浮阀精馏塔的设计说明
乙醇水连续浮阀式精馏塔的设计.doc
化工原理课程设计任务书一设计题目：乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计二任务要求设计一连续筛板浮阀精馏塔以分乙醇和水具体工艺参数如下：原料加料量 F＝100kmol/h＝273进料组成 xF馏出液组成 x＝0.831D＝0.012釜液组成 xw塔顶压力 p＝100kpa单板压降≤0.7 kPa2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点进料，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）塔径及提馏段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、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图目录3.3.3.204参考文献 (30)摘要本设计是以乙醇――水物系为设计物系，以浮阀塔为精馏设备分离乙醇和水。
浮阀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16块，回流比为3.531,算出塔效率为0.518，实际板数为32块，进料位置为第11块，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1米，有效塔高13.6米，浮阀数（提馏段每块76）。
通过浮阀塔的流体力学验算，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、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段第1章前言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。
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。
1.2精馏塔对塔设备的要求精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。
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。
浮阀板酒精连续精馏塔设计说明书
目录第一部分：设计任务书 (3)第二部分：工艺流程图 (3)第三部分：设计方案的确定与说明 (4)第四部分：设计计算与论证 (4)一．板式塔的工艺计算 (4)二．板式塔的工艺条件及物性资料计算 (7)三．板式塔的主要工艺尺寸计算 (10)四．塔板的流体力学验算 (13)五．塔板的负荷性能图 (14)六．主要接管尺寸计算 (17)七．辅助设备设计定型 (19)八．塔的总体结构 (23)九．塔的具体结构设计 (23)第五部分：设计结果概要 (25)第六部分：参考资料 (25)第七部分：心得体会 (26)第第一一部部分分：：设设计计任任务务书书一、 题目：酒酒精精连连续续精精馏馏板板式式塔塔的的设设计计。
二、 原始数据：1．原料：乙醇—水混合物，含乙醇29%（质量），温度27℃；2．产品：馏出液含乙醇94%（质量），温度38℃，残液中含酒精浓度≤0.07% 3．生产能力：日产酒精（指馏出液）12000 Kg ；4．热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为2.5 Kg f /c ㎡。
三、 任 务：1.确定精馏的流程，绘出流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置。
2.精馏塔的工艺设计和结构设计：选定塔板型，确定塔径、塔高及进料板的位置；选择塔板的结构型式、确定塔板的结构尺寸；进行塔板流体力学的计算（包括塔板压降、淹塔的校核及雾沫夹带量的校核等）。
3.作出塔的操作性能图，计算塔的操作弹性。
4.确定与塔身相连的各种管路的直径。
5.计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型，若采用直接蒸汽加热，需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。
6.其它。
四、 作业份量：1.设计说明书一份，说明书内容见《化工过程及设备设计》的绪论，其中设计结果概要一项具体内容包括：塔板数、塔高、塔径、板间距、回流比、蒸汽上升速度、热交换面积、单位产品热交换面积、蒸汽用量、单位产品蒸汽用量、冷却用水量、单位产品冷却用水量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量等。
浮阀式精馏塔的设计
化工原理课程设计––––浮阀式精馏塔的设计学校：班级：姓名：学号：指导教师：时间：课程设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀式精馏塔二、设计的原始数据及分离要求1、原料的规格及分离要求：（1）、生产能力：年处理苯—甲苯混合液6.0万吨（2）、年开工率：8000小时（3）、原料组成：苯含量45%（质量分率）（4）、进料热状况:饱和液体（5）、分离要求：塔顶苯含量不低于95%（质量分率）塔底苯含量不高于5%（质量分率）2、生产条件：（1）操作条件：常压（2）操作温度：原料和产品均为常温（25℃）（3）塔顶冷凝器：用循环水冷却（进口温度28℃）（4）塔底在沸器：用饱和水蒸气加热（5）回流比：取最小回流比的1.4倍三、设计要求：1、编制设计说明书（1）流程的确定及说明（2）精馏塔的设计计算（3）浮阀塔盘结构设计和计算（4）对设计结果讨论（5）参考文献2、绘制精馏系统工艺流程图四、指导教师：李英杰五、设计时间：2011年12月目录前言---------------------------------------------------------------------------------4 1.精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------------------5 1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率---------------------------------------5 1.2．原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量--------------------------------51.3．物料衡算-------------------------------------------------------------------52.