筛板式精馏塔设计
化工原理_课程设计_精馏塔_(筛板式)
化工原理课程设计任务书设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。
2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分率）。
5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=（1.1——2.0）R min。
设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师：时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒精生产现场）1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。
2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为40吨/日。
4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％(质量分率)。
5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。
6．操作回流比R=(1.1—2.0)R。
min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。
苯-甲苯筛板精馏塔课程设计
河西学院Hｅxi Ｕniｖersiｔy化工原理课程设计题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学号:姓名:指导教师：2014年１２月6日目录化工原理课程设计任务书1．概述 (5)1.1序言 ....................................................................................................................... ５1.2再沸器ﻩ51.3冷凝器ﻩ52．方案的选择及流程说明ﻩ63.塔的工艺计算ﻩ63.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率ﻩ７3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)3．3物料衡算ﻩ74．塔板数的确定 (7)4.1理论塔板数T N (7)4.2最小回流比及操作回流比ﻩ8４.３精馏塔的气、液相负荷ﻩ８4.4操作线方程 .............................................................................. 错误!未定义书签。
4．５图解法求理论塔板数 (9)4.6实际板层数ﻩ95.精馏塔的工艺条件及有关物性数据................................................. 错误!未定义书签。
5.1操作压力ﻩ95．２操作温度ﻩ１010５.３平军摩尔质量ﻩ5.4平均密度ﻩ１1５.5液体平均表面张力 ........................................................................................... 1２5.6液体平均黏度 ..................................................................................................... 1２13６.精馏塔的塔体工艺尺寸ﻩ6.1塔径 (13)6.2空塔气速 (13)6.3实际空塔气速 (14)6．４精馏塔有效高度ﻩ错误!未定义书签。
筛板式精馏塔的设计
进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料五种。 泡点进料对塔操作方便，不受季节温度影响。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进 料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。 2.3回流比选择 由乙醇-水的气液平衡数据，绘出 X-Y 图 常压下乙醇-水的气液平衡与温度关系（mol/%） 温 度 t/℃ 100 95.5 89.0 86.7 85.3 84.1 82.7 82.3 81.5
1. 概述 本设计为分离乙醇-水混合物，采用筛板式精馏塔。 1.1本设计在生产上的实用意义 乙醇的结构简式为 C2H5OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色 透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇是一种很好的溶 剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药 用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面 积，提高反应速率。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、染料等， 是农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等的制造原料。医疗上也常用体积分数为 70%——75%的乙醇作消毒剂等。 工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇。 1.