 069.1037.1500002.18484.307=⨯⨯=V L ωω经计算该吸收过程为低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据;混合气体的黏度可近似取为空气的黏度;塔径计算采用贝恩Bain-霍根Hougen 泛点关联式计算泛点速度： 气体质量流量：液相质量流量可近似按纯水的流量计算,即： 填料总比表面积：32/5.132m m a t = 水的黏度：s mPa L ⋅=8007.0μA 、K 取值可由表2查得;取泛点率为,即s m u u F /781.2973.37.07.0=⨯== 则 m uV D S7976.0781.214.33600/500044=⨯⨯==π圆整后取 D=常用的标准塔径为400、500、600、700、800、1000、1200、1400、1600、2000、2200 泛点率校核：s m u /765.28.0785.03600/50002=⨯=6959.0973.3/765.2/==F u u 对于散装填料,其泛点率的经验值为85.0~5.0/=F u u填料规格校核：805.2138800>==d D 液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为：)/(08.0)(3min h m m L W ⋅= 所以 )/(6.105.13208.0)(23min min h m m a L U t W ⋅=⨯=⋅=经以上校核可知,填料塔直径选用m D 8.0=合理;填料层高度计算查表知, 0C , kpa 下,3NH 在空气中的扩散系数s cm D /17.02=o由23))((oo o T TP P D D G =,则303k ,kpa 下,3NH 在空气中的扩散系数为： 液相扩散系数s m D L /10105.229-⨯=液体质量通量为)/(785.110288.0785.002.18484.30722h m kg U L ⋅=⨯⨯= 气体质量通量为)/(462.103208.0785.0037.1500022h m kg U V ⋅=⨯⨯= 脱吸因数为6691.05.13109.13156.1=⨯==L mV S气相总传质单元数为：气相总传质单元高度采用修正的恩田关联式计算： 不同材质的бc 值见表3;表3 不同材质的бc 值查表知,2/427680/33h kg cm dyn c ==σ所以,3560.0})5.1329408967.995785.11028()1027.17.9955.132785.11028()883.25.132785.11028()940896427680(45.1exp{12.0205.08221.075.0=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯--=-t w a a气膜吸收系数由下式计算：)/(1206.0)303314.81036001988.05.132()3600101988.0037.1067.0()067.05.132462.10320(237.0)()()(237.0243147.0317.0kpa h m kmol RTDa D a U V t V V V v t V G ⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=--ρμμκ液膜吸收系数由下式计算：6524.0)7.9951027.1883.2()360010105.27.995883.2()883.25.1323560.0785.11028(0095.0)()()(0095.031821932312132=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=---LL L L L L w L L gD a U ρμρμμκ表4 各类填料的形状系数查表4得：45.1=ψ 则ha a kpa h m kmol a a w L L w G G 170.3545.15.1323560.06524.0)/(561.845.15.1323560.01206.04.04.031.11.1=⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅⋅=⨯⨯⨯=⋅⋅=ψκκψκκ由a u ua a u ua L FLG FGκκκκ⋅-⋅+='⋅-⋅+='])5.0(6.21[])5.0(5.91[2.24.1 得,则)/(173.826.384146.0186.16111113kpa h m kmol a H a a L GG ⋅⋅=⨯+='⋅+'=κκκ由m P a V a K V H G Y OG 3759.08.0785.03.101173.8373.1562=⨯⨯⨯=Ω⋅⋅=Ω⋅=κ由 m N H Z OG OG 142.568.133759.0=⨯=⋅= 设计取填料层高度为：m Z 7= 对于阶梯环填料,m h Dh615~8max ≤=， 将填料层分为2段设置,每段,两段间设置一个液体再分布器; 取12=Dh,则填料塔总高度为：m D h 6.98.01212=⨯== 填料层压降计算采用Eckert 