塔板数的确定---------------------------------------------------------------------5 2.1．理论板层数NT的求取-----------------------------------------------------5 2.2最小回流比及操作回流比----------------------------------------------------5 2.3精馏塔的气、液相负荷-------------------------------------------------------6 2.4操作线方程-------------------------------------------------------------------62.5塔的有效高度-----------------------------------------------------------------63.精馏塔的塔体工艺尺寸计算------------------------------------------------------73.1精流段塔体工艺尺寸计算---------------------------------------------------73.2塔经的计算------------------------------------------------------------------73.3 溢流装置-----------------------------------------------------------------------------------84.塔板负荷性计算--------------------------------------------------------------------------------114.1. 雾沫夹带线----------------------------------------------------------------------------114.2漏液线------------------------------------------------------------------------------------124.3液相负荷上限线-------------------------------------------------------------------------124.4液相负荷下限线-------------------------------------------------------------------------12 参考目录----------------------------------------------------------------------------14前言在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
浮阀精馏塔设计 -讲解
课程设计题目浮阀精馏塔连续回收乙醇与水混合物中的乙醇设计姓名：黄同月学号：3212003902（30号）班级：121103班指导老师：罗儒显完成时间：2014年9月18日目录一.板式精馏塔工艺设计内容及任务 (3)1.1设计背景 (3)1.2设计目的 (4)1.3设计题目 (4)1.4设计的要求 (4)1.5设计条件及操作条件 (4)1.6 浮阀塔及筛板塔的特性 (5)1.6.1 浮阀塔的特性1.6.2筛板塔的特性二. 精馏塔工艺的设计 (6)2.1精馏塔全塔物料衡算 (6)2.2 理论塔板的计算 (7)2.2.1最小回流比及操作回流比2.2.2精馏段操作曲线2.2.3提馏段操作曲线2.2.4作直角阶梯图求理论塔板2.3实际塔板数计算 (9)2.4常用数据一览表 (9)三.精馏塔尺寸计算 (9)3.1塔径的初步设计 (10)3.1.1塔径3.1.2总塔高3.2塔板主要工艺尺寸 (13)3.2.1溢流装置3.2.2降液管宽度Wd 与降液管面积Af3.2.3降液管底隙高度h3.2.4筛板的布置3.2.5开孔区面积3.3浮阀数目及排列 (16)3.3.1浮阀数目N3.3.2阀孔排列3.4各接管尺寸的确定 (17)3.4.1进料管3.4.2塔釜残夜出料管3.4.3回流管3.4.4塔顶上升蒸汽管3.4.5水蒸气进口管3.5精馏塔主要附属设备 (19)3.5.1冷凝器3.5.2再沸器3.5.3除沫器3.5.4法兰3.5.5视镜3.5.6塔体壁厚3.5.7筒体与封头四.流体力学验算 (21)4.1气体通过浮阀塔版的压力降（单板压降） (21)4.1.1干板阻力hc4.1.2板上充气液阻力h14.1.3由表面张力引起的阻力4.2漏液验算 (21)4.3液泛验算 (21)4.4雾沫夹带验算 (22)五.操作性能负荷图 (22)5.1气相负荷下限线（又称漏液线），记为线1 (24)5.2过量雾沫夹带线（又称为气相负荷上限线），记为线2 (24)5.3液相负荷下限线，记为线3 (24)5.4液相负荷上限线，记为线4 (25)5.5液泛线，记为线5 (25)六.浮阀塔板工艺设计结果一览表 (26)七.参考文献 (27)八.设计心得 (28)一.板式精馏塔工艺设计内容及任务1.1设计背景随着世界石油资源的减少,作为生物燃料的无水乙醇在今后的动力燃料中可能占一席之地，而无水乙醇与汽油混合(俗称汽油醇) 可作为内燃机的燃料就成为很多公司的首选。
乙醇_水连续浮阀式精馏塔的设计说明
毕业设计（论文）手册学院：职业技术学院专业班级：练油技术0932 姓名：韩宏宇指导教师：时维振2012 年 6 月毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）评阅书毕业设计（论文）评阅书毕业答辩情况表乙醇－水连续浮阀式精馏塔的设计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。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
(7)塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。
本次设计的浮阀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，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：工艺计算，辅助设备计算。
