精馏塔-浮阀塔板课程设计
浮阀精馏课程设计
化工原理课程设计任务书一设计题目：浮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：38000吨/年年工作日：300天原料组成：48%甲醇，52%水（质量分数，下同）产品组成：馏出液97%甲醇，釜液1.5%甲醇操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状态：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;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3.2 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)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 n a =求得：算得相对挥发度α=4.45，平衡线方程为：y=αx1+(α-1)x=4.45x/(1+3.45x)因为泡点进料 所以 xe = Xf=0.342 代入上式得 ye = 0.698因此：Rmin=(x D -y q )/(y q -x q )=(0.948-0.698)/(0.698-0.342) =0.70取操作回流比为：R=1.8Rmin=1.8×0.70=1.26精馏塔的物料衡算⑴原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量为：32.04kg/kmol水的摩尔质量为：18.01kg/kmolx f=(0.48/32.04)/(0.48/32.04+0.52/18.01)=0.342x d=(0.97/32.04)/(0.97/32.04+0.03/18.01)=0.948x w=(0.015/32.04)/(0.015/32.04+0.985/18.01)=0.0085⑵原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量M f=32.04×0.342+18.01×(1-0.342)=22.81kg/molM d=32.04×0.948+18.01×(1-0.948)=31.31kg/mol则可知：原料的处理量：F=38000000/(300×24×22.81)=231.38kmol/h由总物料衡算：S+F= D+W，x w=0.0085，以及: F×x f = x d×D+W×x w，S=(R+1)D;W=L’=L+qF=RD+qF 其中q=1，泡点进料容易得出：W=333.118kmol/h，D=80.489kmol/h,S=182.227kmol/h3.4理论板数N T的计算以及实际板数的确定精馏塔的气、液相负荷L=R×D=1.264×80.489=101.728kmol/hV=(R+1)×D=2.264×80.489=182.227kmol/hL’=L+F=96.468+231.38=333.118kmol/hV’=V=182.227kmol/h精馏段、提馏段操作线方程精馏段操作线：y=L/V×x+D/V×x d=96.468/172.788×x+80.489/172.788×0.948=0.558x+0.419提馏段操作线：y’=W/S×x’－W/S×x w=333.118/182.227x’-333.118/182.227×0.0085=1.828x’-0.0155图解法求理论塔板层数理论塔板数图解得N T=9层，其中精馏段理论板数为5层，提留段理论板数为3层,第6层为加料板。
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。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计(浮阀塔)
4.3.4.4各气相平均密度的计算.............................................................. 21
4.4塔径的初步设计................................................................................................ 26
4.4.1精馏段塔径的计算................................................................................. 26
4.4.2提馏段塔径的计算................................................................................. 27
4.5塔高的设计计算................................................................................................ 28