发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的 唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也 可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后， 经水解（用废蜜糖作原料不经这一步） 、发酵，即可制得乙醇。 2.乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应， 生产乙醇：CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH（该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞 盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原） 。 若想要获得不同浓度的乙醇，可以采取精馏这种方法。譬如，75%的乙醇可以用蒸馏的方 法蒸馏到95.5%，此后形成恒沸物，不能提高纯度。 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。 互溶液体混合物 的分离有多种方法， 精馏是其中最常用的一种。 精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯 度分离的蒸馏方法， 精馏操作其基本原理是利用互溶液体混合物相对挥发度的不同， 实现各 组分分离的单元操作，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻 工、食品、冶金等部门。 1.2 流程、设备及操作条件的确定 流程可由以下5个方面来确定。 （一）加料方式 加料分两种方式：泵加料和高位槽加料。高位槽加料通过控制液位高度，可以得到稳定流 量， 但要求搭建塔台， 增加基础建设费用； 泵加料属于强制进料方式， 本次加料可选泵加料， 泵和自动调节装置配合控制进料。 （二）加料状态 进料方式一般有冷液进料，泡点进料，气液混合物进料，露点进料，加热蒸汽进料五种。 泡点进料对塔操作方便，不受季节温度影响。由于泡点进料时塔的制造比较方便，而其他进 料方式对设备的要求高，设计起来难度相对加大，所以采用泡点进料。 （三）冷凝方式 选全凝器，塔顶出来的气体温度不高。冷凝后回流液和产品温度不高，无需再次冷凝，且 本次分离是为了分离乙醇和水，制造设备较为简单，为节省资金，选全凝器。 （四）回流方式 宜采用重力回流，对于小型塔，冷凝液由重力作用回流如塔。优点：回流冷凝器无需支撑 结构；缺点：回流控制较难安装，但强制回流需用泵，安装费用、点耗费用大，故不用强制 回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝回流入塔内。 （五）加热方式
分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计
筛板式精馏塔设计目录第一部分概述一、设计题目 (3)二、设计任务 (3)三、设计条件 (3)四、工艺流程图 (3)第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定 (4)二、精馏塔的物料衡算 (4)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.物料衡算原料处理量 (4)三、塔板数的确定 (4)N的求取 (4)1.理论板层数T2.实际板层数的求取 (6)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)1.操作压力计算 (6)2.操作温度计算 (6)3.平均摩尔质量计算 (6)⑴塔顶摩尔质量计算 (6)⑵进料板平均摩尔质量计算 (6)⑶提馏段平均摩尔质量 (7)4.平均密度计算 (7)⑴气相平均密度计算 (7)⑵液相平均密度计算 (7)5.液相平均表面张力计算 (7)⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7)⑵进料板液相平均表面张力计算 (7)6.液相平均粘度计算 (8)⑴塔顶液相平均粘度计算 (8)⑵进料板液相平均粘度计算 (8)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)1.塔径的计算 (8)2.精馏塔有效高度计算 (9)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9)1.溢流装置计算 (9)l (9)⑴堰长Wh (9)⑵溢流堰高度W⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A ..........................9 2.塔板布置....................................................................................................9 ⑴塔板的分块.............................................9 ⑵边缘区宽度确定.........................................9 ⑶ 开孔区面积计算........................................9 ⑷筛孔计算及其排列 (10)七、筛板的流体力学验算 (11)1.塔板压降....................................................................................................11 ⑴干板阻力c h 计算........................................11 ⑵气体通过液层的阻力L h 计算..............................11 ⑶液体表面张力的阻力 h 计算..............................11 2.