(4)关键词：乙醇、水、二元精馏、浮阀连续精馏精馏塔、提馏段AbstractChemical production often require two yuan of liquid mixture separation to achieve the purification or recovery of useful components of the purpose, distillation is the use of liquid mixtures of volatile components in the different degree with the help of repeated many of vaporization and condensation to light hydrocarbon separation method. Distillation in chemical, petrochemical, light industry and other industrial production plays an important role. Therefore, mastering the vapor-liquid phase equilibrium relations, familiar with the various types of towers operating characteristics, to choose, design and analysis in the process of separation of various parameters is very important. Tower equipment is chemical, oil refining production in the most important equipment of one type of. The design of the floating valve tray in chemical production is mainly of gas-liquid mass transfer equipment. The design for the two yuan of property of the distillation problem analysis, selection, calculation, calculation, drawing, is a complete distillation design process, the design method widely adopted by engineering technical personnel. The design of books on benzene and toluene separation equipment - float valve tower are describe in detail, mainly including: process calculation, calculation of auxiliary equipment, tower equipment drawings.Key words: ethanol, water, two yuan of distillation, float valve continuous distillation distillation tower, the stripping section目录前言 (11)第一章精馏塔的相关概述 (12)1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用 (12)1.2 精馏塔对塔设备的要求 (12)1.3 常用板式塔类型及本设计的选型 (12)1.4 本设计所选塔的特性 (13)第二章精馏塔的设计容 (14)2.1 塔板的工艺设计 (14)2.1.1精馏塔全塔物料衡算 (14)2.1.2 乙醇-水相关计算 (14)2.1.3理论塔板的计算 (22)2.1.4塔径的初步设计 (24)2.1.5溢流装置 (25)2.1.6塔板布置及浮阀数目与排列 (27)2.2 塔板的流体力学计算 (29)2.2.1 气相通过浮阀塔板的压降 (29)2.2.2淹塔 (31)2.2.3物沫夹带 (32)2.2.4塔板负荷性能图 (33)2.3 塔附件设计 (39)2.3.1接管 (39)2.3.2筒体与封头 (41)2.3.3除沫器 (41)2.3.4裙座 (42)2.3.5 吊柱 (42)2.3.6人孔 (42)2.4 塔总体高度的设计 (43)2.4.1塔的顶部空间高度 (43)2.4.2 塔的底部空间高度 (43)2.4.3塔体高度 (43)2.5 附属设备设计 (43)2.5.1 冷凝器的选择 (43)2.5.2再沸器的选择 (44)第三章总结 (46)谢辞 (47)参考文献 (48)前言乙醇和水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。
乙醇浮阀塔精馏工艺设计
乙醇浮阀塔精馏工艺设计
乙醇浮阀塔精馏工艺设计需要综合考虑多种因素，以下是一个简要的设计方案：
设计采用F1型浮阀塔，常压蒸馏。
原料液经预热器加热至泡点后，进入精馏塔的进料板。
在每层塔板上，回流液体与上升的蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。
操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。
塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液）。
在设计过程中，需要确定工艺条件，进行工艺计算及选型，并对塔和塔板的工艺尺寸进行计算，同时进行塔板的流体力学验算及负荷性能图，辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计等。
浮阀塔是一种广泛应用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中的塔设备，具有处理能力大、操作弹性大、塔板效率高、压强小、液面梯度小、使用周期长等优点。
在设计过程中，可以根据实际需求选择合适的浮阀塔型号和工艺参数，以达到最佳的分离效果。
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。
浮阀式精馏塔课程设计
浮阀式精馏塔课程设计
一、设计任务和要求
1.设计一个浮阀式精馏塔，以满足给定的分离要求。
2.根据给定的进料条件、产品要求和操作条件，确定合适的操作方式和工艺参数。
3.使用适当的设计软件进行模拟和优化，以确定最佳塔体尺寸和分离效果。
4.编写设计报告，包括塔体尺寸、分离流程、操作条件、经济效益等方面的分析。
二、设计步骤
1.确定设计任务和要求，明确进料条件、产品要求和操作条件。
2.进行物性分析和热力学分析，选择合适的精馏分离流程。
3.根据流程图和工艺参数，使用设计软件建立浮阀式精馏塔的模型。
4.进行模拟计算，优化塔体尺寸和分离效果。
5.根据模拟结果，确定塔体尺寸、填料和附件等参数。
6.编写设计报告，包括流程图、模拟结果、塔体尺寸、经济效益等方面的分析。
7.准备答辩材料，向老师和同学展示设计成果。
三、注意事项
1.在设计过程中，应充分考虑安全、环保和经济效益等方面的因素。