通用关联图计算填料层压降： 横坐标为：03449.0)7.995037.1(037.1500002.18484.307)(5.05.0=⨯⨯⨯=L V V L ρρωω 查表知：1116-=Φm P纵坐标为：09006.08007.07.995037.181.91116765.22.022.02=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅ΦL L V P g u μρρψ查图3得,m pa ZP/8.735=∆ 填料层压降为：kpa pa P 151.578.735=⨯=∆图3 通用压降关联图液体分布装置液体分布器的作用：液体分布装置设于填料层顶部,用于将塔顶液体均匀分布在填料表面上,液体的分布装置性能对填料塔效率影响很大,特别是大直径、低填料层的填料塔,尤其需要性能良好的液体分布装置;由于液体在填料塔内分布均匀,可以增大填料的润湿表面积,以提高分离效果;因此,液体在塔顶的初始均匀喷淋,是保证填料塔达到预期分离效果的重要条件;从喷淋密度考虑,应保证每602m 的塔截面上约有一个喷淋点,这样,可以防止塔内壁流和沟流现象; 常用的液体分布装置有莲蓬式、盘式、齿槽式及多孔管式分布器等;莲蓬式喷淋器：液体经半球形喷头的小孔喷出;小孔直径为3~10m,做同心圆排列,喷洒角不超过︒80;这种喷淋器结构简单,但只适用于直径小于600mm 的塔中,且小孔易堵塞;盘式分布器：盘低开有筛孔的称为塞孔式,盘底装有垂直短管的称为溢流管式;液体加至分布盘上,经筛孔或溢流短管流下;筛孔式的液体分布效果好,而溢流管式自由截面积较大,且不易堵塞;盘式分布器常用于直径较大的塔中,基本可保证液体分布均匀,但其制造较麻烦;齿槽式分布器：液体先经过主干齿槽向其下个条形做第一级分布,然后再向填料层上面分布;这种分布自由截面积大,不易堵塞,多用于直径较大的填料塔;多孔环管式分布器：由多孔圆形盘管、联接管及中央进料管组成;这种分布器气体阻力小,特别使用于液量小而气量大的填料吸收塔;液体分布装置的安装位置,须高于填料层表面200mm,以提供足够的自由空间,让上升气流不受约束地穿过分布器;根据氨气易溶解的性质,可选用目前应用较为广泛的多孔型布液装置中的排管式喷淋器;多孔型布液装置能提供足够均匀的液体分布和空出足够大的气体通道自由截面一般在70%以上,也便于制成分段可拆结构;液体引入排管喷淋器的方式采用液体由水平主管一侧引入,通过支管上的小孔向填料层喷淋;排管式喷淋器采用塑料制造; 分布点密度计算：为了使液体初始分布均匀,原则上应增加单位面积上的喷淋点数;但是,由于结构的限制,不可能将喷淋点设计得很多;根据Eckert 建议,当mm D 750≈时,每260cm 塔截面设一个喷淋点;则总布液孔数为： 布液计算： 由 H g n d L o S ∆Φ=242π取60.0=Φ,mm H 160=∆则 mmm Hg n L d So 70.4004696.016.081.926.08414.3001546.0424==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∆⋅Φ=π液体再分布装置实践表明,当喷淋液体沿填料层向下流动时,不能保持喷淋装置所提供的原始均匀分。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务
设计题目：筛板式蒸馏塔处理乙醇水溶液的分离
任务条件：生产能力（原料液）：5000kg/h
组成：乙醇含量：
原料液20%（质量%，下同），
馏出液(塔顶)94%，
釜液：0.1%
温度：原料液20℃；泡点进料；
设计内容：一、流程的选择、安排（单线图）
二、物料衡算及热量衡算
三、主要设备的工艺计算
（一）基本计算
1、x～y图（平衡关系图）：根据乙醇～水的平衡数据画图
2、求R
min 、N
min
、R
适
；
3、精馏段操作线方程，并在图中求得理论塔板数N
T
；
4、全塔效率E及全塔实际塔板数
（二）塔板设计
1、塔径等数值的计算（精馏段、提馏段同时计算）
2、数据核算
3、水力性能计算
4、适宜操作区域的计算及分析
5、板面布置
四、辅助设备选型
1、换热器
2、泵
3、储罐
4、流量计
5、压力表等
五、作图要求
1、平衡相图
2、理论塔板数
3、流程图（单线图）：要求：设计说明书中一份；图纸上一份
4、塔设备的纵刨图
关于设计说明书的写作要求的几点说明：
1、写明设计任务要求；
2、写明设计书的目录；
3、设计说明书中画出你所设计的流程图，并对流程图加以说明其特点
4、档案袋一个
关于图纸的几点说明：
1、一张坐标纸：100×75cm；
2、1#图纸2张或0#图纸1张
化工原理课程设计说明书
设计题目：
设计者：班级姓名
指导教师：（签名）
设计成绩：日期
乙醇—水溶液平衡数据（101。
