浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计
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。
苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计
第1章设计方案1.1 设计方案1.1.1装置流程的确定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精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
在此过程中，热能利用率很低。
为此在确定装置流程时应考虑余热的利用。
另外，为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接将原料送入塔内。
塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.1.2加料热状况的选择设计中采用泡点进料。
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1.1.3回流比的选择回流比的确定，是精馏塔设计中的一个关键性问题。
它确定的合理与否，直接影响到所设计的塔能否正常操作及投资的大小。
首先根据物系的性质及进料状况确定最小回流比，再根据最小回流比选定几个回流比，通过作图，从中找出适宜的操作回流比。
1.2 确定设计方案的原则1.满足工艺和操作要求2.满足经济上的要求3.保证安全生产第2章工艺计算及主体设备设计2.1 设计条件及基础数据2.1.1 苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计1．处理量：4.8万吨/年；2．料液组成（质量分数，下同）：乙苯：30%，苯：70%；3．塔顶产品组成：塔顶的乙苯含量低于2.0%；4. 塔底产品组成：残液中乙苯含量不得少于94%5．年工作生产时间：330天。
2.1.2 基础数据2.2 物料衡算及塔板数的确定2.2.1全塔物料衡算1.原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数=（0.7/78）／（0.7/78+0.3/106）=0.7602XFX=（0.98/78）／（0.98/78+0.02/106) =0.9852DX=（0.06/78）／（0.06/78+0.94/106）=0.0798W2. 塔底产品的平均摩尔质量0.079878(10.0798)106W M =⨯+-⨯=103.8kg/kmol所以：W=74.81033024103.8⨯⨯⨯=58.39Kmol/h3.全塔物料衡算F=D+W ；FX F =DX D +WX W即：F=D+58.390.7602×F=0.9852×D+39.51×0.0798 则：可知F=234.96Kmol/h ；D=176.57Kmol/h2.2.2平均相对挥发度α的计算0lg /()P A B t C =-+①；将P=101.325 KPa 代入①式,在分别代入苯和乙苯的A 、B 、C得苯的沸点为80.05,乙苯的沸点为136.15℃。
化工原理课程设计浮阀塔
化工原理课程设计(浮阀塔)板式连续精馏塔设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯系统的板式精馏塔设计试设计一座分离苯—甲苯系统的板式连续精馏塔，要求原料液的年处理量为50000 吨，原料液中苯的含量为35 %，分离后苯的纯度达到98 %，塔底馏出液中苯含量不得高于1%（以上均为质量百分数）二、操作条件1. 塔顶压强： 4 kPa （表压）；2. 进料热状态：饱和液体进料3. 回流比：加热蒸气压强：101.3 kPa（表压）；单板压降：≤ 0. 7 kPa三、塔板类型：浮阀塔板四、生产工作日每年300天，每天24小时运行。
五、厂址厂址拟定于天津地区。
六、设计内容1. 设计方案的确定及流程说明2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算3. 精馏塔的物料衡算4. 塔板数的确定5. 塔体工艺尺寸的计算6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算7. 塔板流体力学验算8. 绘制塔板负荷性能图9. 塔顶冷凝器的初算与选型10. 设备主要连接管直径的确定11. 全塔工艺设计计算结果总表12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图13. 对本设计的评述及相关问题的分析讨论目录一、绪论 0二、设计方案的确定及工艺流程的说明 (1)2.1设计流程 (1)2.2设计要求 (2)2.3设计思路 (2)2.4设计方案的确定 (3)三、全塔物料衡算 (4)3.2物料衡算 (4)四、塔板数的确定 (5)4.1理论板数的求取 (5)4.2全塔效率实际板层数的求取 (6)五、精馏与提馏段物性数据及气液负荷的计算 (8)5.1进料板与塔顶、塔底平均摩尔质量的计算 (8)5.2气相平均密度和气相负荷计算 (9)5.3液相平均密度和液相负荷计算 (9)5.4液相液体表面张力的计算 (10)5.5塔内各段操作条件和物性数据表 (10)六、塔径及塔板结构工艺尺寸的计算 (13)6.1塔径的计算 (13)6.2塔板主要工艺尺寸计算 (14)6.3塔板布置及浮阀数目与排列 (16)七、塔板流体力学的验算及负荷性能图 (18)7.1塔板流体力学的验算 (18)7.2塔板负荷性能图 (21)八、塔的有效高度与全塔实际高度的计算 (26)九、浮阀塔工艺设计计算总表 (27)十、辅助设备的计算与选型 (29)10.1塔顶冷凝器的试算与初选 (29)10.2塔主要连接管直径的确定 (30)十一、对本设计的评述及相关问题的分析讨论 (32)13.1设计基础数据 (35)13.2附图 (37)天津大学仁爱学院化工系化工原理课程设计一、绪论化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