2.注意数据的准确性和可靠性，以确保设计的可行性和可靠性。
3.在答辩过程中，应注意表达清晰、逻辑严谨，回答问题时要准确、全面。
四、总结
本课程设计通过模拟和优化浮阀式精馏塔，使我们更深入地了解了精馏分离的原理和工艺参数，提高了我们的工程设计能力和实际操作能力。
同时，也使我们认识到了工程实践中的复杂性和多样性，培养了我们的创新思维和实践能力。
在未来的学习和工作中，我们将不断积累经验，提高自己的综合素质和能力水平。
浮阀塔设计计算说明书 精品
乙醇-水连续精馏浮阀塔设计说明书.山东大学课程设计（）成绩评定表学院：机械工程学院专业：过程装备与控制工程年级：09级第1章浮阀塔国内外研究现状及应用1.1 浮阀塔研究现状1.1.1 应用领域和应用现状浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。
当筛孔气速高时，阀片被顶起上升，空速低时，阀片因自身重而下降。
阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入夜层的气速基本稳定。
又因气体在阀片下侧水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。
浮阀塔结构简单，制造费用便宜，并能适应常用的物料状况，是、行业中使用最广泛的塔型之一。
1.1.2 国内外研究现状浮阀塔作为化工、炼油行业中广泛应用的塔型之一，得到全世界的认可。
无论是中国还是国外，大型化工行业都对浮阀塔做了很多的研究。
随着对浮阀塔等一系列板式塔的研究，逐渐对塔进行结构和技术操作上的改造，让塔的效率和制造成本得到了降低，同时，更加新型的塔设备也在孕育之中。
1.2 本文涉及的内容、目的以及意义1.2.1 本文涉及的内容本文主要内容是对乙醇-水分离设备—浮阀塔的设计。
在已知的条件和数据之下，计算塔高、壁厚，然后进行各种校核：风载荷校核、地震载荷校核、筒体应力校核、补强等。
对塔盘的设计和计算式非常关键的一步，也是整个塔设计中最复杂的一步。
最后是选择标准件，比如吊住，除沫器等等，根据已有的标准进行选择，最后进行塔体的整合，形成完整的浮阀塔。
1.2.2 本文的目的通过对塔设备的涉及，对《过程装备设计》课程有更加深入的理解和认知，同时也将课堂知识运用到实际设计问题中来。
1.2.3 本文的意义化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
精馏塔(浮阀塔)的设计(可编辑修改word版)
课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号1040902009系专业生化系2010 级化学工程与工艺指导教师胡建明2012 年12 月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2.全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1.精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。
本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。
设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。
本设计采用浮阀塔板。
2.加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
故本设计采用泵直接加料。
3.进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。
精馏塔(浮阀塔)的设计
课程设计（论文）浮阀精馏塔的工艺设计说明书题目名称苯—甲苯溶液精馏装置精馏塔设计课程名称化工原理学生姓名雷素兰学号**********系专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2012年12月25 日目录一、设计任务书 (3)二、概述 (4)三、设计方案的确定和流程说明 (4)四、物料衡算 (5)1.设计条件 (5)2．全塔物料衡算 (6)五、设备设计与选型 (7)1. 精馏塔工艺设计 (7)2.塔内气液负荷 (11)3.计算塔径、确定板间距 (13)六、塔板结构设计 (14)1.溢流装置 (14)2.塔板布置 (15)七、浮阀塔流体力学验算 (17)1.塔板压降 (17)2.塔板负荷性能 (19)八、精馏塔结构尺寸设计 (23)九、参考文献 (26)十、总结 (27)十一、致谢 (27)十二、附工程图纸 (28)概述塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。
本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。
设计方案的确定和流程说明1.塔板类型:精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。
本设计采用浮阀塔板。
2. 加料方式:加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
故本设计采用泵直接加料。
3. 进料状况:进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。
浮阀塔课程设计说明书
浮阀塔课程设计说明书题目：拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物（不易气泡），决定采用F1型浮阀，试根据以下条件做出浮阀塔（精馏段）的设计计算。
（1）进行塔板工艺设计计算及验算 （2）绘制负荷性能图 （3）绘制塔板结构图 （4）给出设计结果列表 （5）进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算（1）塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ，而 maxu )(⨯=安全系数uvvl cu ρρρ-=max式中c 可由史密斯关联图查出，横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ取板间距mH T45.0=，板上液层高度mhL05.0=，则图中参数值为mh H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c，表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc csm u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6，则空塔气速为 m /s 84.0399.16.0u max=⨯=⨯=安全系数u塔径mu V D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=，则 塔截面积22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===（2）溢流装置 选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