液面落差...................................................................................................12 3.液沫夹带...................................................................................................12 4.漏液...........................................................................................................12 5.液泛.. (12)八、塔板负荷性能图 (13)1.漏液线.......................................................................................................13 2.液沫夹带线...............................................................................................13 3.液相负荷下限线.......................................................................................14 4.液相负荷上限线.......................................................................................14 5.液泛线.......................................................................................................14 九、设计一览表.. (16)十、参考文献 (17)第一部分 概述一、设计题目：筛板式精馏塔设计二、设计任务：在一常压操作的连续精馏塔内分离苯—甲苯混合物。
筛板精馏塔设计
目录1、符号说明 (2)2.主要物性数据 (4)2.1苯、乙苯的物理性质 (4)2.2苯、乙苯在某些温度下的表面张力 (4)2.3苯、乙苯在某些温度下的粘度 (4)2.4苯、乙苯的液相密度 (4)2.5不同塔径的板间距 (4)3.工艺计算 (5)3.1精馏塔的物料衡算 (5)3.2塔板数的确定 (5)3.3实际塔板数的求取 (6)3.4相关物性参数的计算 (7)3.4.1操作压强 (7)3.4.2平均温度 (8)3.4.3平均摩尔质量 (8)3.4.4平均密度 (9)3.4.5液体平均表面张力 (11)3.4.6气液相负荷 (11)3.5塔和塔板的主要工艺尺寸计算 (13)3.5.1塔径 (13)3.5.2溢流装置 (16)3.5.3弓形降液管宽度 (16)3.5.4降液管底隙高度 (17)3.5.5塔板布置 (17)3.5.6筛孔计算及其排列 (18)3.6筛板的流体力学计算 (18)3.6.1液面落差 (20)3.6.2液沫夹带 (20)3.6.3漏液 (20)3.6.4液泛 (21)3.7塔板负荷性能图 (21)3.7.1漏液线 (21)3.7.2雾沫夹带线 (22)3.7.3液相负荷下限线 (22)3.7.4液相负荷上限线 (23)3.7.5液泛线 (23)6.参考文献 (27)1、符号说明1.1英文字母∆P——气体通过每层筛板的压降，kPa——塔的截面积，m2ATC——负荷因子，无因次t——筛孔的中心距，m——表面张力为20mN/m的C20u——空塔气速，m/s——筛孔直径，mdo——塔板开孔区面积，m2Aan——筛孔数目——降液管截面积，m2AfP——操作压力，kPa——筛孔区面积，m2Aou——漏液点气速，m/sominD——塔径，m'——液体通过降液体系的速度，m/suoe——液沫夹带量，kg液/kg气vV——气体体积流量，m/snR——回流比——气体体积流量，m/sVs——最小回流比Rmin——边缘无效区宽度，mWcM——平均摩尔质量，kg/kmolW——弓形降液管高度，md——平均温度，℃Tm——破沫区宽度，mWsg——重力加速度，m/s2Z——板式塔有效高度，mF——筛孔气相动触因子o——出口堰与沉降管距离，mhl——与平板压强相当的液柱高度，mhcτ——液体在降液管内停留时——与液体流过降液管压强降hd相当的液柱高度，mh——板上清液高度，m f——堰上液层高度，mhowH——出口堰高度，mwH'——进口堰高度，mwhσ——与克服表面张力压强降相当的液柱高度，mL——液相H——板式塔高度，mV——气相H——降液管内清夜层高度，m dL——液体体积流量，m3/hsHF——进料处塔板间距，m HP——人孔处塔板间距，mT——理论板层数δ——筛板厚度，mμ——粘度，mPa·sρ——密度，kg/m3α——质量分率，无因次φ——开孔率，无因次——降液管的底隙高度，mhoσ——表面张力，mN/mmax——最大min——最小2.主要物性数据2.1苯、乙苯的物理性质2.2苯、乙苯在某些温度下的表面张力2.3苯、乙苯在某些温度下的粘度2.4苯、乙苯的液相密度2.5不同塔径的板间距3.