填料精馏塔课程设计

精馏塔设计计算

1 操作压力与基础数据

（1）操作压力

精馏塔操作按操作压力分为常压、加压和减压操作。精馏操作中

压力影响非常大。当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分

离不利；当压力减小时，相对挥发度会增大，对分离有利。但当压力

不太低时，对设备的要求较高，设备费用增加。因此在设计时一般采

用常压蒸馏。当常压下无法完成操作时，则采用加压或减压蒸馏。对

于乙醇–水系统在常压下相对挥发度相差较大，较易分离，故本设

计采用常压蒸馏。

（2）气、液平衡关系数据如表1：

平均温

100 95.5 89 86.7 85.3 84.1 82.7 82.3 度t

液相乙

0 1.9 7.21 9.66 12.38 16.61 23.37 26.08 醇x

气相乙

0 17 38.91 43.75 47.04 50.89 54.95 55.8 醇y

平均温

81.5 80.7 79.8 79.7 79.3 78.74 78.41 78.15 度t

液相乙

32.73 39.65 50.79 51.98 57.32 65.63 74.72 89.43 醇x

气相乙

59.26 61.22 65.65 65.99 68.41 73.85 78.15 89.43 醇y

根据以上数据绘出 x-y 平衡图

（3）物料平衡计算 ① 物料衡算。已知:

F = 3000t %40=F ω %94=D ω %2=W ω

kmol kg M O H H C /07.4652=

kmol kg M O H /02.182=

摩尔分率：%7.2002

.18/6007.46/4007

.46/40=+=

F x

%97.8502

.18/607.46/9407

.46/94=+=

D x %79.002

.16/9807.46/207

.46/2=+=

W x 进料平均相对分子质量：

kmol kg M /83.2302.18793.007.46207.0=?+?=

② 根据气、液平衡表（x-y-t 表）利用内插法求塔顶温度 LD t ，VD t 。塔釜温度 W t ，进料温度F t 。

a 、塔顶温度LD t ，VD t

23.7841

.7815.7841.7815.7843.8915

.7897.85=?--=--VD VD t t ℃

21.7841

.7815.7841.7872.7443.8972

.7497.85=?--=--LD LD t t ℃

b 、塔釜温度 W t

13.98100

5.9510009.10

79.0=?--=--W W t t ℃ c 、进料温度 F t

25.831

.847.821.8461.1637.2361

.167.20=?--=--F W t t ℃

③ 回流比的确定

查乙醇 – 水物系在101.3 kpa 下的温度组成图可知，对组成为乙醇的摩尔分数为0.207的进料，泡点为81.9℃、露点为91.7℃。又因进料的平均摩尔质量 kmol kg M m /83.23793.002.18207.007.46=?+?= 查附录十三可知30℃时 k kg kj C //512.22

c = ，k kg kj C o h //174.42

液体变蒸气时 k kg kj C //329.32

c = ， k kg kj C o h //220.42

乙醇和水的平均比热容k kg kj C //83.3L = ，k kg kj C //04.4V = 乙醇和水的汽化潜热分别为kg kj r /8602

c = ，kg kj r o h /21542

将料液由30℃升温至81.9℃所需热量为：

)/(4737)309.81(83.383.23L kmol kj i i F =-??=-

继续加热使之完全汽化。本设计中所需的汽化潜热都是在正常沸点下的值，可认为沸点低的乙醇在81.9℃完全汽化再升温至91.7℃ 则

)/(39896]2154)9.817.91(83.3[207.007.46)]9.817.91(04.4860[V kmol kj i i L =+-?+??-?+=- 119.139896

4737

1)()(=+=--+-=--=

L V F L L V L V F V i i i i i i i i i i q

403.91

119.1119.11=-=-q q q 线方程为739.1403.91

1-=---=

x q x x q q

y F q 线与平衡线的交点e ，查图知：207.0=≈F e x x ，526.0=e y 代入式05.1207

.0526.0526

.08597.0min =--=--=

e e e D x y y x R

取min 5.1R R =，则R=1.58 。 ④ 相对挥发度α： t=95.5℃时，58.109

.1)17100()

9.1100(17)1()1(1=?--?=--==

x y x y x y x y A B B A α t=78.41℃时，21.173

.74)15.78100()

73.74100(15.78)1()1(2=?--?=--==

x y x y x y x y A B B A α 90.52

.158.102

1=+=

ααα

2、精馏塔的工艺计算（1）物料衡算

① 物流示意图（略） ② 物料衡算

a 、已知：F=3000t ，年开工300天。kmol kg M /83.23=。

进料摩尔流量 )/(48.1783

.23243001030003

h kmol F =???=

已求得 %7.20=F x ，%97.85=D x ，%79.0=W x 。总物料 F = D + W ，易挥发组分W D F W x Dx Fx += 解得 )/(086.4h kmol D =，)/(394.13h kmol W = b 、塔顶产品的平均相对分子质量：

46kmol

135

(

)

塔顶产品流量：)

.4h

086

164

(

172

135

C、塔釜产品的平均相对分子质量：

46kmol

242

)

(

塔釜产品流量)