各项计算如下： ①堰长Wl ：取堰长D l W66.0=，即 m l W056.16.166.0=⨯=②出口堰高Wh ：OWL Wh h h-=采用平直堰，堰上液层高度OWh 可依下式计算：32)(100084.2Wh OWl L E h =近似取1=E ，则可由列线图查出OWh 值。
m021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=，查得m l h m L W hmh h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度dW 和面积fA ： 66.0=DlW由图103-查得：124.0,0721.0==DW A A dTf，则2145.001.20721.0m A f =⨯=mW d 199.06.1124.0=⨯=停留时间sL H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ，故降液管尺寸可用。
精馏塔(浮阀塔)设计说明书
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恒算总物料衡算 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，摩尔分率苯的摩尔质量为78，甲苯的摩尔质量为92. 进料组成 35/35/65/AF A BM x M M =+ 35/7835/7865/92=+ 0.3884= 釜残液组成 2/2/98/AW A BM x M M =+ 2/782/7898/92=+ 0.02351=馏出液组成 99.8/99.8/0.2/AD A B M x M M =+99.8/7899.8/780.2/92=+0.9983= 塔顶馏出液的平均摩尔质量 0.998780.0029278.023D M =⨯+⨯=塔顶馏出液的流量 75.31094.34/3002478.0238D kmol h ⨯==⨯⨯ 全塔物料衡算 F D W =+ F DWF x D x W x =+ 代入相关数据得：252.47/F kmol h =，158.13/W kmol h =1.2精馏段操作线方程1.2.1最小回流比的确定对理想物系或对理想物系偏离不大的情况，最小回流比可直接由下式求得min D q q qx y R y x -=-其中：由以下两式联立求解：1(1)xy xαα=+-11F q q x qy x q q =+++ 选择饱和液体进料，故1q =，q F x x =根据塔顶和塔底组成0.9983F x =，0.02351W x =在苯-甲苯混合液的t x y --附图1中分别查出塔顶和塔底温度为分别为80.15D T C =︒, 109W T C =︒;然后查表1,110.6C ︒和105C ︒时苯和甲苯的饱和蒸汽压表1 不同温度下苯和甲苯的饱和蒸汽压用内插法求得80.15D T C =︒, 109W T C =︒时苯和甲苯的饱和蒸汽压，计算塔顶和塔底的相对挥发度A α和B α80.15D T C =︒时8580.158580.1116.9116.9101.33A P ο--=-- 得 101.49A P kPa ο= 8580.158580.1464640B P ο--=-- 得 96.95B P kPa ο= 塔顶相对挥发度 101.492.5340.06A DB P P οοα===109W T C =︒时110.6109110.6105240240204.2A P ο--=-- 得 229.7A P kPa ο= 110.6109110.6105101.33101.3386B P ο--=-- 得 96.95B P kPa ο= 塔底相对挥发度 229.772.3796.95A WB P P οοα===塔的平均相对挥发度2.45m α===表2 不同温度下苯和甲苯的组成()2.450.38840.60871(1)1 2.4510.3884q q q x y x αα⨯===+-+-⨯最小回流比为 m i n 0.99830.60871.770.60870.3884D q q qx y R y x --===-- 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 R 取min 22 1.77 3.54R R ==⨯= 1.2.3操作线方程 精馏段操作线方程10.77970.219911D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作线方程''''1''m m w m w L W L qF Wy x x x x L W L W L qF W L qF W ++=-=---+-+-''1 1.36920.00868m m y x +=-第二章 理论塔板数的确定本次设计采用直角梯级图解（M.T.图解法）将逐板计算过程在x y -相平衡图上进行，分别用平衡线和操作线代替平衡方程和操作线方程，用图解理论板的方法代替逐板计算法，则大大简化了求解理论板的过程。
化工原理课程设计说明书苯和苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计说明
《化工原理》课程设计说明书苯-苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计院系：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级：09化工2班学号：0906210201姓名：武金龙指导老师：李梅摘要本设计的任务是设计用于分离苯-苯乙烯的浮阀精馏塔。
精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
根据加热方式来决定塔底是否设置再沸器，塔底设置再沸器时为间接加热，这种加热方式适用于各种物系，且被广泛使用。
由于本设计设置了再沸器，故采用间接加热。
板式塔的种类繁多，本设计采用浮阀塔，它是在泡罩塔的基础上发展起来的。
浮阀塔被广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中，塔径从200mm到6400mm，使用效果较好。
它具有处理能力大，操作弹性大，塔板效率高，压强小，使用周期长等特点。
确定回流比有图解法和逐板计算法，本设计采用逐板计算法，虽然计算过程较为繁琐，但计算精度较高。