工艺计算3.1精馏塔的物料衡算W D F +=W D F Wx Dx Fx +=苯的摩尔质量： 78/A M kg kmol = 乙苯的摩尔质量： 106/B M kg kmol = 原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量：()150%7850%10692/F M kg kmol =-⨯+⨯=因为5%F D W x x x ==50%、=98%、分别为原料、塔顶、产品中的苯的摩尔分数所以：5000500054.35/92F F kmol h M === ()54.35(0.50.05)26.30/0.980.05F W D W F X X D kmol h X X ⨯-⨯-===--54.3526.3028.05/W F D kmol h =-=-=3.2塔板数的确定查化工手册得苯和乙苯的t-x-y 关系T/℃ x y - 1 1 84 0.86 0.974 88 0.74 0.939 92 0.635 0.906 96 0.541 0.864 100 0.485 0.816 104 0.4 0.8 108 0.318 0.7 110.6 0.278 0.654 115 0.217 0.571 120 0.156 0.463 125 0.103 0.344 130 0.055 0.205 135 0.01 0.042 136.2 0 0由上图可得q 线与平衡线的交点坐标q q x y （，）为（0.5，0.82）则最小回流比为：min 0.980.820.50.820.5D q q qx y R y x --===--取回流比：min 1.8 1.80.50.9R R ==⨯= 则精馏塔的气液负荷： 精馏段：(1)(0.81)26.3047.34kmol/h V R D =+=+⨯=0.826.3021.04kmol/h L RD ==⨯= 提馏段：'47.34kmol/h V V =='21.0454.3575.39kmol/h L L F =+=+= 求取操作线方程精馏段操作线方程：10.440.5411D n n n x Ry x x R R +=+=+++提馏段操作线方程：1' 1.490.002''m m W m L Wy x x x V V +=-=-由x-y 图，画梯级可得理论板数为7（不包含塔釜），进料板为第4块板。
乙醇-水筛板精馏塔设计
化工原理课程设计设计题目乙醇-水筛板精馏塔设计学生姓名学号班级指导教师设计时间完成时间 2化工原理课程设计任务书（一）设计题目：乙醇－水筛板精馏塔设计（二）设计任务完成精馏塔工艺优化设计、精馏塔结构优化设计以及有关附属设备的设计和选用，绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔工艺条件图，并编制工艺设计说明书。
年产量： 10000t ；原料液浓度： 40% （乙醇质量分数）；产品浓度： 93% （乙醇质量分数）；乙醇回收率： 99% 。
（三）操作条件1．塔顶压强4 kPa（表压）；2．进料热状况，泡点进料；；3．塔顶全凝器，泡点回流，回流比R=(1.1~2.0)Rmin4．塔釜加热蒸汽压力245 KPa(表压)；5．单板压降不大于0.7 kPa；6．塔板类型筛板塔；7．工作日每年330天，每天24h连续运行;8．厂址：徐州地区。
（四）设计内容1．精馏塔的物料衡算；2．塔板数的确定；3．精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4．精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5．塔板主要工艺尺寸的计算；6．塔板的流体力学验算；7．塔板负荷性能图；8．精馏塔接管尺寸计算,附属设备的确定；9．绘制带控制点工艺流程图（A2）、精馏塔工艺条件图（A2）；10．符号说明；11.对设计过程的评述和有关问题的讨论；12.参考文献。
摘要精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可以分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，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，掌握气液平衡关系，熟悉各种塔形的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
在本设计中我使用了筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单、造价低。
当有合理的设计和适当的操作，筛板塔能满足分离要求的操作弹性，而且效率高。
精馏是最常用的分离液液混合物方式之一，是组成化工生产过程的主要单元操作，也是典型的化工操作设备之一。
化工原理课程设计精馏塔设计9724
塔顶塔底的温度，进而求取全塔的平均温度，从而可以根据全
塔平均温度求取全塔平均相对挥发度。
式中： R ---回流
R m in —最小回流比
—全塔平均相对挥发度
3.理 论 板 数 和 实 际 板 数 的 确 定
（1）逐板法计算理论板数，交替使用操作线方程和相平衡关系。
精馏段操作线方程： yn1
L LD
3. 附属设备设计和选用 (1)加料泵选型，加料管规格选型
加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。 大致估计一下加料管路上的管件和阀门。 (2)高位槽、贮槽容量和位置 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 (3)换热器选型 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。 (4)塔顶冷凝器设计选型 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进 行选型设计。
0.735
lW hn
hOW
5 2
hOW
hn
5 2
LS —塔内液体流量, m3 S hn —齿深, m;可取为 0.015m
(3).堰高 hW
堰高与板上液层高度及堰上液层高度的关系：
hW hL hOW
2024/7/16
5、降液管的设计
（1）、降液管的宽度Wd 与截面积 Af
可根据堰长与塔径比值 lW ，查图求取。 D
塔径