3kPa）。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--化工原理课程设计任务书一、设计题目：年产万吨苯冷却器的工艺设计二、设计条件1.生产能力（2、、3、、4、、5、、6）4吨每年粗苯102.设备型式：列管换热器3.操作压力：常压4.苯的进出口温度：进口 80℃,出口35℃5.换热器热损失为热流体热负荷的%6.每年按330天计，每天24小时连续生产7.建厂地址：兰州地区8.要求管程和壳程的阻力都不大于104Pa,9.非标准系列列管式换热器的设计三、设计步骤及要求1.确定设计方案（1）选择列管换热器的类型（2）选择冷却剂的类型和进出口温度（3）查阅介质的物性数据（4）选择冷热流体流动的空间及流速（5）选择列管换热器换热管的规格（6）换热管排列方式（7）换热管和管板的连接方式（8）选择列管换热器折流挡板的形式（9）材质的选择2.初步估算换热器的传热面积A3.结构尺寸的计算（1）确定管程数和换热管根数及管长（2）平均温差的校核（3）确定壳程数（4）确定折流挡板，隔板规格和数量（5）确定壳体和各管口的内径并圆整5. 校核（1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10%,不大于20%.（2）核算管程和壳程的流体阻力损失（3）管长和管径之比为6～10如果不符合上述要求重新进行以上计算.6. 附属结构如封头、管箱、分程隔板、缓冲板、拉杆和定距管、人孔或手孔、法兰、补强圈等的选型7. 将计算结果列表（见下表）四、设计成果1. 设计说明书（A4纸）（1）内容包括封面、任务书、目录、正文、参考文献、附录（2）格式必须严格按照兰州交通大学毕业设计的格式打印。
2. 换热器工艺条件图（2号图纸）（手绘）五、时间安排（1）第十九周～第二十二周（2）第二十二周的星期五（7月20日）下午两点本人亲自到指定地点交设计成果，最迟不得晚于星期五的十八点钟.六、设计考核（1）设计是否独立完成；（2）设计说明书的编写是否规范（3）工艺计算与图纸正确与否以及是否符合规范（4）答辩七、参考资料1、《化工原理课程设计》贾绍义柴诚敬天津科学技术出版社2、《换热器设计手册》化学工业出版社3、化工原理夏清天津科学技术出版社换热器主要工艺结构尺寸和计算结果一览表化工原理课程设计任务书一、设计题目：年产万吨乙醇--水精馏塔塔顶全凝器的工艺设计二、设计条件1.生产能力：（1、、2、、3、、4、、）4吨每年乙醇102.设备型式：立式列管换热器3.操作压力：常压4.乙醇的冷凝温度为75℃，冷凝液与饱和温度下离开冷凝器，乙醇的浓度为85%（mol%）5.换热器热损失为热流体热负荷的%6.每年按330天计，每天24小时连续生产7.建厂地址：兰州地区8.要求管程和壳程的阻力都不大于104Pa,9.标准系列列管式换热器的选型三、设计步骤及要求1. 确定设计方案（1）选择列管换热器的类型（2）选择冷却剂的类型和进出口温度（3）查阅介质的物性数据（4）选择冷热流体流动的空间及流速2. 初步估算换热器的传热面积A3. 初选换热器的规格4. 校核（1）核算换热器的传热面积，要求设计裕度不小于10%,不大于20%.（2）核算管程和壳程的流体阻力损失。
化工原理课程设计任务书
化工原理课程设计任务书
一、设计题目：
筛板式精馏塔的设计
二、设计起止时间：
2015年7月6日--2015年7月15日
三、设计原始数据：
原料液：乙醇——水溶液
原料乙醇含量：质量分数= （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：摩尔分率：x D = 0.80, x W= 0.05 [单号] ；
x D = 0.83, x W= 0.10 [双号]
汽－液平衡数据
操作条件：常压精馏，塔顶全凝，泡点进料，塔底间接加热。
四、设计要求及内容：
（一）设计说明书及内容：
(1)、封面（名称，班级，设计者姓名，指导老师，日期）
(2)、目录
(3)、内容
1、概论
1.1 本设计在生产上的意义。
1.2 设计任务及要求
1.3 流程、设备及操作条件的确定。
2、塔的工艺计算及塔板结构参数计算：
包括物料衡算，最小回流比和操作回流比的选择，理论塔板数的计算，塔效率的估算（奥康奈尔法），实际塔板数的确定，塔径、板间距的确定，塔高的确定，塔板参数计算，塔的各项参数及水力学性能的校验，画出塔板负荷性能图。
3、计算结果一览表（工艺计算一览表、塔结构设计一览表）
4、设计图纸：
4.1工艺流程图
4.2塔板结构图
5、参考文献目录
6、自我评价。
化工原理课程设计任务及讲义课件
须满足板间距与塔径的关系外，还须进行空塔气速校核。
C20 exp[4.531 1.6562Z 5.5496Z 2 6.4695Z 3 (0.474675
0.079Z 1.39Z 2 1.3212Z 3 ) ln Lv (0.07291 0.088307Z
0.49123Z 2 0.43196Z 3 ) (ln Lv )2 ]
5～ 25
900
7 以下
7～ 50
1000
7 以下
45 以下
1200
9 以下
9～ 70
1400
9 以下
70 以下
1500
10 以下 70 以下
2000
11 以下 90 以下 90～160
3000
11 以下 110 以下 110～200 200～300
4000
11 以下 110 以下 110～230 230～350
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
2、塔径 D 的初估与圆整
根据流量公式计算塔径，即 D 4V S
pu
式中 Vs —塔内的气相流量， m 3 s