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。
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。
化工原理课程设计_乙醇-水连续浮阀精馏塔的设计 (1)
第一章：塔板的工艺设计一、精馏塔全塔物料衡算F:进料量（kmol/s ） F x :原料组成（摩尔分数，同下） D:塔顶产品流量（kmol/s ） D x :塔顶组成 W:塔底残液流量（kmol/s ） ：W x 塔底组成原料乙醇组成：%91.8%10018/8046/2046/20x =⨯+=F塔顶组成：%98.85%10018/646/9446/94=⨯+=D x塔底组成：%12.0%10018/7.9946/3.046/3.0=⨯+=W x进料量：F=25万吨/年=4706.036002430010182.01462.0102543=⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⨯（kmol/s ） 物料衡算式为：F=D+W Fx F =Dx D +W W x 联立带入求解：D=0.0482 kmol/s W=0.4424 kmol/s二、常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系1. 温度利用表中数据由差值法可求得t F 、t D 、t W①t F :21.791.80.89t 66.921.77.860.89F --=--, t F =87.41 ℃②t D :72.7498.8541.78t 72.7443.8941.7815.78--=--D ， t D =78.21 ℃③t W ：12.0100t 90.105.95100W --=--， t W =99.72 ℃ ④精馏段的平均温度：81.82221.7841.872t t t 1=+=+=F D ℃ ⑤提馏段的平均温度：57.93272.9941.872t t t 2=+=+=F W ℃ 2. 密度已知：混合液密度：B B A A Lραραρ+=1(α为质量分数，M 为平均相对分子质量) 混合气密度：004.22TP MP T V =ρ塔顶温度：t D =78.21 ℃ 气相组成43.8910015.7821.7843.8915.7815.7841.78y --=--D D y ：， %88.86=D y进料温度：t F =87.41℃ 气相组成FF y 10091.3841.870.8975.4391.387.860.89y --=--：， %26.42y =F塔底温度：t W =99.72℃气相组成WW y 100072.991000.1705.95100y --=--：， W y =1.06%⑴ 精馏段液相组成1x ：1x =2x x FD +, %445.47x 1= 气相组成2y y y y 11FD +=：, %545.64y 1= 所以 286.31)4745.01(184745.0461=-⨯+⨯=L M kg/mol 074.36)6455.01(186455.0462=-⨯+⨯=L M kg/mol三、理论塔板的计算理论板：指离开此板的气液两相平衡，而且上液相组成均匀。
乙醇-水连续精馏浮阀塔设计
目录一、设计任务书 (2)二、物料衡算 (3)1. 计算依据 (3)2. 物料衡算 (3)2.1 精馏塔物料算 (3)2.2 预热器物量衡算 (4)2.3 全凝器物量衡算 (4)2.4 再沸器物量衡算 (5)2.5全凝器冷凝介质的消耗量 (5)四、设备设计与选型 (6)1. 精馏塔工艺设计 (6)2. 精馏塔的结构尺寸设计 (18)五、总结 (20)六、参考文献 (20)07级生物工程专业《化工原理》课程设计任务书设计课题：乙醇—水连续精馏浮阀塔设计一、设计条件1、原料液乙醇含量： 32.5 %（质量分数）。
2、产品要求：塔顶xD = 0.83 塔底残液xW= 0.01 （摩尔分率）。
3、原料处理量： 9.5 t/h4、操作条件：常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，回流比R=(1.2~2)Rmin5、设备形式：浮阀塔（F1型）6、厂址：邵阳地区，邵阳地区夏天水温25~28℃，邵阳地区大气压力99kPa二、设计任务和要求1、确定全套精馏装置的流程，绘出流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置；2、精馏塔的工艺计算与结构设计：1）物料衡算确定理论板数和实际板数；2）按精馏段首、末板，提馏段首、末板计算塔径并圆整；3）确定塔板和降液管结构；4）按精馏段和提馏段的首、末板进行流体力学校核，并对特定板的结构进行个别调整；5）进行全塔优化，要求操作弹性大于2。
3、计算塔高；4、估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积。