流体 流 量 m3/h
Mm
U 形流型 单流型 双流型 阶梯流型
600
5 以下
5～25
900
7 以下
7～50
1000 1200
7 以下 9 以下
45 以下 9～70
1400
9 以下
70 以下
筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计1. 筛板式连续精馏塔简介筛板式连续精馏塔是一种常见的化工设备，广泛应用于石油、化工、食品、医药等行业中液体分离和精馏过程中。
它通过将混合物引入塔体内，通过塔内多层筛板进行分离，实现不同组分之间的分馏。
筛板式连续精馏塔的基本结构包括塔体、筛板、进料管、出料管、冷凝器等部分。
塔体为立式圆柱形结构，内部安装有多层筛板。
进料管将混合物引入塔体的底部，经过多个筛板的分离后，不同组分沿着塔体的上升方向进行分馏。
冷凝器将上升的蒸汽冷凝成液体，并通过出料管排出。
2. 筛板式连续精馏塔的设计要点在进行筛板式连续精馏塔的设计时，需要考虑以下几个要点：2.1 塔盖的设计塔盖是筛板式连续精馏塔的重要组成部分，它通常由盖板、进料管和出料管组成。
在设计塔盖时，需要注意保证进料管和出料管的位置合理，以便实现有效的分馏效果。
2.2 筛板的设计筛板是筛板式连续精馏塔中的关键部件，它起到分离混合物的作用。
筛板的设计应考虑以下几个因素：•筛孔尺寸和数量：筛板上的筛孔尺寸和数量会影响塔的分馏效果，应根据具体需求确定。
•筛板间距：筛板之间的间距会影响流体在塔体中的流动情况，应根据实际情况进行设计。
2.3 冷凝器的设计冷凝器是筛板式连续精馏塔中的另一个重要组成部分，它用于将上升的蒸汽冷凝成液体。
在设计冷凝器时，需要考虑以下几个因素：•冷凝器的型式：冷凝器可以采用水冷式、气冷式等不同的型式，应根据实际情况进行选择。
•冷却面积：冷凝器的冷却面积需要根据塔体内产生的蒸汽量进行合理设计。
2.4 出料管的设计出料管用于将冷凝后的液体排出塔体。
在设计出料管时，需要考虑以下几个因素：•出料管的位置：出料管应放置在塔体的合适位置，以便顺利排出液体。
•出料管的直径：出料管的直径需要根据液体流量和塔体内的流体压力进行合理设计。
3. 筛板式连续精馏塔的主要附属设备设计除了塔体、筛板、进料管、出料管和冷凝器外，筛板式连续精馏塔还需要配备一些主要附属设备，以确保其正常运行。
苯—甲苯二元物系筛板式精馏塔的设计--张彦峰
吉林化工学院化工原理 课 程 设 计题目 苯—甲苯二元物系筛板式精馏塔的设计教 学 院专业班级学生姓名学生学号指导教师年 月 日设计任务书1、设计题目 ： 苯——甲苯二元物系筛板式精馏塔的设计2．设计条件 ：塔顶压力为常压处理量： F=75Kmol/h进料组成： F X =0.41馏出液组成：D X =0.98釜液组成： W X =0.02 加料热状态： q= 0.98（以上均为摩尔百分率）塔顶全凝器 泡点回流塔釜间接蒸汽加热回流比： min (1.1 2.0)R R =-单板压降： 0.7a kp ≤ 3．设计内容 ：1、确定工艺流程。
2、精馏塔的物料衡算。
3、塔板数的确定。
4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。
5、精馏塔塔体工艺尺寸的计算。
6、踏板版面布置设计。
7、塔板的流体力学验算和负荷性能图。
8、精馏塔接管尺寸计算。
9、塔顶全凝器工艺设计计算和选型。
10、进料泵的工艺设计计算和选型。
目录设计任务书 (I)前言 (1)摘要 (1)第一章绪论 (1)1.1精馏流程设计方案的确定 (1)1.2设计思路 (1)1.2.1精馏方式的选定 (1)1.2.2加热方式 (1)1.2.3操作压力的选取 (2)1.2.4回流比的选择 (2)1.2.5塔顶冷凝器的冷凝方式和冷却介质的选择 (2)1.2.6板式塔的选择 (2)1.2.7 关于附属设备的设计 (2)第二章精馏塔工艺设计计算 (1)2.1物料衡算 (1)2.1.1塔的物料衡算 (1)2.2板数的确定 (1)2.2.1操作回流比的求取 (1)2.2.2 求精馏塔气液相负荷 (2)2.2.3 操作线方程的确定 (2)2.2.4精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (2)2.2.5全塔效率的计算 (3)第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (4)3.1操作压强P的计算 (4)3.2操作温度 (4)3.3物性数据计算 (5)3.3.1平均摩尔质量计算 (5)3.3.2平均密度的计算 (5)3.3.3液体平均表面张力计算 (6)3.4精馏塔体工艺尺寸的计算 (7)3.4.1塔径的计算 (7)3.5精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算 (8)3.5.1精馏塔有效高度计算 (8)3.5.2溢流装置计算 (9)3.5.3塔板布置 (11)3.6筛板的流体力学验算 (12)3.6.1塔板压降 (12)3.6.2液沫夹带量ev的验算 (13)3.6.3 漏液的验算 (14)3.6.4液泛验算 (14)3.7塔板负荷性能图 (15)3.7.1 （1）精馏段漏液线 (15)（2）提馏段漏液线 (15)3.7.2液沫夹带线 (16)（1）精馏段液沫夹带线 (16)（2）提馏段液沫夹带线 (16)3.7.3液相负荷下限线 (17)（1）精馏段液相负荷下限线 (17)（2）提馏段液相负荷下限线 (17)3.7.4液相负荷上限线 (17)（1）精馏段液相负荷上限线 (17)（2）提馏段液相负荷上限线 (17)3.7.5液泛线 (17)（1）精馏段液泛线 (17)（2）提馏段液泛线 (18)3.8热量衡算 (20)3.8.1塔顶热量 (20)3.8.2塔底热量 (20)第四章塔的辅助设备及附件的计算和选型 ................... 错误！未定义书签。
筛板式精馏塔设计(化工原理)(2013).