5.3.1.2提馏段压降的计算...................................................................... 36
5.3.2液泛......................................................................................................... 36
化工原理课程设计筛板和浮阀精馏塔设计
设计评价标准与方法
设计合理性评价
评价设计是否满足工艺要求、操作条件是否合理、设备选型是否恰当等。
经济性评价
评估设计的投资成本、运行费用、经济效益等，以判断设计的经济性。
创新性评价
评价设计是否具有创新性，是否采用了新的设计理念、方法或技术等。
实用性评价
评价设计在实际应用中的可行性、可操作性和可维护性等。
环保法规及标准
遵守国家环保法规
在项目设计、建设和运行过程中，必须严格遵守国家相关 环保法规，确保各项环保指标达标排放。
01
污染物排放标准
根据国家和地方污染物排放标准，对废 气、废水、固废等污染物进行严格控制 和处理，确保达标排放。
02
03
环保验收
在项目竣工后，必须按照国家和地方 环保要求进行环保验收，确保项目符 合环保要求后方可投入运行。
培养学生运用化工原 理知识解决实际问题 的能力。
设计任务及要求
设计一座筛板或浮阀精馏 塔，用于分离特定的二元 或多元混合物。
确定精馏塔的主要操作参 数，如进料量、进料浓度 、回流比、塔顶和塔底产 品浓度等。
进行塔板水力学计算，确 定塔板间距、堰高、降液 管面积等参数。
完成精馏塔的详细设计， 包括塔体结构、塔板布置 、接管和阀门配置等。
化工原理课程设计筛板 和浮阀精馏塔设计
contents
目录
• 课程设计概述 • 筛板精馏塔设计 • 浮阀精馏塔设计 • 精馏过程模拟与优化 • 设备选型与计算 • 安全与环保考虑 • 课程设计成果展示与评价
01
课程设计概述
目的与意义
掌握筛板和浮阀精馏 塔的基本原理和设计 方法。
提高学生的工程设计 能力和实践操作能力 。
课程设计浮阀式精馏塔图
课程设计浮阀式精馏塔图一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握浮阀式精馏塔的基本原理、结构和设计方法；技能目标要求学生能够运用所学知识对浮阀式精馏塔进行分析和设计，提高解决实际问题的能力；情感态度价值观目标要求学生在学习过程中培养科学精神、创新意识和团队合作能力。
通过对浮阀式精馏塔的学习，使学生能够了解其在化工、石化等领域的应用，提高学生对专业知识的学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力，为学生未来的学习和工作打下坚实的基础。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括浮阀式精馏塔的基本原理、结构设计、操作优化等方面。
具体包括以下几个部分：1.浮阀式精馏塔的基本原理：包括塔内质量传递、热量传递和塔内流体动力学等方面的基本概念和理论。
2.浮阀式精馏塔的结构设计：包括塔体、塔板、浮阀等主要部件的设计方法和原则。
3.浮阀式精馏塔的操作优化：包括操作参数的调整、塔内温度和压力的控制等方面的知识和技能。
通过对以上内容的学习，使学生能够全面掌握浮阀式精馏塔的基本知识和应用技能。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、案例分析法、实验法等。
在教学过程中，教师将结合具体内容选择合适的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生了解和掌握浮阀式精馏塔的基本原理和设计方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解浮阀式精馏塔在实际工程中的应用和操作优化方法。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握浮阀式精馏塔的结构和操作方法，提高学生的实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教学资源将用于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
1.教材：选用国内权威出版的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：推荐相关的专业书籍，拓宽学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
课程设计—乙醇-水的精馏塔——浮阀塔