理论板确定后，计算实际板数，再设计塔和塔板中所有的参数，初选塔板间距并计算塔径，这些数据的计算都是以精馏段的数据为依据的。
设计中采用平直溢流堰，因为这样可以使得塔板上具有一定高度的均匀流动的液层。
浮阀塔的开孔率设计中要满足一定的要求，即要确定合适的浮阀数，浮阀的孔径是由所选浮阀的型号确定的，浮阀数通过上升蒸汽量、阀孔气速和孔径确定，阀孔的排列采用等腰三角形叉排。
最后是塔板负荷性能图中过量雾沫夹带线、液泛线、漏液线、液相负荷上、下限线的计算以及确定塔体结构。
目录第一部分概述 (5)一、设计目标 (5)二、设计任务 (5)三、设计条件 (5)四、设计内容 (5)第二部分工艺设计计算 (6)一、设计方案的确定 (6)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)3.物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (7)1.相对挥发度的求取 (7)2.进料状态参数的确定 (8)4.操作线方程的求取 (9)5.全塔效率的计算 (9)6.实际板层数的求取 (10)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)1.操作压强计算 (10)2.操作温度计算 (10)3.平均摩尔质量计算 (11)4.平均密度计算 (11)5.液相平均表面张力计算 (12)6.求精馏塔的气、液相负荷 (13)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)1.塔径的计算 (14)2.精馏塔的有效高度的计算 (15)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.溢流装置计算 (15)2.塔板布置 (18)3.浮阀数与开孔率 (19)七、塔板的流体力学验算 (20)1.气体通过干板的压降 (20)2.雾沫夹带量的验算 (21)3.液泛的验算 (21)八、塔板负荷性能图 (22)1.漏液线 (22)2.过量雾沫夹带线 (22)3.液相负荷下限线 (23)4.液相负荷上限线 (23)5.液泛线 (23)九、附属设备的设计 (25)1.接管尺寸 (25)2.回流管尺寸 (25)3.塔底进气管尺寸 (25)4.加料管尺寸 (25)5.料液排出管尺寸 (25)第三部分设计结果汇总 (26)一、设计结果一览表 (26)二、工艺流程图 (28)三、设计总结 (29)参考文献 (29)第一部分概述一、设计目标分离苯—苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计二、设计任务试设计分离苯与苯乙烯混合物的浮阀精馏塔，年处理量为2.4万吨苯与苯乙烯混合液，要求气液混合进料。
浮阀式精馏塔设计说明书
精馏段操作线方程：
提馏段操作线方程：
线方程：
在 相图中分别画出上述直线，利用图解法可以求出
块(含塔釜)
其中，精馏段13块，提馏段5块。
用奥康奈尔法( )对全塔效率进行估算：
由相平衡方程式 可得
根据乙醇~水体系的相平衡数据可以查得：
(塔顶第一块板)
(加料板)
(塔釜)
因此可以求得：
全塔的相对平均挥发度：
《化工原理课程设计》报告
48000吨/年乙醇~水
精馏装置设计
年级
专业
设计者姓名
设计单位
完成日期
年 月 日
乙醇~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势，且已在郑州、济南等地的公交、出租车行业内被采用。山东业已推出了推广燃料乙醇的法规。
沸点温度 /℃
83.83
78.62
99.38
由于是泡点进料， ，过点 做直线 交平衡线于点 ，由点 可读得 ，因此：
又过点 作平衡线的切线，切点为 ，读得其坐标为 ，因此：
所以，
可取操作回流比
以年工作日为300天，每天开车24小时计，进料量为：
由全塔的物料衡算方程可写出：
(蒸汽)
(泡点)
塔顶全凝器的热负荷：
其中塔顶压力为
塔底压力
虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、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，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，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，为此，本次设计中采取饱和液体进料
甲醇-水体系浮阀精馏塔的设计
进料流量：F＝210kmol/h进料组成：X f=0.20（摩尔分率）进料热状态：泡点进料要求塔顶产品浓度X D=0.99易挥发组分回收率η≥0.99∴操作压强:P=1atm=0.1MPa=1.013×103KPa1.2 物料的进料热状态：进料热状态有五种。
原则上，在供热一定的情况下，热量应尽可能由塔底输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用，即宜冷也进料。
但为使塔的操作稳定，免受季节气温的影响，常采用泡点进料。
这样，塔内精馏段和提留段上升的气体量变化较小，可采用相同的塔径，便于设计和制造。
但将原料预热到泡点，就需要增设一个预热器，使设备费用增加。
综合考虑各方面因素，决定采用泡点进料，即q=1 。
1.3 回流比的确定：对于一定的分离任务，采用较大的回流比时，操作线的位置远离平衡线向下向对角线靠拢，在平衡线和操作线之间的直角阶梯的跨度增大,每层塔板的分离效率提高了，所以增大回流比所需的理论塔板数减少，反之理论塔板数增加。
但是随着回流比的增加，塔釜加热剂的消耗量和塔顶冷凝剂的消耗量液随之增加，操作费用增加，所以操作费用和设备费用总和最小时所对应的回流比为最佳回流比。
本次设计任务中，综合考虑各个因素，采用回流比为最小回流比的1.6倍。