FX F DX D WX W
塔顶产品易挥发组分回收 率 为： DX D ( FX F ) 式中 :F 、 D 、 W 分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液的摩尔流量 X (kmol/h), F 、 X D 、X W 分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液组 成的摩尔分率
2019/1/15
x n x q 且 x n 1 x q 时，就以第 n 块板为进料板。
（4）实际板数的确定 板效率：利用奥康奈尔的经验公式
E T 0 .4 9
L
L
0 .2 4 5
其中：
—塔顶与塔底的平均温度下的相对挥发度
—塔顶与塔底的平均温度下的液相粘度,
mpa s
Li
对于多组分的液相粘度： L
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b3.精馏塔塔径 按塔顶第一块塔板计算 板间距 HT= 0.30~0.45m b4.最小回流比 Rmin b5.精馏塔理论塔板数 N 采用逐板计算法在计算机上求得。 b6.精馏塔实际塔板数 Ne 全塔效率采用 O'connell 关联式计算。 (c).总费用和适宜回流比 总费用 CT=CD+CS+CW 元/年 总费用最低所对应的回流比作为最佳回流比， 然后四舍五入近似到小数点后一位，作为适宜回流 比。回流比的参考搜索范围： （1.1~2.0）Rmin。 在用计算机计算的同时，应有一组手算结果。 a. 精馏塔实际塔板数 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计 算得到全塔理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的 理论塔板数。 然后根据全塔效率 ET，求得全塔、精馏段、提 馏段的实际塔板数，确定加料板位置。
三. 设计任务 完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附 属设备的设计和选用，绘制带控制点工艺流程图， 塔板结构简图，编制设计说明书。
筛板式精馏塔课程设计
筛板式精馏塔课程设计
筛板式精馏塔是化工工艺中常见的一种设备，用于分离液体混合物中的成分。
在化工专业的课程中，学生通常会学习关于精馏塔的原理、结构和操作。
设计一门关于筛板式精馏塔的课程，对于学生的专业知识和实践能力的提升具有重要意义。
首先，课程设计应该包括对筛板式精馏塔的原理和结构的介绍。
学生需要了解精馏塔是如何利用不同组分的沸点差异进行分离的，以及筛板式精馏塔的内部构造和工作原理。
通过理论知识的学习，学生可以对筛板式精馏塔有一个清晰的认识，为后续的实验操作打下基础。
其次，课程设计中应该包括对筛板式精馏塔的操作和控制的内容。
学生需要学习如何正确地操作精馏塔，包括开启和关闭设备、调节操作参数、监测设备运行状态等。
同时，还需要学习如何通过控制设备来实现混合物的分离，以及如何对设备进行故障排除和维护。
这些内容的学习将帮助学生培养实际操作的能力，为日后的工程实践做好准备。
最后，课程设计还应该包括对筛板式精馏塔的设计和优化的内容。
学生需要了解精馏塔的设计原则和优化方法，包括塔板的布置、进料方式、回流比等方面的考虑。
通过学习这些内容，学生可以了解到工程设计中的实际问题和挑战，为日后的工程实践做好准备。
总的来说，筛板式精馏塔课程设计应该全面系统地介绍精馏塔的原理、操作和设计，帮助学生掌握相关的理论知识和实际操作能力。
通过这门课程的学习，学生可以更好地理解化工工艺中的分离技术，为将来的工程实践做好准备。
分离苯甲苯筛板式精馏塔的设计论述
一、设计题目：分离苯-甲苯筛板式精馏塔的设计二、设计任务及操作条件1、设计任务生产能力（进料量）11万吨／年操作周期300×24 = 7200小时／年进料组成50% （质量分率，下同）塔顶产品组成 >99%塔底产品组成 <2%2、操作条件操作压力常压（表压）进料热状态泡点进料冷却水：20℃加热蒸汽：0.2MPa塔顶为全凝器，中间泡点进料，连续精馏。
3、设备型式筛板式4、厂址温州三、设计内容1、概述2、设计方案的选择及流程说明3、塔板数的计算（板式塔）或填料层高度计算（填料塔）4、主要设备工艺尺寸设计板式塔：（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(难)（3）塔板的负荷性能图(难)（4）总塔高、总压降填料塔：填料塔流体力学计算（1）压力降计算（2）喷淋密度计算6、设计结果汇总7、工艺流程图及精馏塔装配图8、设计评述(自己评价自己的设计)四、图纸要求1工艺流程图（在说明书上花草图）2精馏塔装配图五、参考资料1.石油化学工业规划设计院.塔的工艺计算.北京：石油化学工业出版社，19972.化工设备技术全书编辑委员会.化工设备全书—塔设备设计.上海：上海科学技术出版社，19883.时钧，汪家鼎等.化学工程手册，.北京：化学工业出版社，19864.上海医药设计院.化工工艺设计手册(上、下).北京：化学工业出版社，19865.陈敏恒，丛德兹等.化工原理(上、下册)(第二版).北京：化学工业出版社，20006.大连理工大学化工原理教研室.化工原理课程设计.大连：大连理工大学出版社，19947.柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，1995目录目录 (1)1. 概述 (5)1.1 精馏塔 (5)1.2 再沸器 (5)1.3 冷凝器 (5)2. 精馏设计方案的制定及说明 (5)3. 工艺计算 (6)3.1 生产要求: (6)3.2 塔的物料衡算 (6)4. 