目录第一章概述 (3)1.1塔设备的类型 (3)1.2板式塔与填料塔的比较及选型 (3)1.2.1 板式塔与填料塔的比较及选型 (3)1.2.2 塔设备的选型 (4)第二章设计任务 (5)2.1 设计摘要 (5)2.2 设计任务及条件 (6)2.3 设计任务书 (6)第三章设计方案简介 (8)3.1 设计方案的确定 (8)3.1.1 装置流程的确定 (8)3.1.2 操作压力的选择 (8)3.1.3 进料状况的选择 (9)3.1.4 加热方式的选择 (9)3.1.5 回流比的选择 (9)3.2 塔板的类型与选择 (9)3.2.1 塔板的类型 (9)3.2.2 塔板的选择 (11)第四章浮阀塔精馏工艺设计 (11)4.1 工艺计算 (11)4.1.1 全塔物料衡算 (11)的确定 (12)4.1.2 Rmin4.1.3 塔板数的确定 (14)4.2 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (19)4.2.1 操作压力 (19)4.2.2 操作温度 (19)4.2.3 平均摩尔质量 (20)4.2.4 平均密度 (21)4.2.5 液体平均表面张力计算 (22)4.3 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (24)4.3.1 塔径的计算 (24)4.3.2 精馏塔有效高度的计算 (27)4.3.3 塔高的计算 (27)4.4 塔板主要工艺尺寸的计算 (28)4.4.1 溢流装置计算 (28)4.4.2 塔板布置及浮阀数目与排列 (31)4.5 塔板流体力学验算 (33)4.5.1 气相通过浮阀塔板的压降 (33)4.5.2 淹塔 (34)4.5.3 雾沫夹带 (35)4.6 塔板负荷性能图 (37)4.6.1 雾沫夹带线 (37)4.6.2 液泛线 (38)4.6.3 液相负荷上限线 (39)4.6.4 漏液线 (39)4.6.5 液相负荷下限线 (40)工艺设计计算结果与主要符号说明 (44)主要参考文献 (46)课程设计心得 (46)第一章概述1.1 塔设备的类型塔设备是化工、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。
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。
化工原理课程设计---浮阀塔设计
设计条件:常压：p=1atm处理量：50000t/y进料组成：馏出液组成：釜液组成：(以上均为质量分数)塔顶全凝器：泡点回流每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4kPa加热方式：间接加热第一章塔板工艺计算1.基础物性数据表1-1 苯、甲苯的粘度表1-2 苯、甲苯的密度表1-3 苯、甲苯的表面张力表1-4 苯、甲苯的摩尔定比热容表1-5 苯、甲苯的汽化潜热2物料衡算2.1 塔的物料衡算（1）苯的摩尔质量：78.11A M /kg kmol甲苯的摩尔质量：B M =92.13/kg kmol（2）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 塔顶易挥发组分质量分数，摩尔分数 釜底易挥发组分质量分数，，摩尔分数原料液易挥发组分质量分数，摩尔分数料液流量F=50000*1000/(330*24)=6313.13kg/h=80.82kmol/h 由公式：F=D+W ，F =D ＋W代入数值有：塔顶产品(馏出液)流量D=45.12 kmol/h ； 釜底产品(釜液)流量W=35.70 kmol/h 。
2.2 分段物料衡算根据相平衡曲线，泡点进料时q=1有，1.38由梯形图可知,全回流下最少理论板8。
有理论板得捷算法有根据兰吉利图,选取不同的R值,计算值，吉利兰图找到对应点，自此引铅垂线与曲线相交，由于此交点相应的纵标值，可以做出以下图像：曲率变化最大的点是在R=2.15，N=14.4915处，即理论板是15块所以精馏段液相质量流量*45.12=97kmol/h，精馏段气相质量流量 3.15*45.12=142.13kmol/h，精馏段操作线方程,即=+0.307，因为泡点进料，所以进料热状态q=1，所以，提馏段液相质量流量L'=L+qF=177.8kmol/h，提馏段气相质量流量V'= V-(1-q)F＝142.13kmol/h，所以，提馏段操作线方程，即=-0.006, 画出的梯形图如下：总板数=13-1=12,，进料板为第7块。
浮阀式塔板课程设计
浮阀式塔板课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握浮阀式塔板的基本原理、结构特点及其在化工过程中的应用。
通过本课程的学习，学生能理解浮阀式塔板的工作原理，掌握其设计计算方法，并能够分析解决实际工程问题。
1.掌握浮阀式塔板的基本原理和结构特点。
2.理解浮阀式塔板的设计计算方法。
3.了解浮阀式塔板在化工过程中的应用。
4.能够运用浮阀式塔板的基本原理分析和解决实际工程问题。
5.能够运用浮阀式塔板的设计计算方法进行简单的设计计算。
情感态度价值观目标：1.培养学生的工程意识，使其能够将理论知识应用于实际工程实践。