即：R=1.6 Rmin3. 理论板数的确定3.1 物料衡算：∵η=DXDFXf∴D=ηFXf/XD=0.99×210×0.20/0.99=42 kmol/h∵F=D+W ∴W=F- D=210-42=168 kmol/h∵FXf = DXD+WXw∴Xw =(FXf-DXD)/W=(210×0.20-42×0.99)/168=0.00253.2 物系相平衡数据a. 基本物性数据b. 常压下甲醇和水的气液平衡表(t—x—y)3.3 确定回流比:根据甲醇—水气液平衡组成表和相对挥发度公式x 1y1xy --=α ，m a =求得：算得相对挥发度α=4.83 ∴平衡线方程为：y=αx1+(α-1)x=4.83x/(1+3.83x)因为泡点进料 所以 x e = X f =0.20 代入上式得 y e = 0.5470 ∴ R min =X D - y ey e - x e=(0.99-0.5470)/(0.5470-0.2)=1.2767∴ R=1.6 R min =1.6*1.2767=2.04273.4理论板数N T 的计算以及实际板数的确定 1）塔的汽、液相负荷L=RD=2.0427×42=85.792 kmol/hV=(R+1)D=(2.0427+1) ×42=127.79 kmol/hV ’=V=127.79 kmol/hL ’=L+F=85.792 kmol/h+210 kmol/h=295.792kmol/h 2）求操作线方程精馏段操作线方程： y=R R+1 x + X DR+1=0.6713x+0.3254提馏段操作线方程为:W X V WX V L y '''-==2.3147x-0.3)逐板计算法求理论板层数 精馏段理论板数：平衡线方程为：y=αx1+(α-1)x =4.83x/(1+3.83x)精馏段操作方程：y=R R+1 x + X DR+1=0.6713x+0.3254 由上而下逐板计算，自X 0=0.99开始到X i 首次超过X q =0.2时止 操作线上的点 平衡线上的点 （X 0=0.99,Y 1=0.99） (X 1=0.95, Y 1=0.99) （X 1=0.95,Y 2=0.97） （X 2=0.87,Y 2=0.97） （X 2=0.87,Y 3=0.91） （X 3=0.67,Y 1=0.91） （X 3=0.67,Y 4=0.78） （X 4=0.42,Y 4=0.78） （X 4=0.42,Y 5=0.61） （X 5=0.24,Y 5=0.61） （X 5=0.24,Y 6=0.49） （X 6=0.17,Y 6=0.49）因为X 6 时首次出现 X i <X q 故第6块理论版为加料版，精馏段共有5块理论板。
- 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)。
课程设计题目：浮阀式连续精馏塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业： 07级精细化工学号： 200740810113 学生：指导教师：屈媛夏贤友2010年 5 月 20 日课程设计任务书2009 ～ 2010学年第 2 学期学生：专业班级：07化学工程与工艺（精细化工向）指导教师：屈媛夏贤友工作部门：化学与材料学院一、课程设计题目浮阀式连续精馏塔设计二、课程设计容（含技术指标）1. 工艺条件与数据原料液量1500kg/h，含苯42%（质量分数，下同），乙苯58%；馏出液含苯98%，残液含苯2%；泡点进料；料液可视为理想溶液。
2. 操作条件常压操作；回流液温度为塔顶蒸汽的露点；间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm²（绝对压力）；冷却水进口温度30℃，出口温度为45℃；设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。
3. 设计容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。
三、进度安排1．5月6日：分配任务；2．5月6日-5月14日：查询资料、初步设计；3．5月15日-5月21日：设计计算，完成报告。
四、基本要求1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。
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的工艺流程图，塔结构简图。
设计说明书具体包括以下容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。
2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)和精馏塔装配总图(1号图纸)。
教研室主任签名：年月日目录1．设计方案简介2．工艺流程草图及说明3．工艺计算及主体设备设计4 辅助设备的计算及选型；5．设计结果概要或设计一览表6对本设计的评述；7 附图（工艺流程简图、主体设备工艺条件图）；8 参考文献。
1．设计方案的选择及流程说明1.1设计方案的选定设计方案的选定是指确定整个精馏装置的流程、主要设备的结构的型式和主要操作条件。
所选方案必须：（1）能满足工艺要求，达到指定的产量和质量；（2）操作平稳、易于调节；（3）经济合理；（4）生产安全。
在实际的设计问题中，上述四项都必须兼顾考虑。
课程设计方案选定所涉及的主要容有：操作压力进料状况、加热方式及其热能的利用。
1.1.1 操作压力精馏可在常压、加压或减压下进行，确定操作压力主要是根据处理物料的性质、技术上的可行性和经济上的合理性来考虑。
鉴于本课题，采用常压精馏。
1.1.2 进料状态进料状态有多种,但一般将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中,这样进料温度就不受季节、气温变化和前道工序波动的影响,塔的操作就比较容易控制。
此外,泡点进料时,精馏段与提馏段的塔径相同,设计制造均比较方便。
鉴于此,选用泡点进料.1.1.3 加热方式精馏塔通常设置再沸器,采用间接蒸汽加热,以提供足够的热量。
1.1.4 热能的利用蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝,因此,热效率很低,通常进入再沸器的能量仅有5%左右被有效利用.所以,蒸馏系统的热能利用问题应值得认真考虑。
塔顶蒸汽冷凝放出的热量是大量的,但其能位较低,不可能直接用来作塔釜的热源。
但可用作低温热源,或通入废热锅炉,产生低压蒸汽,供别处使用。
或可采用热泵技术,提高温度后再用于加热釜液。
此外,通过蒸馏系统的合理设置,也可取得节能的效果。
例如,可采取设置中间再沸器和中间冷凝器的流程,因为设置中间再沸器,可利用温度比塔底低的热源,而中间冷凝器则可回收温度比塔顶高的热量。
1.2连续精馏流程连续精馏装置一般包括精馏塔、冷凝器、再沸器以及原料预热器,如图。
除此之外,还应确定全凝器或是分凝器,再沸器采用直接加热还是间接加热,另外根据热能的利用情况决定是否采用原料预热器。
1.3.板式塔的计算流程图计算开始1.4 塔的工艺计算1. 工艺条件与数据原料液量1500kg/h ，含苯40%（质量分数，下同），乙苯60%；馏出液含苯97%，残液含苯2%；泡点进料；料液可视为理想溶液。
2. 操作条件常压操作；回流液温度为塔顶蒸汽的露点；间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm²（绝对压力）；冷却水进口温度30℃，出口温度为45℃；设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。