394

13h

(

333

242

244

F = D + W = 172.164 + 244.333 = 416.497(kg/h)

③物料衡算结果如表2：

（2）热量衡算

①热流示意图（略）

②热量衡算

a、加热介质和冷却剂的选择

（a）加热介质的选择

本设计选用300kpa(温度为133.3℃)的饱和水蒸气作为加热介质，水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。

（b）冷却剂的选择。常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜加以选用。受本地气温限制，冷却水一般为10 - 25℃。本地最热月

份平均气温为25℃，故选用25℃的冷却水，选升温10℃，即冷却水的出口温度为35℃。 b 、冷凝器的热负荷

冷凝器的热负荷：)()1(LD VD C I I D R Q -+= ，其中VD I —— 塔顶上升蒸气的焓，kcal/kmol ，LD I —— 塔顶馏出液的焓，kcal/kmol 。

水乙（V V D LD VD H H x I I ?-+?=-)x 1D

其中乙V H ? —— 乙醇的蒸发潜热，kcal/kmol

水V H ? —— 水的蒸发潜热，kcal/kmol

沸点下蒸发潜热数据如表3

注：1 kcal = 4.184 kJ

蒸发潜热与温度的关系：=?2H 38

.01

21)11(

r r V T T H --?，

其中r T ——对比温度。由沃森公式计算塔顶温度下的潜热： 78.23

℃时，对乙醇

681.02

.51623.7815.27322=+==

C r T T T 681.02

.5163

.7815.27311=+==

C r T T T 对水，同理得：523.02=r T ，576.01=r T

蒸发潜热乙V H ?=9469)681.01681.01(

946938

.0=--?（kcal/kmol ）

水V H ?=338.10174)576

.01523.01(

972938

.0=--?（kcal/kmol ）对全凝器作热量衡算（忽略热量损失）

)()1(LD VD C I I D R Q -+=

选择泡点回流，因为塔顶乙醇含量很高，与露点相接近，所以：

水乙V D V D LD VD H x H x I I ?-+??=-)1(

代入数据得：

)/(04.6713338.10174)8597.01(94698597.0kmol kcal I I LD VD =?--?=- )/(06.7076804.6713086.4)158,1(h kcal Q C =??+=

c 、冷却介质消耗量： )/(804.7076)

2535(106

.70768)(12h kg t t C Q W PC C C =-?=-=

d 、加热器的热负荷及全塔热量衡算。

选用300kpa （温度为133.3℃)的饱和水蒸气为加热介质。列表计算乙醇、水在不同温度下混合的比热容[单位：kcal/(kg ·℃]如表4

注：1 kcal =4.18kJ

乙醇：24.4)25.8321.78(841.0)(1-=-?=-?F LD p t t C 02.13)25.8313.98(875.0)(1=-?=-?F W p t t C 水： 04.5)25.8321.78(1)(2-=-?=-?F LD p t t C 88.14)25.8313.98(1)(2=-?=-?F W p t t C

29.4)25.8321.78()106.094.0841.0()1(21-=-??+?=-+=?D p D p p

C C dt C ωω 84.14)25.8313.98()198.002.0875.0()1(21=-??+?=-+=?W p W p p

C C dt C

ωω

根据表2有：D = 172.164 kg/h ，W = 244.333 kg/h

)/(58.738)29.4(164.17221.7825

.83h kcal dt C D dt C D Q p p D -=-?===?

)/(90.362584.14333.24413

.9825

.83h kcal dt C W dt C W Q p p W =?===?

对全塔进行热量衡算：C W D S F Q Q Q Q Q ++=+ 为了简化计算，以进料焓为基准做热量衡算： F C W D S Q Q Q Q Q -++=

= -738.58+3625.90+70768.06-0 = 73655 （kcal/h ）塔釜热损失为10%，则η = 0.9，则)/(818399

.073655

'h kcal Q Q S

S ==

=η

式中 S Q ——加热器理想热负荷，kcal/h S Q '——加热器实际热负荷，kcal/h D Q ——塔顶馏出液带出热量，kcal/h

W Q ——塔底带出热量，kcal/h

加热蒸汽消耗量：)300333(/.12168kpa k kg kj H r ，水蒸气=?

)/(54.1582

.41.216881839

'h kg H Q W r S h ==?=

水蒸气

热量衡算结果如表5：

(3) 理论板数的计算

虽然本设计的相对挥发度在改变，但仍可用捷算法计算。可取 38.47.20)36.53100()7.20100(36.53=?--?=

F α，04.197

.85)39.86100()