2.培养学生对化工行业的兴趣，提高其对化工专业的认同感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括浮阀式塔板的基本原理、结构特点、设计计算方法以及在化工过程中的应用。
1.浮阀式塔板的基本原理：介绍浮阀式塔板的工作原理，包括塔板的作用、塔板流体力学原理、塔板效率等。
2.浮阀式塔板的结构特点：介绍浮阀式塔板的结构组成，包括塔板本体、浮阀、升气管、塔板孔等，并分析各种结构特点对塔板性能的影响。
3.浮阀式塔板的设计计算方法：介绍浮阀式塔板的设计计算方法，包括塔板孔径计算、塔板压降计算、塔板流量计算等。
4.浮阀式塔板在化工过程中的应用：介绍浮阀式塔板在化工过程中的应用实例，包括蒸馏、吸收、萃取等，并分析浮阀式塔板在各种化工过程中的优缺点。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解浮阀式塔板的基本原理、结构特点、设计计算方法等，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生针对浮阀式塔板在实际工程中的应用进行讨论，培养学生的工程意识和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析浮阀式塔板在化工过程中的实际应用案例，使学生能够将理论知识与实际工程相结合。
4.实验法：安排实验室实践活动，使学生能够直观地了解浮阀式塔板的工作原理和结构特点，提高学生的实践操作能力。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔化工原理课程设计：乙醇水精馏塔设计浮阀塔引言乙醇是一种广泛应用的有机化合物，其处理往往伴随着醇类分离、纯化和精制等步骤。
其中，对乙醇的蒸馏是最基本的处理方法之一。
由于乙醇和水的沸点很接近，所以在蒸馏过程中需要使用高效的分离塔，以充分分离乙醇和水。
本文以设计浮阀塔进行乙醇水精馏为案例，介绍了乙醇水精馏塔的设计流程和具体实现方法，以及浮阀塔在乙醇水精馏中的优点和局限性。
一、浮阀塔的概念及优点浮阀塔是目前常用的塔板设备之一。
其根据液位高低自动控制阀板开度，使液量自动调节，从而实现了自动调节的效果。
它不仅可以减少运行成本，而且可以提高分离效率，是一种高效的精馏设备。
与其他塔板设备相比，浮阀塔有以下优点：1. 较高的承载能力：浮阀塔可以承载高负荷，因为其在塔板上的负荷更加均匀。
2. 自动调节的效果：由于准确的液位控制，浮阀塔可以自动调节输入的液位和输出的液位，从而保证了稳定的操作状态。
3. 优异的分离效果：浮阀塔的逐个塔板上都设置有流分离孔，可以更有效地冷却和分离不同种类的液体。
二、乙醇水精馏塔的设计要点2.1 分离原理乙醇和水具有接近的表面张力、质量和沸点，因此在精馏过程中分离较难。
在浮阀塔精馏中，由于塔板上呈波浪形的流形状，液体的流动不断加速和减速，从而促进了液体分离。
同时，浮阀可以减小气液流动的阻力，从而有利于提高精馏效率。
因此，乙醇水精馏采用了浮阀塔的精馏过程来分离乙醇和水，不仅能够有效地分离乙醇和水，并且能够节约能源和提高生产效率。
2.2 浮阀塔的设计计算在浮阀塔的设计过程中，需要考虑以下因素：1. 塔板情况：塔板以及塔板上的流分离孔和浮阀应设计和选用合适的形状和大小。
2. 分离塔高：塔的高度越高，分离效果越好，但成本也相应增加。
3. 精馏温度：通过改变精馏温度可以控制乙醇和水的蒸汽压，从而影响精馏效果。
4. 气液流量比：气液流量比可以影响塔板的液态和气态的几何结构，从而影响塔板的分离效果。
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。
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔化工原理是化工专业中必须掌握的基本学科之一。
乙醇水精馏塔是化工原理中常见的设备之一，其主要作用是将酒精和水分离出来。
本文将介绍化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计浮阀塔的实验内容和步骤。
一、实验目的本次实验旨在：1.了解乙醇水精馏的原理和操作流程。
2.掌握乙醇水精馏实验中浮阀塔的设计。
3.了解化工原理中常见的设备和优化设计方法。
二、实验器材和仪器1.乙醇水精馏塔2.蒸汽发生器3.水冷却器4.加热器5.流量计6.温度计7.数字压力计8.草图大师等设计软件三、实验步骤1.实验前检查乙醇水精馏塔和附属设备，确保它们的正常运转。
2.根据实验前的设计思路和设计软件进行浮阀塔的设计。
3.根据设计好的浮阀塔模型进行模拟运转测试，依次阐述操作流程，发现问题并解决。
4.进行酒精和水的混合物精馏操作，需要根据需要加热，压力控制塔内的温度和压力，并且连续记录混合物、水和酒精的流量变化以及温度和压力变化。
5.将分离后的酒精和水进行收集和分析，记录数据。