5、绘制精馏装置工艺流程图、塔板结构图（用计算机绘制3A图纸打印）；物料衡算1、计算依据1.1《乙醇—水连续精馏浮阀塔设计》1.2. 乙醇—水系统t—x—y数据2.物料衡算2.1 精馏塔总物料衡算159.018/675.046/325.046/325.0=+=Xf已知： X D =0.83, X W =0.01kmol kg Mf /452.2218841.046159.0=⨯+⨯=mol kg Md /24.411817.04683.0=⨯+⨯= mol kg Mw /28.181899.04601.0=⨯+⨯=h kmol F /12.423452.22105.93=⨯=F=D+W, FXf=DXd+WXw解得 D=76.884kmol/h W=346.236kmol/h2.2.预热器物料衡算预热器的进料、出料与精馏塔相同2.3 冷凝器（全凝器）的物料衡算泡点进料 q=1 由下图可知Ym=0.33726 则有图1X D/(Rm+1)=0.33726 Rm=1.46R=1.5Rm=1.5×1.46=2.2L=RD=2.2×76.884=169.14V=(R+1)D=3.2×76.884=246.03kmol/hVy=DX D+LX D246.03y=(76.884+169.14)×0.83 y=0.832.4 再沸器的物料衡算y’=0.025375q=1 V’=V=246.03kmol/hL’=V’+W=246.03+346.236=592.3kmol/h L’x=V ’y ’+WX W X=0.01642.5 全凝器冷凝介质的消耗量Wc 以及换热面积AcQc=(R+1)D(Ivd-Ild)查得 I vd =1266kJ/kg I Ld =253.9kJ/kg 则Qc=(2.2+1)×76.884(1266-253.9)=2.49×105kJ/h=69167J/s 冷却水进出温度 25℃ 、35℃,热流体进出温度为78.494℃ 、40℃ 平均温度下查得Cpc=4.174kJ/kg.℃s kg h kg t t Cpc Qc Wc /66.1/5.5965)2535(174.41049.2)12()(5==-⨯⨯=-=水C t m︒=-----∆1.21253540494.78ln)2535()40494.78( K 取700W ·m -2/℃，则27.41.2170069167m t K Q A m c =⨯=∆=2.6 再沸器蒸汽消耗量W 以及换热面积A查得99.626℃下 Ivd=2260kJ/kg Ild=840kJ/kg 则 Wc （水）=s kg V s /48.081.174.972=⨯=ρs kJ Ivd Wc Qc /8.1084226049.0)(=⨯==水s kg Ild Qc Wc /29.18408.1084)(===乙醇设备设计与选型精馏塔工艺设计1.精馏塔理论板数作出平衡线（x —y 图），图1由泡点进料得得q=1,则q 线方程为X=X F =0.159从而求得: R min=1.46 实际回流比为：R=1.5Rmin=1.5×1.46=2.21.1精馏段操作线方程：y=Rx ／(R+1) +X D ／(R+1)代入数据得：y=2.2x ／(2.2+1) +0.83／(2.2+1) =0.6875x+0.261.2提留段操作线方程：y=L ′x ／(L ′-W) –WX W ／（L ′-W ）代入数据得：y=346.236x ／246.03 -346.236×0.01／246.03=1.407x-0.014071.3理论塔板数的求取由操作线方程及q 线方程，气液平衡线作图(图1)得： 理论板数为：N T =18(不包括再沸器) 进料位置：从塔顶往下数N=162.精馏塔实际塔板数由T-X-Y 图求得：T D =78.494 O C T F =99.496O C T W =99.626O C塔顶与塔釡的平均温度：T=(T D +T W )／2=(80.54+110.19)／2=95.37O C ，故54.923626.99494.78096.99=++=Tm OC在此温度下，查得s mPa •=30773.0水μ s mPa •=38.0乙醇μ=-+=水）（乙醇μμμXf Xf m 10.159×0.38+0.841×0.3.775=0.319mPa.s 故全塔效率 E T =0.17-0.616㏒μm=0.17-0.616㏒0.319=0.476 E T =N T ／N P ×100% (N T :理论板数 N P :实际塔板数) 故 实际塔板数：N P =N T ／E T =18／0.476=38(不包括再沸器) 其中 精馏段 N 精=15/0.476=32 提馏段 N 提=3/0.476=6 实际进料位置：从塔顶往下数16／0.476=333.计算塔径、塔高3.1计算塔径uV D Sπ4=D —塔径,m; S V —塔内气体流量，s m /3； u —空塔气速，m/s 3.1.1精馏段 VVL Cu ρρρ-=max m ax u —极限空塔气速, m/s; C —负荷系数, V L ρρ,—分别为塔内液，气两相的密度，kg/m 3. 精馏段依据恒摩尔假设乙醇（气）3/735.1644.351314.8001.046110300m kg RT PM =⨯⨯⨯==ρ 水（气） 3/679.0644.351314.8001.018110300m kg RT PM =⨯⨯⨯==ρv p =0.83×1.735+0.17×0.679=1.56kg/m3V S =VM D /v p =246.03×41.24/1.56=1.81m 3/h塔顶液相密度：L=169.14koml/h乙醇(液) m1=169.14×0.83×46=6457.76kg/h 水(液) m2=169.14×0.17×18=517.57kg/h 查得：T D =80.54O C 时乙醇(液) ρ= 740.15kg/m 3 水(液) ρ= 972.74kg/m 3l p =0.83×740.15+0.17×972.74=779.69kg/m 3选取塔板间距,假设选H T =400mm,板上层清液高度h L =60mm;则 H T －h L =340mm031.056.169.77981.10025.0==v Vs Ls L ρρ根据史密斯关联图,查得 C 20=0.075根据 2.020)20(σC