塔板数的确定 (7)4.1 理论板层数NT的求取 (7)4.2 实际板层数的求取 (8)5. 塔的工艺条件及物性数据计算 (9)5.1 操作压强的计算Pm (9)5.2 操作温度 (9)5.3 平均摩尔质量计算 (9)5.4 平均密度计算 (9)5.5 液体平均表面张力的计算σm (10)5.6 液体粘度计算 (11)6. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11)6.1 塔径的计算 (11)6.2 精馏塔有效高度的计算 (12)7. 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)7.1 溢流装置计算 (13)7.2 塔板布置 (14)8. .筛板的流体力学验算 (15)8.1 塔板压降 (15)8.2 液沫夹带 (15)8.3 漏液 (16)8.4 液泛 (16)9. 塔板负荷性能图 (16)9.1 液漏线 (16)9.2 液沫夹带线 (17)9.3 液相负荷下限线 (18)9.4 液相负荷上限线 (18)9.5 液泛线 (18)10. 工艺计算汇总表 (20)11. 总结 (21)1.概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
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（2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。
（3）流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以及降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还使系统无法维持必要的真空度。
0.276
y
1
0.957
0.911
0.847
0.782
0.665
温度
110
115
120
125
130
131.75
,mmHg
2313
2638.5
2964
3355
3746
4210
，mmHg
406.55
477.125
547.7
636.505
725.31
760
0.185
0.131
0.0879
0.0454
0.0115
在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量质量生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。
作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求：
总之，确定流程时要较全面、合理地兼顾设备、操作费用、操作控制及安全诸因素。
2)操作压力的选择
精馏过程按操作压力不同，分为常压精馏、减压精馏和加压精馏。本实验采用的是常压精馏。
3)进料热状况的选择
精馏操作有五种进料热状况，进料热状况不同，影响塔内各层塔板的气、液相负荷。工业上多采用接近泡点液体进料和饱和液体（泡点）进料，通常用釜残液预热原料。若工艺要求减少釜塔的加热量，以避免釜温过高，料液产生聚合或结焦，则应采用气态进料。
2.设计流程
本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。
课程设计说明书
课程名称：化工原理课程设计
设计题目：苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计
院系：
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
2010年11月19日
《化工原理》课程设计任务书
一、设计题目——苯-氯苯二元物系板式连续精馏塔
设计一座苯-氯苯板式连续精馏塔,要求年产36432吨纯度为99%的苯,塔底釜液中苯含量为1%,原料液中含苯69%（以上均为质量百分数)。
（3）塔板形式：F1型浮阀塔板，浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低;塔板开口率大，生产能力大；由于阀片可随气量的变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高。（4）加料方式和加料热状态：设计采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
（5）由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。
精馏段平均操作压强为 kPa
提馏段平均操作压强为 kPa
(二)温度tm
根据操作压强，依下式两式试差计算操作温度：
和
试差结果，塔顶tD=74.8℃，进料板tF=95.3℃，塔底tW=124.9℃。则
精馏段平均温度tm，精= ℃
提馏段平均温度tm，提= ℃
(三)平均分子量Mm
塔顶
xD=y1=0.934x1=0.614
MVDm=0.934×78.11+（1-0.934）×112.6=kg/kmol
MLDm=0.614×78.11+（1-0.614）×112.6=91.42kg/kmol
进料板
yF=0.762xF=0.34
MVFm=0.762×78.11+（1-0.762）×112.6=kg/kmol
MLFm=0.34×78.11+（1-0.34）×112.6=100.87kg/kmol
二、操作条件
(1)塔顶压强:4kPa（表压）
(2)进料热状况:饱和蒸汽进料
(3)回流比:R=2R
(4)单板压降不大于0.7kPa
三、设备形式
筛板塔