四、实验结果分析1.经过多次实验，分析出了酒精和水的混合比例、塔体高度和浮阀间距等因素对密度和精馏效率的影响。
2.通过数据处理后发现，随着收集时间的延长，酒精含量的纯度呈现逐渐上升的趋势，同时流量到达稳定状态。
3.同时，通过不同温度、压力等的调节，可以优化精馏塔结构和操作条件，提高分离效率。
五、实验结论1.乙醇水精馏塔配备浮阀塔设计能够使混合物进行乙醇水的分离。
2.塔体高度和浮阀间距对密度和精馏效率有着显著的影响。
3.实验结论对优化乙醇水精馏塔的设计以及科学合理的操作流程和条件具有参考的意义。
六、实验心得1.本次实验深入了化工原理的设计理论，在实践操作中获得了理论知识的巩固和深化。
2.实验中发现问题并尝试解决过程可以让我们深入探索和思考化工产品优化设计的含义，并找到最优化的方案。
3.通过实验过程，不仅提高了操作能力和实验技巧，更充分地领悟了化工工程的真谛。
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。
化工原理课程设计浮阀式连续精馏塔设计
化工原理课程设计浮阀式连续精馏塔设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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)第二部分：工艺流程图（见附图)流程的说明首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐,在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中.因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物,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,其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。
液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔.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，完成苯与甲苯的分离。
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。
但温度亦不能太高，当温度增加时,塔底压强增加，容易引起液泛的发生.所以为温度控制器设定一个预定值，当温度超过该预定值时，闸阀自动关闭，从而达到温度控制的目的。
第三部分:设计方案的确定设计方案的确定：操作压力：对于酒精－水体系，在常压下已经是液态，所以选用常压精馏.因为高压或者真空操作会引起操作上的其他问题以及设备费用的增加，尤其是真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用增加。
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。
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湘潭大学化工学院专业课程设计任务书设计题目：年产10万吨环氧丙烷浮阀精馏塔设计姓名：杜思思专业：化学工程与工艺指导教师：李勇飞系主任：一、主要内容及基本要求（一）设计任务：1、生产能力：年产环氧丙烷（PO）100000吨2 、质量标准：纯环氧丙烷含量98.79％（质量分数，下同）（二）设计条件（均为质量组成）：1、料液组成：环氧丙烷：90.45％，甲醇：9.55％；2、料液温度：泡点；3、加热蒸汽：0 .4Mpa（表）饱和蒸气；（三）工艺要求：1、操作方式：常压，连续；2、年生产时间：8000小时；3、环氧丙烷回收率：99％；4、泡点回流；（四）设计要求1、精馏塔的物料衡算、（热量衡算）；2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；3、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；4、浮阀塔的结构设计；5、塔板流体力学验算、塔板负荷性能图；6、（确定精馏塔冷凝器和再沸器的换热面积，并选型；）7、确定料液泵、回流泵和产品泵的型号、接管尺寸；8、编写设计说明书，绘制工艺流程图与主体设备装配图，要求见院有关要求。