5、绘制工整的设备结构图
5.注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源; 每项设计结束后,列出计算结果明细表; 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。
第一章 综述 1．精馏原理及其在工业生产中的应用 2．精馏操作对塔设备的要求（生产能力、效率、流动阻力、操作 弹性、结构、造价和工艺特性等） 3．常用板式塔类型及本设计的选型 4．本设计所选塔的特性 第二章 工艺条件的确定和说明 1．确定操作压力 2．确定进料状态 3．确定加热剂和加热方式 第三章 流程的确定和说明（附流程简图） 1．流程的说明 2．设置各设备的原因（精馏设备、物料的储存和输送、必要的检 测手段、操作中的调节和重要参数的控制、热能利用）
化工原理课程设计任务书
一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：9.5吨/小时2.进料状态：饱和液体3.组成：x1=0.38 （质量分率）4.产品要求：x D=0.965 x w=0.015 (质量分率)5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：9.5吨/小时2.进料状态：饱和液体3.组成：x1=0.46 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮99%，塔底甲苯的回收率≮95%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：10.0吨/小时2.进料状态：液体分率0.13.组成：x1=0.46 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮99%，塔底甲苯的回收率≮95%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：9.5吨/小时2.进料状态：饱和液体3.组成：x1=0.38 （质量分率）4.产品要求：x D=0.98 x w=0.03 (质量分率)5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：10.0吨/小时2.进料状态：液体分率0.53.组成：x1=0.46 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮98%，塔底甲苯的回收率≮97%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：10.5吨/小时2.进料状态：液体分率0.253.组成：x1=0.50 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮99%，塔底甲苯的回收率≮98%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：11吨/小时2.进料状态：液体分率0.83.组成：x1=0.53 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮99%，塔底甲苯的回收率≮96%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：11吨/小时2.进料状态：液体分率0.33.组成：x1=0.48 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮99%，塔底甲苯的回收率≮96%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：11吨/小时2.进料状态：液体分率0.83.组成：x1=0.53 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮99%，塔底甲苯的回收率≮98%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论一、题目：设计一个连续精馏装置，用以分离苯（1）-甲苯（2）混合物二原始数据1.原料处理量：10.0吨/小时2.进料状态：液体分率0.43.组成：x1=0.46 （质量分率）4.产品要求：塔顶苯的回收率≮98%，塔底甲苯的回收率≮95%5.冷凝器形式：全凝器6.冷却剂入口温度：30℃三、设计说明书内容1、流程简图2、工艺计算3、热量衡算4、塔板设计及浮阀布置（F1型浮阀）5、塔板水力学计算（包括负荷性能图）6、塔体基本设计和全塔安装图7、精馏塔附属设备设计（塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵）8、计算结果汇总表9、分析与讨论。