1.4.1 物料衡算与能量衡算1.4.1.1 料液及塔顶、塔底产品含苯摩尔分率设苯为A,乙苯为B,M A=78.11㎏/kmol , M B=106.17㎏/kmol1.4.1.2 原料液及塔顶塔底产品的摩尔质量KmolKgM/5.2927.1106)496.01(1.178496.0F=⨯-+⨯=KmolKgM/3.5787.1106)985.01(1.178985.0D=⨯-+⨯=KmolKgMW/1.41057.1106)027.01(1.178027.0=⨯-+⨯=1.4.1.3 全塔物料质量流量原液量处理量总的物料衡算 F=D+W则有=7.1921.4.1.4 塔中回收率的计算在精馏计算中分离程度除用产品的摩尔分数表示外,还常用回收率表示,即:96.47.1106/8.51.178/2.41.178/2.4=+=Fx85.97.1106/2.01.178/8.91.178/8.9=+=Dx27.07.1106/8.91.178/2.01.178/2.0=+=Wx以塔顶易挥发组分为主要产品,则回收率:97.22%96.409.01485.90898.6)X )/(F X (D F D =⨯⨯=⨯⨯=η1.4.1.5 相对挥发度的计算计算相平衡线及精馏段是都必须直接或间接应用到塔的平均挥发度，要知道挥发度则必须知道塔顶塔底的温度，再由苯90.7220t 033.12113055.06lg *+-=Ap ， 乙苯6.0213t 255.14242088.06lg *B +-=p 这两个公式来求出塔顶塔底的温度对应下的*A p 、*B p 。
利用试差法计算温度。
不同温度下苯和乙苯的饱和蒸汽压T （℃） 0 20 40 60 80 100 120 140 苯（KPa ） 3.37 10.03 24.37 52.19 101.0 180.0 300.3 480.2 乙苯（KPa ） 0.253 0.943 2.865 7.394 16.77 34.25 64.21 112.1 塔顶X D =0.985假设一个温度t=80.5℃利用90.7220t 033.12113055.06lg *+-=A p 及 6.0213t 255.14242088.06lg *B +-=p算得*A p =102.565、*B p =16.996代入中与0.985相差不大，故塔顶温度为80.5℃，此时 采用同样的方法算得塔底温度t w =100.5℃，*A p =182.5016、*B p =34.6577则塔中平均相对挥发度4.6521=⨯=ααa 1.4.1.6 相平衡线的计算相平衡线方程为:代入上式中相对挥发度的值则相平衡线方程为: 1.4.1.7 q 线方程3.06**1==B A p p α7.25**2==BAp p αy yx 4.644.65-=ya a y x )1(--=精馏段操作线和提馏段操作线的交点的轨迹是一条直线，描述该直线的方程称为q 线方程或进料方程。
此设计中，泡点进料，q 线方程定为:1=q1.4.1.8 回流比求解 q=1 （R min ）q=1===0.39取R opt =2R min=0.781.4.1.9 精馏段操作线因为精馏过程涉及传热和传质两种过程，为简化期间在该课程设计中假定塔为恒摩尔流动。
R 值定为0.78 精馏段操作线方程为:DD X x x x R x R R y 53.5038.408.71985.018.708.70111+=++=+++=式中 y 、x ──分别为精馏段任一截面处的气液相易挥发组分的摩尔分数；xD ──塔顶易挥发组分的摩尔分数； R ──回流比，R ＝L/D ；1.4.1.10 提馏段操作线塔顶的回流比R=0.78,则塔釜汽相回流比R`与R 的关系式为:07.710.496-0.9850.027-0.4961.78=X X -X 1)+(R =R D W F `=-F X而提馏段操作线方程为:0.0158-1.586x =R X - X R 1)+(R =y `W ``1.4.1.11精馏塔的热量衡算1.塔顶冷凝器中冷却水用量和冷凝器的传热面积 本设计中设备热损失为加热蒸汽提供热量的95% Q 水=0.95Q 顶气 即 q m 水c 水（t 2—t 1）=V r 所以式中 Q 水——冷却水吸收的热量，W ； Q 顶气——塔顶蒸气放出的热量，W ； q m 水——冷却水用量，kg/s ；C 水——冷却水的平均比热容，J/（kg ·℃）； t 1、t 2——冷却水的进、出口温度，℃；V ——塔顶蒸气量，kmol/s ； r ——塔顶蒸气汽化热，J/kmol ；A 冷凝器——冷凝器的传热面积，m 2； Q ——冷凝器的热负荷，W ；K ——传热系数，W/(m 2·℃),取经验值；∆t 均——冷凝器的传热平均温度差，℃。
冷去水进口温度为：C t 0130= 出口 C t 0245= 乙醇蒸气进口温度为： 出口 所以()Ct t t t t 02112.972=⎪⎭⎫ ⎝⎛'-'+-=∆均传热系数12..800--=k m w K当塔顶温度为80.1℃时，此时苯的汽化热为394.02KJ ／Kg ，则塔顶蒸气汽化热kmol J r /1077.7301.1782.03946⨯=⨯=Ckg J C 03./102.4⨯=水()s kmol D R V /003411.0360098.868.711=⨯=+=泡点进料s kg q m /8.5115102.4r V 95.03=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=水268.715.978001077.730003411.05.90m t K r V t k Q A =⨯⨯⨯⨯=∆⨯⨯=∆⨯=冷凝器2．塔底再沸器中加热蒸汽用量和再沸器的传热面积塔底温度为t=100.5℃时，苯的汽化热360.4 KJ ／Kg 乙苯的汽化热为353.3 KJ ／Kg ，则塔底上升蒸汽汽化热为r= 故再沸器的热流Q=Vr=则： q===0.064s kg /塔底再沸器的面积()23m 1.68.42080010%510.8133=⨯⨯+⨯=∆⨯=t k Q A 再沸器)12m t t c rV q -=（水水Ct 01.580='C t 02.779='1.5理论塔板数的设计1.5.1联立精馏段和提馏段操作线方程X d =0.2811.5.2用逐板计算法计算理论塔板数第一块塔板的一项组成与回流蒸汽的组成一致,所以==0.985 =第二快板:==0.956=第三块板:==0.901=第四块板=0.823 =0.452第五块板=0.75 =0.347第六块板=0.705 =0.298第七块板=0.684 =0.277故本题中需要六块，第七块为进料板，从第八快开始，176.0)y1(yy333=-+α.794)y1(yy222=-+α.92)y1(yy111=-+α用提馏段操作线求，用平衡方程求，一直到第八块板==0.115第九块板=0.167 =0.034 第十块板=0.038=0.007因为釜底间接加热，所以共需要10-1=9层塔板，精馏段需要六块，提馏段需要三块1.6 塔板效率和实际塔板数1.6.1塔板效率在实际塔板上，气液两相并未达到平衡，这种气液两相间传质的不完善程度用塔板效率来表示，在设计计算中多采用总板效率求出实际塔板数。