二、进度安排三、应收集的资料及主要参考文献1. 姚玉英，陈常贵，柴诚敬. 化工原理（第二版）[M]. 天津：天津大学出版，2004.2. 王静康. 化工过程设计[M]. 北京：化学工业出版社，20063. 钱颂文. 换热器设计手册[S]. 北京：化学工业出版社，2002.4. 王红林，陈砺. 化工设计[M]. 广州：华南理工大学出版社，2005.5. 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2002.6. 王汉松. 石油化工设计手册[S]. 北京：化学工业出版社，2002.7. 杨基和，蒋培华.化工工程设计概论[M]. 北京：中国石化出版社，2005.8. 时均, 汪家鼎, 余国琮, 陈敏恒. 化学工程手册[M]. 北京：化学工业出版社.1996.目录摘要...................................................................................................................... I V 绪论.. (V)第一章流程及流程说明 (1)第二章精馏塔的工艺设计 (2)2.1产品的浓度 (2)2.2最小回流比确定 (2)2.3物料衡算 (2)2.4 实际板数的计算 (2)第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (4)3.1 物性数据的计算 (4)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (5)第四章能量衡算 (13)第五章塔附加组件的确定 (15)5.1 料液泵的确定 (15)5.2 智能选泵结果 (16)5.3 泵选型一览表 (16)课程设计心得体会 (17)主要符号说明 (18)摘要在此筛板精馏塔分离环氧丙烷-甲醇的设计中，给定的条件为：进料量为F=272.7kmol/h塔顶组成为：0.98x=D进料馏出液组成为：0.91x=F塔釜组成:x =0.03W加料热状态:q=1塔顶操作压强:101.3kPaP=(表压)首先利用Aspen Plus V7.2，根据精馏塔的物料衡算，求得D和W，并通过优化确定最小回流比；再根据软件内置算法，求得精馏塔理论板数。
最后，根据相对挥发度以及奥康奈尔公式求的板效率，继而求得实际板数，确定加料位置。
然后进行精馏段和提馏段的设计工艺计算，求得各工艺尺寸，确定精馏塔设备结构。
继而对浮阀的流体力学进行验算，检验是否符合精馏塔设备的要求，作出塔板负荷性能图，对精馏塔的工艺条件进行适当的调整，使其处于最佳的工作状态。
第二步进行塔顶泵的设计计算。
关键词：环氧丙烷-甲醇精馏负荷性能图精馏塔设备结构塔附属设备下图为连续精馏过程简图：进料绪论在本设计中我们使用浮阀塔，浮阀塔的突出优点是浮阀塔有处理能力大、操作弹性大、塔板液面易于控制、结构简单安装方便，易于调整、雾沫夹带量小。
浮阀与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管，而直接在板上开很多带浮阀的孔。
操作时气体以高速通过小孔上升，液体则通过降液管流到下一层板，而浮阀能很好地控制气速，给塔以很大的操作弹性。
并且分散成泡的气体使板上液层成为强烈湍动的泡沫层，有利于气液相充分接触。
相同条件下，浮阀塔生产能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦约高10%—15%，适用于加压及常压下的气液传质过程；塔板效率较高，但稍低于浮阀塔。
具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。
其缺点是费用较高，安装较困难。
第一章流程及流程说明本设计任务为分离环氧丙烷—甲醇混合物。
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器冷却后送至储罐。
该物系属易分物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.9倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
任务书上规定的生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。
贮罐中的原料液用机泵加入精馏塔；塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液；精馏塔塔顶设有全凝器，冷凝液部分利用重力泡点回流；部分连续采出到产品罐。
具体流程如下图所示：环氧丙烷回流环氧丙烷环氧丙烷产品与甲醇混合物第二章 精馏塔的工艺设计根据Aspen Plus V7.2模拟的结果可得环氧丙烷精制塔各塔板参数，各塔板参数详见表2-1。
本设计的主要物料为含有部分甲醇的环氧丙烷，具有物料洁净、腐蚀性小，粘度小，且无悬浮物，整套装置产量及气液相负荷较大的特点。