C =液相所含乙醇的平均摩尔分率为337.03843.001.0159.0=++查得临界温度 乙醇Tc1=243.1℃ 水Tc2=374.2℃ 故临界液体温度Tmc=∑x i T ic =0.337×（273+243.1）+0.663×（273+374.2）=603K 查得25℃下乙醇水溶液的表面张力，σ1=26dyn/cm2.12.1)25273(603)494.78273(6031212⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=T Tmc T Tmc σσ则 cm dyn /63.202=σ 故 C=C 20（20.63/20）0.2=0.075×(20.63/20)0.2 =0.075VV L Cu ρρρ-=max =075.0s m /675.156.156.169.779=-⨯乘以安全系数,得到适宜的空塔气速u u=0.7u max =0.7×1.675=1.1725m/sm uVsD 402.11725.114.381.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整D=1.5m 3.1.2提馏段提馏段气相密度根据 RTpM=ρ 求取 乙醇（气） 3/64.175.372314.8001.046110300m kg RT PM =⨯⨯⨯==ρ水（气） 3/64.05.372314.8001.018110300m kg RT PM =⨯⨯⨯==ρρV =0.01×1.64+0.99×0.64=0.65kg/m 3L ’=W+V ’ V ’=L ’-W=592.3-346.236=246.03kmol/h V S =V ’Mw/ρv=246.03×18.28/0.65=1.92m 3/s 查得：T W =99.6O C 时乙醇(液) ρ= 723.51kg/m 3 水(液) ρ= 958.66kg/m 3 ρL =0.01×723.51+0.99×958.66=956.3 kg/m 3 L S =L ’Mw /ρL =592.3×18.28/956.3=0.003m 3/s06.065.03.95692.1003.0==v Vs Ls L ρρ根据《化工原理》下册P129史密斯关联图,查得 C 20=0.083 同精馏段相同算法，得σ2=18.55dyn/cm082.0)2055.18(083.0)20(202.02.0=⨯==σC C VV L Cu ρρρ-=max =0.082s m /81.265.065.05.763=-⨯乘以安全系数,得到适宜的空塔气速u u=0.7u max =0.7×2.81=1.967m/sm uVsD 115.1967.114.392.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整D=1.2m在精馏段与提馏段中取较大的D 值，并圆整到标准塔径D=1500mm3.2计算塔高Z对于精馏塔塔顶空间: H d =1.2m 塔底空间: H b =2.5m 人孔数S: 每6块板设置一人孔 61638≈-=S (个) 进料口处板间距: H f =0.5m 开设人孔处板间距 H t ’=0.6m塔高（不包括封头和裙座高），考虑到进料口与人孔在同一位置.Z=H d +(N-2-S)H t +SH t ’+H F +Hw=1.2+(38-2-6)×0.4+4×0.6+0.5+2.5 =18.6m4、溢流装置选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
浮阀塔设计及其辅助设备的选型课程设计报告
化工原理课程设计报告题目：浮阀塔设计及其辅助设备的选型学院：环境与化学工程学院年级：专业：队长：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：指导教师：化工原理课程设计任务书某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含乙苯和苯的混合物。
经水解、水洗等工序获得烃化液。
烃化液经过精馏分离出的苯返回循环使用，而从脱出苯的烃化液中分离出乙苯作生产苯乙烯的原料。
现要求设计一套常压精馏装置，从烃化液中分离苯和乙苯二元混合液。
1.设计条件(1)原料已知来自上一工段的原料液温度为60℃，其中苯的含量为0.6(摩尔分数，下同)。
(2)处理量按8000小时/年或7200小时/年操作时间，由各队根据市场规划自行拟定年处理量(万吨/年)。
(3)产品质量要求塔顶馏出液中乙苯的含量低于0.005，塔底釜液中苯的含量低于0.002，实际产品质量由各队根据市场规划和灵敏度分析自行拟定。
塔顶馏出液和塔底釜液要求降温至40℃后储存。
(4)精馏塔塔顶表压4-20kPa，单板压降0.4-0.7kPa，板效率60%，操作弹性大于3。
塔设备形式自定(筛板塔、浮阀塔、填料塔)。
(5)公用工程①加热蒸汽等级：0.9MPa(绝压)；②循环冷却水：30℃；③供电容量可满足要求。
2. 设计内容及要求(1)工艺流程方案(2)精馏塔的工艺设计计算①物料衡算；②理论塔板数计算；③物性参数计算；④塔径、塔板结构设计；⑤塔板流体力学性能校核；⑥绘制塔板负荷性能图。
(3)换热器的工艺设计计算预热器、冷凝器、再沸器、塔顶冷却器、塔底冷却器的工艺设计计算。
①计算传热面积；②选型；③核算总传热系数；④核算壁温；⑤核算面积裕度；⑥核算管壳程流动阻力。
(4)其它辅助设备的工艺设计计算①贮罐、泵的计算与选型；②主要接口及管路的管径的计算及选型。
(5)自控系统设计在需要检测及控制的设备或管路上，设计自动检测仪表和自动控制系统。
河南理工大学!!化工原理课程设计浮阀式连续精馏塔设计