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化工原理课程设计报告《处理量为15000T/a的分离水-甲醇的精馏塔的工艺设计》专业：化学工程与工艺班级：化工092班姓名：邵凤梅学号：20090915223指导教师：王雪静日期：2012年5月29日化工原理课程设计任务书一、设计题目：处理量为15000T/a的分离水-甲醇的精馏塔的工艺设计二、已知技术参数和设计要求：（1）处理量： 15000t/a（2）操作条件：①间接蒸汽加热；②塔顶压强：1. 03 atm（绝对压强）③进料热状况：泡点进料；④单板压降：75mm液柱（3）料液组成（质量分数）：40%（4）塔顶产品组成（质量分数）：99%；（5）塔顶易挥发组分回收率：99%（6）每年实际生产时间： 7200h；三、塔板类型：筛板或浮阀塔板四、设计内容（一）设计方案的确定精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却等设备。
热量又塔釜送入，物料在塔内经过多次部分冷凝和部分气化进行精馏分离，由冷却器和冷凝器的冷却介质将余热带走。
甲醇-水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部向下流的液体混合，逐板溢流，最后流入塔釜。
操作时，塔釜流出来的液体经再沸器部分气化后，液体被取出，作为塔底产品，即为釜残液，气体进入冷凝器被冷凝，并将部分冷凝液送回塔顶作为回流液，其余部分被冷凝器冷凝后送出作为塔顶产品，经冷凝器冷却后送入贮槽。
本设计任务为分离甲醇-水混合物。
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。
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后送至储罐。
该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。
塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
本设计使用的是浮阀塔，浮阀塔有生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压降及液面落差小和抗腐蚀性较高等优点。
甲醇具有腐蚀性，所以浮阀塔适合本设计的要求。
（二）工艺流程草图甲醇-水分离工艺流程草图（三） 精馏塔的物料衡算（1）原料液及塔顶和塔底的摩尔分率甲醇的摩尔质量M A =32.04kg/kmol ； 水的摩尔质量M B =18.02kg/kmol00=271.02.18/6.004.32/4.004.32/4.+=F x 982.002.18/01.004.32/99.004.32/99.0=+=D x0056.002.18/99.004.32/01.004.32/01.0=+=W x87.51×0.271=0.982×D+0.0056×W（2）原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 ()kg/kmol 79.3102.18982.0104.32982.0=⨯-+⨯=D M()kg/kmol10.1802.180056.0104.320056.0=⨯-+⨯=W M原料处理量 F= =95.04 kmol/h 总物料衡算 95.04=D+W甲醇物料衡算联立解得 D=25.87kmol/h W=69.17kmol/h （四）塔板数的确定300×24×21.92 95.04×0.271=0.982×D+0.0056×W 15000000M F =0.271×32.04+(1-0.271) ×18.02=21.92Kg/kmol（1）理论板层数T N 的求取①相对挥发度的求取 由)1()1(A A A A y x y x --=α，再根据表1数据可得到不同温度下的挥发度，见表2表1 温度/℃x y 温度/℃xy 100 0.00 0.00 75.3 0.40 0.729 96.4 0.02 0.134 73.1 0.50 0.779 93.5 0.04 0.234 71.2 0.60 0.825 91.2 0.06 0.304 69.3 0.70 0.870 89.3 0.08 0.365 67.6 0.80 0.915 87.7 0.10 0.418 66.0 0.90 0.958 84.4 0.15 0.517 65.0 0.95 0.979 81.7 0.20 0.579 64.51.001.00 78.0 0.300.665表2 温度/℃ 挥发度 温度/℃ 挥发度 96.4 7.582 784.632 93.5 7.332 75.3 4.035 91.26.843 73.13.525 89.3 6.610 71.2 3.143 87.7 6.464 69.3 2.868 84.4 6.066 67.6 2.691 81.75.501662.534所以 4.45α== ②求最小回流比及操作回流比 泡点进料：324.0==F s x x由q 线与平衡线的交点e （x e ，y e ）作图可得：00.20.40.60.810.20.40.60.81图2 甲醇-水的y-x 相图在上图中我们可以得到q 线与平衡线的交点为e （x e ，y e ）=（0.324，0.681） 故最小回流比为 m in R =D e e ex y y x --==--324.0681.0681.0982.00.843取操作回流比为 