由软件模拟的结果可知：2.1产品的浓度2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率环氧丙烷的摩尔质量A M =44kg/mol ，甲醇的摩尔质量B M =32kg/mol 产品中环氧丙烷的质量分数D x =0.9879 进料中苯的质量分数F x =0.8999 塔釜中苯的质量分数W x =0.0131 2.1.2原料液及塔顶、塔底的平均摩尔质量0.899944(10.8999)3242.7988F M =⨯+-⨯=kg/mol 0.987944(10.9879)3243.8548D M =⨯+-⨯=kg/mol 0.013144(10.0131)3232.1572W M =⨯+-⨯=kg/mol2.2最小回流比确定最小回流比为0.46，则实际回流比为:0.46⨯1.9=0.8742.3物料衡算F=272.7kmol/h 总物料衡算：F W D =+，272.72=W D + 环氧丙烷物料衡算：F D W Fx Dx Wx =+，272.7⨯0.8999=0.9879D ⨯+0.0131W ⨯联立得：231.5202/D kmol h =，44.7792/W kmol h =2.4 实际板数的计算-0.245T1L11E =0.49μα（）=0.6620 -0.245T2L22E =0.49μα（）=0.5189 -0.245T3L33E =0.49μα（）=0.4490则三段的实际塔板数为T11T1N -1N =E =9-1=0.662012T22T2N -1N ==E 38-1=0.518972 T33T3N -1N ==E 10-1=0.449020 所以，总板数123N=N +N +N =104，实际加料版位置为第13块与第85块.第三章 精馏塔主要工艺尺寸的设计计算3.1 物性数据的计算由Aspen 模拟可得下列参数的结果： 3.1.1操作温度1F t =34.4℃，2F t =59.1℃，D t =34.3℃，W t =65.8℃3.1.2平均摩尔质量的计算 （1）塔顶平均摩尔质量计算1y =D x =0.984，1x =0.9599VD M =1y A M +（1-1y ）B M =0.984×44+（1-0.984）×32=43.81 kg/Kmol LD M =1x A M +（1-1x ）B M =0.9599×44+（1-0.9599）×32=43.52kg/Kmol（2）进料板平均摩尔质量计算10y =0.763，10x =0.562VF M =10y A M +（1-10y ）B M =0.763×44+（1-0.748）×32=41.64kg/Kmol LF M =10x A M +（1-10x ）B M =0.562×44+（1-0.562）×32=38.74kg/Kmol（3）精馏段平均摩尔质量计算Vj M =（VD M +VF M ）/2=（43.81+41.64）/2=42.73kg/Kmol Lj M =（LD M +LF M ）/2=（43.52+38.74）/2=41.13kg/Kmol（4）塔底平均摩尔质量计算18y =0.035，18x =0..91VW M =18y A M +（1-18y ）B M =0.035×44+（1-0.035）×32=32.42kg/Kmol LW M =18x A M +（1-18x ）B M =0.091×44+（1-0.091）×32=33.09kg/Kmol（5）提馏段平均摩尔质量计算Vt M =（VF M +VW M ）/2=（42.73+32.42）/2=37.58kg/Kmol Lt M =（LF M +LW M ）/2=（41.13+33.09）/2=37.11kg/Kmol3.1.3液相平均密度（1）塔顶液相平均密度：810.07kg/m 3 （2）进料板液相平均密度:810.86 kg/m 3 （3）精馏段液相平均密度:810.465 kg/m 3 （4）塔底液相平均密度: 751.03 kg/m 3 （5）提馏段液相平均密度:780.75 kg/m 33.1.4液体平均表面张力（1）塔顶液相平均表面张力：21.66mN/m （2）进料板液相平均表面张力: 22.17mN/m （3）精馏段液相平均表面张力:21.92 mN/m （4）塔底液相平均表面张力: 23.54 mN/m （5）提馏段液相平均表面张力:22.86 mN/m 3.1.5液体平均粘度（1）塔顶液相平均粘度：0.2740cP （2）进料板液相平均粘度: 0.2704 cP （3）精馏段液相平均粘度:0.2722 cP （4）塔底液相平均粘度: 0.3492 cP （5）提馏段液相平均粘度:0.3098 cP3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算3.2.1 塔径D 的计算因精馏段气相流量较大，故以精馏段数据确定全塔塔径更为安全可靠，本设计以精馏段数据为设计依据。
设板间距T H =0.45m ，板上清液层高度为L h =0.06m 计算两相流动参数0.5h L h V L FLV=V ρρ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=0.0346由（T L H -h ）及FLV 查Smith 关联图得20C =0.0795m/s ，故0.220C 20C σ⎛⎫= ⎪⎝⎭=0.0808液泛气速max u =对于一般液体，泛点率为0.6～0.8，此处泛点率取0.8，则表观空塔气速max 0.8u u ==1.2257m/s 故塔径2.13m ，圆整为2.2m 。