目录第一部分：设计任务书 (2)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、工艺计算 (4)二、流体力学验算 (15)三、主要管尺寸计算 (22)四、辅助设备定型 (23)五、塔的总体结构 (26)六、塔节说明 (28)七、泵的选择 (29)第五部分：设计计算结果 (30)第六部分：心得体会 (31)第七部分：参考资料 (31)第一部分：设计任务书题目：酒精连续精馏浮阀塔的设计。
二、原始数据：1、酒精—水混合物，含酒精24%（质），温度25℃；2、产品：馏出液含酒精92%（质），温度30℃，按间接蒸汽加热计，残液中含酒精浓度不高于2%（质）；3、生产能力：日产酒精（指馏出液）23 t ；4、热源条件：加热蒸汽为饱和水蒸汽，其绝对压强为2.5 Kg f /c㎡。
三、任务：1、确定全套精馏装置的流程，绘出流程示意图，表明所需的设备、管线及有关观测或控制所必需的仪表和装置。
2、塔的工艺设计及结构设计：选定板型，确定塔径，塔板数、塔高及进料位置；选择塔板的结构型式、确定塔的结构尺寸；进行塔板流体力学的计算（包括塔板压降，淹塔校核及雾沫夹带量校核等）。
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、计算全套装置所用的蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的面积并进行选型，若采用直接蒸汽加热，还需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。
6、其他。
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》一书的绪论，其中设计结果概要一项具体包括：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、冷却水用量、单位产品冷却水用量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量。
2、塔节装配图（1号图纸）3、塔板结构草图（35×50计算纸）4、工艺流程图（35×50计算纸）第二部分：工艺流程图(见附图)说明：为了控制精馏产物的纯度，本装置采用间接控制指标，即用温度控制器来改变进入鼓泡管的蒸气流量。
浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计(年生产能力为13200吨甲醇与水混合液)
化工原理课程设计任务书一设计题目浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计二工艺条件生产能力：13200吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：50%甲醇，50%水（质量分率，下同）产品组成：馏出液 98%甲醇，釜液0.8%甲醇操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热回流比：自选三设计内容1确定精馏装置流程，绘出流程示意图、塔器设备图。
2工艺参数的确定基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
3主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。
4流体力学计算流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。
5 主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。
料液泵设计计算：流程计算及选型。
四设计结果总汇五主要符号说明六参考文献一、装置流程图二、工艺参数的确定1.物料衡算∵生产能力为13200吨/年，进料甲醇组成为50%（m），馏出液 98%甲醇，釜液0.8%甲醇。
甲醇M1=32.0㎏/kmol,水M2=18.0kg/kmol.∴Xf=(0.5/32)/(0.5/32+0.5/18)=0.36Xd=(0.98/32)/(0.98/32+0.02/18)=0.965Xw=(0.8%/32)/(0.8%/32+99.2%/18)=0.45%料液平均摩尔量M=32*0.36+18*0.64=23.04kg/kmol料液流量F=13200*10^3/(300*24*23.04)=79.57kmol/h由总物料守恒有：F+S=W+D对甲醇有：F*Xf = W*Xw + D*Xd对于直接蒸汽加热有：V′= S , L′= WV′= V – (1-q)*F , L′= L + q*F对于泡点加料有：V′= V ，L′= L + F又∵V=(R+1)D ,L=R*D∴L′= W = R*D+F ,S = (R+1)*D∴要算得流出液，釜夜及加热蒸汽的量，得先算出最小回流比及回流比。
浮阀塔设计及其辅助设备的选型课程设计报告讲解
化工原理课程设计报告题目：浮阀塔设计及其辅助设备的选型学院：环境与化学工程学院年级：专业：队长：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：队员：姓名：学号：成绩：指导教师：化工原理课程设计任务书某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含乙苯和苯的混合物。
经水解、水洗等工序获得烃化液。
烃化液经过精馏分离出的苯返回循环使用，而从脱出苯的烃化液中分离出乙苯作生产苯乙烯的原料。
现要求设计一套常压精馏装置，从烃化液中分离苯和乙苯二元混合液。
1. 设计条件(1)原料已知来自上一工段的原料液温度为60℃，其中苯的含量为0.6(摩尔分数，下同)。
(2)处理量按8000小时/年或7200小时/年操作时间，由各队根据市场规划自行拟定年处理量(万吨/年)。