R=2m in R =2⨯0.843=1.686 ③求精馏塔的气、液相负荷 =+=F L L '43.62+95.04=138.661kmol/h ；==V V '69.481kmol/h④求操作线方程精馏段操作线方程为：1n y +=1R R +n x +1D x R +=686.2686.1n x +686.2982.0=0.63n x +0.366 （a ）提馏段操作线方程：=⨯-=-=+0056.0551.7659551.76551.127'''1'm w m m x x vw x VL y 1.9957mx -0.0043 （b ）⑤采用逐板法求理论板层数 由 1(1)qq qx y x αα=+- 得yyx )1(--=ααL=RD=1.686×25.87=43.62 kmol/h V=（R+1）D=2.686×25.87=69.48 kmol/h将 α=4.45 代入得相平衡方程 yy yyx 45.345.4)1(-=--=αα （c ）联立（a ）、（b ）、（c ）式，可自上而下逐板计算所需理论板数。
因塔顶为全凝 则982.01==D x y由（c ）式求得第一块板下降液体组成 =⨯-=-=982.045.345.4982.045.345.4111y y x 0.925利用（a ）式计算第二块板上升蒸汽组成为 =+=366.063.012x y =+⨯366.0925.063.00.949 交替使用式（a ）和式（c ）直到n F x x ≤，然后改用提馏段操作线方程，直到n W x x ≤为止，由计算结果可知精馏塔的理论塔板数为 T N =10-1=9（不包括再沸器）；进料板位置5=F N （2）实际板层数的求取① 液相的平均粘度根据表1，用内插法求得77.6F t C =︒；用内插法求得64.6D t C =︒；用内插法求得99.5W t C =︒， 则塔顶、塔底的平均温度t m =（64.6+99.5）/2 =82.1 C ︒ 粘度的计算 在t m =82.1 C ︒时，查得［2］μH2O=0.347s mPa ⋅ ；μCH3OH=0.272s mPa ⋅则由lg 0.807lg(0.347)0.193lg(0.272)m μ=+ 求出0.331m μ=②全塔相对挥发度由表2可求得全塔的平均相对挥发度αm =4.45 ③全塔效率E T 和实际塔板数全塔效率可用奥尔康公式：0.2450.49()T mE αμ-=计算所以全板0.2450.49(4.450.331)0.446T E -=⨯⨯= ；实际板层数===446.05TT E N N 精11.2≈12 块（五）精馏塔的塔体工艺尺寸计算 （1）塔径的计算精馏段平均摩尔质量：kmol kg M Vm /25.292/)71.2678.31(=+=kmolkg M Lm /39.262/)78.2199.30(=+=精馏段的气、液相体积流率为：091.1360025.29551.763600⨯⨯==vvms VMV ρ=0.57s m /339.800360039.26051.403600s ⨯⨯==LLmLML ρ=0.0003668s m /3由max u =式中的C 由式0.220()20Lm C C σ=计算，其中20C 由史密斯关联图[4]查取图的横坐标为 ：取板间距0.40T H m =，板上液层高度0.06L h m =，则0.400.060.34T L H h m-=-= ；0175.0)091.139.800(360057.036000003668.0)(2/12/1=⨯⨯=V L s s V L ρρ查史密斯关联图[3]得20C =0.068 ；0.233.4440.0680.075420C ⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭04.2091.1091.139.8000754.0max =-=u取安全系数为0.6，则空塔气速为s m x u u ma /244.104.26.06.0=⨯===⨯⨯=∏=244.114.357.04s 4uV D 0.764m按标准塔径圆整后为 D=1.0m 塔截面积为 222785.00.144mDA T =⨯==ππ实际空塔气速为：sm ATvsu /726.0785.057.0===（2）精馏塔有效高度的计算有效高度为m H N Z T 44.0)212(2-=⨯-==）（精精 (3) 溢流装置① 堰长l w : 取 出口堰高：本设计采用平直堰，堰上液高度h ow 按下式计算，近似取2-33ow 2.843600 5.510h ==0.010110000.09308⎛⎫⨯⨯⨯⎪⎝⎭； w l ow h =h -h =0.07-0.0101=0.0599② 弓形降液管的宽度和横截面 查图得：0.0721F TA A =.0.124D W D=.则L w =0.65×1=0.65验算降液管内停留时间：f t310.3560.45=28.865.510S A H L θ-⨯==⨯停留时间。
故降液管可使用。
③ 降液管底隙高度取降液管底隙的流速u 0=0.13m/s ，则(4) 塔板布置及浮阀数目与排列本设计塔径D=0.764，采用分块式塔板，以便通过人孔装拆塔板。