四、设计工作日
每年330天,每天24小时连续运行
五、厂址
青藏高原大气压约为77.31kPa的远离城市的郊区
六、设计要求
1.设计方案的确定及流程说明
2.塔的工艺计算
（4）结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用。
（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。
根据设计任务书，此设计的塔型为筛板塔。
筛板塔的特点如下：
（1）结构简单、制造维修方便。
（2）生产能力大，比浮阀塔还高。
（3）塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏。
（4）塔板效率较高，但比浮阀塔稍低。
筛板塔攀上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几个部分。工业塔常用的筛孔孔径为3-8mm，按正三角形排列，空间距与孔径的比为2.5-5。
1)装置流程的确定
精馏装置包括精馏塔、原料预热器，精馏釜（再沸器）、冷凝器等设备。精馏过程按操作方式的不同，分为连续精馏和间接精馏两种流程。连续精馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，工业生产中以连续精馏为主。
3.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率
依题给条件：一年以330天，一天以24小时计，有： ，全塔物料衡算：
4.物料衡算表
进料量F,kg/h
塔顶出料量D,
Kg/h
塔底出料量W,
kg/h
合计
(二)塔板数的确定
1.
苯
由手册查得苯-氯苯的气液平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取 ，依据x=(pt-pB。)/(p.A-p.B),y=p.Ax/pt,将所得数据的计算结果列表如下：
3.设计方案简介
（1）精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。
（2）操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。
=0.762×+(1-0.762)×
=mPas
ET=0.17-0.616lgum=
4)实际板层数NP
精馏段N精=2/ET=3.876取4层
提馏段N提=3/ET=5.8取6层
四、塔的工艺条件及物性数据计算
(一)操作压强Pm
塔顶压强PD=4+77.31=81.3kPa，取每层塔板压降∆P=0.7 kPa，则进料板压强PF=81.3+0.7×4=84.1kPa，塔底压强为PW=84.1+0.7×6=88.3kPa，则
NT=（7-1）层（不包括塔底再沸器）。其中精馏段理论板数为2层，提馏段为3层，第层3为加料板。
3)全塔效率ET
根据ET=0.17-0.616lgμml
根据塔顶、塔底液相组成查t-x-y图，求得塔平均温度为102.4℃，该温度下进料液相平均粘度为：μm=ΣxFiμLi=0.762μA+(1-0.762)μB
（5）合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性，仅稍低与泡罩塔。
（6）小孔径筛板易堵塞，故不宜处理脏的、粘性大的和带有固体粒子的料液。
二、
1.设计方案的确定
根据设计任务书，次射击的塔型为筛板塔。与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力大20~40%，塔板效率高10~15%，压力降低30~50%，而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装、维修都比较容易。从而一反长期的冷落，而广泛应用。
（6）再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝后再冷却至泡点下一部分回流入塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储灌。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
三、塔的工艺计算
(一)精馏塔的物料衡算
1.
苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11和112.56kg/kmol。
2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
3.塔和塔板主要工艺尺寸的确定
（1）.塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定
（2）.塔板的流体力学验算
（3）.塔板的负荷性能图
4.设计结果一览表
5.对本设计的评述
表1 苯和氯苯的物理性质
项目
分子式
分子量M
沸点（K）
临界温度tC（℃）
临界压强PC（atm）
苯A
氯苯B
78.11
112.6
353.3
404.9
562.1
温度
80.1
85
90
95
100
105
,mmHg
757.62
889.26
1020.9
1185.65
1350.4
1831.7
，mmHg
147.44
179.395
211.35
253.755
296.16
351.355
1
0.818
0.678
0.543
0.440
0.276
y
1
0.957
0.911
0.847
0.782
836.6
815.0
792.5
768.9
744.1
氯苯,kg/
1064.0