(3)产品质量要求塔顶馏出液中乙苯的含量低于0.005，塔底釜液中苯的含量低于0.002，实际产品质量由各队根据市场规划和灵敏度分析自行拟定。
塔顶馏出液和塔底釜液要求降温至40℃后储存。
(4)精馏塔塔顶表压4-20kPa，单板压降0.4-0.7kPa，板效率60%，操作弹性大于3。
塔设备形式自定(筛板塔、浮阀塔、填料塔)。
(5)公用工程①加热蒸汽等级：0.9MPa(绝压)；②循环冷却水：30℃；③供电容量可满足要求。
2. 设计内容及要求(1)工艺流程方案(2)精馏塔的工艺设计计算①物料衡算；②理论塔板数计算；③物性参数计算；④塔径、塔板结构设计；⑤塔板流体力学性能校核；⑥绘制塔板负荷性能图。
(3)换热器的工艺设计计算预热器、冷凝器、再沸器、塔顶冷却器、塔底冷却器的工艺设计计算。
①计算传热面积；②选型；③核算总传热系数；④核算壁温；⑤核算面积裕度；⑥核算管壳程流动阻力。
(4)其它辅助设备的工艺设计计算①贮罐、泵的计算与选型；②主要接口及管路的管径的计算及选型。
(5)自控系统设计在需要检测及控制的设备或管路上，设计自动检测仪表和自动控制系统。
化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计
化工原理课程设计设计题目：苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人：班级：学号：指导老师：设计时间：目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目：苯—甲苯连续精馏塔（浮阀塔）的设计一、工艺设计部分（一）任务及操作条件1. 基本条件：含苯25％(质量分数，下同)的原料液以泡点状态进入塔内，回流比为最小回流比的1.25倍。
2. 分离要求：塔顶产品中苯含量不低于95％，塔底甲苯中苯含量不高于2％。
3. 生产能力：每小时处理9.4吨。
4. 操作条件：顶压强为4 KPa (表压)，单板压降≯0.7KPa，采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。
（二）塔设备类型浮阀塔。
（三）厂址：湘潭地区（年平均气温为17.4℃）（四）设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。
2. 塔及塔板的工艺计算塔高（含裙座）、塔径及塔板结构尺寸；塔板流体力学验算；塔板的负荷性能图；设计结果概要或设计一览表。
3. 辅助设备计算及选型（注意：结果要汇总）。
4. 自控系统设计（针对关键参数）。
5. 图纸：工艺管道及控制流程图；塔板布置图；精馏塔的工艺条件图。
6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下：1. 封面（设计题目，设计人的姓名、班级及学号等）2. 目录3. 设计任务书4. 前言（课程设计的目的及意义）5. 工艺流程设计6. 塔设备的工艺计算（计算完成后应该有计算结果汇总表）7. 换热器的设计计算与选型（完成后应该有结果汇总表）8. 主要工艺管道的计算与选择（完成后应该有结果汇总表）8. 结束语（主要是对自己设计结果的简单评价）9. 参考文献（按在设计说明书中出现的先后顺序编排，且序号在设计说明书引用时要求标注）10. 设计图纸三、主要参考资料[1] 化工原理；[2] 化工设备机械基础；[3] 化工原理课程设计；[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平；胡忠于；陈东初；黄念东五、时间安排第17周～第18周前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关其他课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践。
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965x=.0D釜液组成035x=.0W塔顶压力kPa101=.P325单板压降0.7kPa≤进料状态965q=.02 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 (7)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 (10)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)3.4 塔板流体力学校核 (15)3.5 塔板符合性能图 (17)第 4 章热量衡算 (21)4.1 热量衡算示意图 (21)4.2 热量衡算 (21)第 5 章塔附属设备的计算 (25)5.1 筒体与封头 (25)5.2 除沫器 (25)5.3 裙座 (25)5.4 塔总体高度的设计 (25)5.5 换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (26)5.6 进料管的设计 (27)5.7 泵的选型 (27)5.8 贮罐的计算 (28)第 6 章结论 (29)6.1 结论 (29)6.2 主要数据结果总汇 (29)结束语 (29)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (32)附录2 程序框图 (34)附录3 精馏塔工艺条件图 (35)附录4 生产工艺流程图 (36)教师评语................................................... 错误!未定义书签。
化工原理课程设计 苯-乙苯浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计.
2007级化学工程与工艺专业《化工原理》课程设计说明书题目：浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计姓名：何滔滔班级学号：0708102-08指导老师：王锋同组学生姓名：孙威、李湘、牟立梁完成时间：2010年5月7日《化工原理》课程设计评分细则评审单元评审要素评审内涵评审等级检查方法指导老师评分检阅老师评分设计说明书35% 格式规范是否符合规定的格式要求5-4 4-3 3-2 2-1格式标准内容完整设计任务书、评分标准、主要设备计算、作图、后记、参考文献、小组成员及承担任务10-8 8-6 6-4 4-1设计任务书设计方案方案是否合理及是否有创新10-8 8-6 6-4 4-1计算记录工艺计算过程计算过程是否正确、完整和规范10-8 8-6 6-4 4-1计算记录设计图纸30% 图面布置图纸幅面、比例、标题栏、明细栏是否规范10-8 8-6 6-4 4-1图面布置标准标注文字、符号、代号标注是否清晰、正确10-8 8-6 6-4 4-1标注标准与设计吻合图纸设备规格与计算结果是否吻合10-8 8-6 6-4 4-1比较图纸与说明书平时成绩20%出勤计算、上机、手工制图10-8 8-6 6-4 4-1现场考察卫生与纪律设计室是否整洁、卫生、文明10-8 8-6 6-4 4-1答辩成绩15% 内容表述答辩表述是否清楚5-4 4-3 3-2 2-1现场考察内容是否全面5-4 4-3 3-2 2-1回答问题回答问题是否正确5-4 4-3 3-2 2-1总分综合成绩成绩等级指导老师评阅老师（签名）（签名）年月日年月日说明：评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89)，中等(70-79)，及格(60-69)和不及格(<60)目录一、设计任务书----------------------------------------------------------(3)二、主要设备设计计算和说明----------------------------------------(5)1.课程设计的目的--------------------------------------------------------(5)2.课程设计题目描述和要求--------------------------------------------(5)3.课程设计报告内容-----------------------------------------------------(5) 3.1流程示意图------------------------------------------------------------(5) 3.2流程和方案的说明及论证------------------------------------------(6) 3.2.1流程的说明----------------------------------------------------------(6) 3.2.2方案的说明和论证-------------------------------------------------(6)3.2.3设计方案的确定----------------------------------------------------(7)4.精馏塔的工艺计算------------------------------------------------------(8) 4.1精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------(8) 4.2分段物料衡算--------------------------------------------------------(8) 4.3理论塔板数N T的计算-----------------------------------------------(9) 4.4实际塔板数的计算------------------------------------------------(10)4.5工艺条件及物性数据计算----------------------------------------(10)4.5.1操作压强P m-------------------------------------------------------(10)4.5.2 操作温度t m------------------------------------------------------(11)4.5.3平均摩尔质量M m-------------------------------------------------(11)4.5.4平均密度ρm------------------------------------------------------(11) 4.5.4.1 液相密度ρlm-------------------------------------------------(11) 4.5.4.2 气相密度ρm-------------------------------------------------(12) 4.6 液体表面张力σm-------------------------------------------------(12) 4.7精馏段气液负荷计算---------------------------------------------(12) 4.8 塔和塔板主要工艺尺寸计算-----------------------------------(12) 4.8.1塔径--------------------------------------------------------------- (12) 4.8.2溢流装置（设有进口堰）-------------------------------------(14) 4.8.3 降液管的宽度W d与降液管的面积A f----------------------(14) 4.8.4降液管底隙高度h0---------------------------------------------(15) 4.8.5塔板布置及浮阀数目与排列---------------------------------(16) 4.9 塔板流体力学计算-----------------------------------------------(17) 4.9.1气体通过塔板的压强降相当的液柱高度------------------(17) 4.9.2 淹塔--------------------------------------------------------------(17) 4.9.3雾沫夹带---------------------------------------------------------(18) 4.10塔板负荷性能图--------------------------------------------------(18)4.11 辅助设备--冷凝器的选取--------------------------------------(21)三、工艺设计计算结果汇总表--------------------------------------(21)四、参考文献-----------------------------------------------------------(24)五、后记-----------------------------------------------------------------(25)一、设计任务书1 设计题目 9万吨浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计2 工艺条件生产能力:90000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：40%苯，60%甲苯（质量分率，下同）产品组成：馏出液 97%苯，釜液 2%苯操作压强：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：间接蒸汽加热回流比：自选3 设计内容(1)确定精馏装置流程，绘出流程示意图。
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2012级化学工程与工艺专业《化工原理》课程设计说明书题目：浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计姓名：邓迎利班级学号：*******-16指导老师：王锋同组学生姓名：肖慧陶瑞刘孟超完成时间：2014年12月19日《化工原理》课程设计评分细则说明：评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89)，中等(70-79)，及格(60-69)和不及格(<60)目录一、设计任务书----------------------------------------------------------(3)二、主要设备设计计算和说明----------------------------------------(5)1.课程设计的目的--------------------------------------------------------(5)2.课程设计题目描述和要求--------------------------------------------(5)3.课程设计报告内容-----------------------------------------------------(5) 3.1流程示意图------------------------------------------------------------(5) 3.2流程和方案的说明及论证------------------------------------------(6) 3.2.1流程的说明----------------------------------------------------------(6) 3.2.2方案的说明和论证-------------------------------------------------(6)3.2.3设计方案的确定----------------------------------------------------(7)4.精馏塔的工艺计算------------------------------------------------------(8) 4.1精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------(8) 4.2分段物料衡算--------------------------------------------------------(8) 4.3理论塔板数N T的计算-----------------------------------------------(9) 4.4实际塔板数的计算------------------------------------------------(10)4.5工艺条件及物性数据计算----------------------------------------(10)4.5.1操作压强P m-------------------------------------------------------(10)4.5.2 操作温度t m------------------------------------------------------(11)4.5.3平均摩尔质量M m-------------------------------------------------(11)4.5.4平均密度ρm------------------------------------------------------(11) 4.5.4.1 液相密度ρlm-------------------------------------------------(11) 4.5.4.2 气相密度ρm-------------------------------------------------(12) 4.6 液体表面张力σm-------------------------------------------------(12) 4.7精馏段气液负荷计算---------------------------------------------(12) 4.8 塔和塔板主要工艺尺寸计算-----------------------------------(12) 4.8.1塔径--------------------------------------------------------------- (12) 4.8.2溢流装置（设有进口堰）-------------------------------------(14) 4.8.3 降液管的宽度W d与降液管的面积A f----------------------(14) 4.8.4降液管底隙高度h0---------------------------------------------(15) 4.8.5塔板布置及浮阀数目与排列---------------------------------(16) 4.9 塔板流体力学计算-----------------------------------------------(17) 4.9.1气体通过塔板的压强降相当的液柱高度------------------(17) 4.9.2 淹塔--------------------------------------------------------------(17) 4.9.3雾沫夹带---------------------------------------------------------(18) 4.10塔板负荷性能图--------------------------------------------------(18)4.11 辅助设备--冷凝器的选取--------------------------------------(21)三、工艺设计计算结果汇总表--------------------------------------(21)四、参考文献-----------------------------------------------------------(24)五、后记-----------------------------------------------------------------(25)一、设计任务书1 设计题目浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计2 工艺条件生产能力:40000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：35%乙醇，65%水（质量分率，下同）产品组成：馏出液 94%乙醇，釜液 0.2%乙醇操作压强：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热回流比：自选3 设计内容(1)确定精馏装置流程，绘出流程示意图。
(2)工艺参数的确定基础数据的查找及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
(3)主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。
(4) 流体力学计算流体力学验算，操作符合性能图及操作弹性等。
(5) 主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。
料液泵设计计算;流程计算及选型。
4 设计结果总汇5 主要符号说明6 参考文献二、主要设备设计计算和说明1.课程设计的目的化工原理课程设计是以个综合性和实践性较强的教学环节,也是培养学生独立工作的有益实践,更是理论联系实际的有效手段.通过课程设计达到如下目的:⑴巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化;⑵培养学生计算技能及应用所学理论知识部分分析问题和解决问题的能力；⑶熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法；⑷学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图；⑸训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力；⑹通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力；⑺学会编写设计说明书。
2.课程设计题目描述和要求本设计采用连续操作方式。
设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下：生产能力:40000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：35%乙醇，65%水（质量分率，下同）产品组成：馏出液 94%乙醇，釜液 0.2%乙醇操作压强：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：间接蒸汽加热回流比：R=3.9963.课程设计报告内容3.1流程示意图冷凝塔→塔顶产品冷却器→乙醇的储罐↓↑回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↓塔釜3.2 流程和方案的说明及论证3.2.1流程的说明首先，苯和甲苯的原料混合进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过进入原料预热器，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。
因为被加热到了泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，部分进入到塔顶产品冷凝器中，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。
塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。
最终，完成苯和甲苯的分离。
3.2.2方案的说明和论证浮阀塔之所以广泛应用,是由于它具有下列特点:⑴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。
⑵操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此位置正常的操作而允许符合波动范围比筛板塔、泡罩塔都大。
⑶塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故汽液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。
⑷气体压降及液面落差小，因汽液流过浮阀塔板时阻力较小，是气体压降及液面落差比泡罩塔小。
⑸塔的造价低，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％。
浮阀塔盘的操作原理和发展浮阀塔的塔板上，按一定中心距开阀孔，阀孔里装有可以升降的阀片，阀孔的排列方式，应使绝大部分液体内有气泡透过，并使相邻两阀容易吹开，鼓泡均匀。
为此常采用对液流方向成错排的三角形的排列方式。
蒸汽自阀孔上升，顶开阀片，穿过环形缝隙，以水平方向吹入液层，形成泡沫，浮阀能随着气速的增减在相当宽的气速范围内自由升降，以保持稳定的操作。
但是，浮阀塔的抗腐蚀性较高（防止浮阀锈死在塔板上），所以一般采用不锈钢作成，致使浮阀造价昂贵。