97.85100(39.86=?--?=D α

13.204.138.4=?=α

最少理论板数[]08.813

.2lg )0079.0/9921.0)(2403.0/8597.0(lg min ==

应用吉利兰关联求理论板数N

21.01

58.105

.158.11min =+-=+-=

R R R X ，44.0)21.01(75.0567.0=-?=Y Y N N N =+-1min ，21.1544

.0144.008.81min =-+=-+=Y Y N N 精馏段理论板数1N ，先求精馏段的最少理论板数1mi n ，N 。其中，以

83.3207.0/)207.01()/(=-=F A B x x 代替W A B x x )/(，则有：

46.313.2lg )83.32403.0/8597.0lg(1

min,=?=N ，51.621.1508

.846

.3min 1min,1=?==N N N N

捷算法求得总板数为15块，进料位置在第7块。

3、精馏塔主要尺寸的设计计算

不同温度下乙醇和水的密度表6

乙醇——水特殊黏度表7

（1）塔顶条件下的流量及物性参数 8597.0=D

x ，94.0=D α，)/(086.4h kmol D =

气相平均相对分子质量：

)/(13.42)8597.01(02.188597.007.46-1h kg x M x M M D D VD =-?+?=+=）（水乙

液相平均相对分子质量：)/(13.42kmol kg M M VD LD == 气相密度：462.121

.7815.27315

.2734.2213.424.2200=+?=??=

P P T T M VD VD ρkg/3m 液相密度：21.78=LD t ℃，查表6，内插法)/(79.7363m kg =乙ρ

)/(87.9723m kg =水ρ

?+=+'=

.97206

.079.73694.01

水水乙乙ραραρLD

)/(68.7473m kg LD =ρ 液相粘度查表7得：21.78=LD t ℃，

s mpa ?=34.40乙μ ， s mpa ?=643.0水μ )(432.0)8597.01(364.08597.0443.0)-1(s mpa x x D D LD ?=-?+?=+=水乙μμμ

塔顶出料口质量流量：D=4.086?42.13=172.1434kg/h

塔中顶部数据结果表8

（2）塔底条件下的流量及物性参数

W x =0.0079 ， W α=0.02

①液相相对分子质量：由于很小，所以液相可视为纯水

②气相密度：W t =98.13℃

)/(591.013

.9815.27315

.2734.2202.184.223m kg P P T T M VW VW =+?=??=

ρ ③液相密度：W t =98.13℃≈100℃，视同纯水，查表6有：

④液相粘度查表7得：13.98=W t ℃，s mpa ?=882.0水μ，

s mpa x W W ?=-?+?=-+=289.0)0079.01(288.00079.0370.0)x 1W L （水乙μμμ

⑤塔底流量：W=13.394?18.02=241.36（kg/h ）

塔底数据结果表9

（3）进料条件下的流量及物性参数 F=17.48kmol/h ， F x =20.7% F α=0.4 查表1得：

y=53.35%=0.534

① 气相平均相对分子质量：

)/(00.33y -1F kmol kg M y M M F VF =+=）（水乙

② 液相平均相对分子质量：

kmol

kg x M x M M F F LF /83.23-1=+=）（水乙

③ 气相密度

)/(13.14.223m kg P P

T T M F VF =??=

ρ ④ 液相密度由表6数据，同上用内插法，求出

3/.43731m kg =乙ρ,3/69.969m kg =水ρ

?+=

水

乙

乙乙ραραρ-11

)kg/m (89.8573=LF ρ ⑤ 液相粘度查表7得：t=83.25℃s mpa ?=60.40乙μ ，

s mpa ?=423.0水μ

)(355.0x -1F s mpa x F LF ?=+=）（水乙μμμ

⑥ 进料流量 F=

)/(497.41624

3001000

3000h kg =??

进料数据结果表11

(4) 精馏段的流量及物性参数

① 气相平均相对分子质量： )/(57.372

kmol kg M M M VF

VD VJ =+=

② 液相平均相对分子质量：)/(98.322

kmol kg M M M LF

LD LJ =+=

③ 气相密度：)/(296.12

3m kg VF

VD VJ =+=

ρρρ

④ 液相密度： )/(79.8022

3m kg LF

LD LJ =+=

ρρρ

⑤ 液相粘度：s mpa LF

LD LJ ?=+=

394.02

μμμ

⑥ 气相流量：V ＇=(R+1)D=(1.58+1)?4.086=10.54(kmol/h)

V ＇=10.54?37.57=395.99(kg/h)

⑦ 液相流量：L=RD=1.58?4.086=6.46(kmol/h) L ＇=6.46?32.98=213.05(kg/h) (5) 提馏段的流量及物性参数 ① 气相平均相对分子质量： )/(51.252

kmol kg M M M VW

VF VT =+= ② 液相平均相对分子质量：)/(93.202

kmol kg M M M LW

LF LT =+=

③ 液相密度：)/(15.9082

3m kg LW

LF LT =+=ρρρ

④ 气相密度：)/(86.02

3m kg VW

VF VT =+=ρρρ

⑤ 液相粘度：)(32.02

s m pa LF

LW LT ?=+=

μμμ

⑥ 气相流量：V= V-(q-1)F=8.46 (kmol/h) V '=8.46?25.51=215.81 (kmol/h)

⑦ 液相流量：L ＇=L + qF=L+F=6.46+1.119?17.48=26.02( kmol/h)

L ＇=26.02?20.93=544.60(kg/h) 精馏段、提馏段数据结果表12 气相平均相对分子质量

液相平均相对分子质量

气相密度液相密度

4、填料的选择

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，与塔内件一起决定了填料塔的性质。目前，填料的开发与应用仍是沿着散装填料与规整填料两个方面进行。

本设计选用规整填料，金属板波纹250Y型填料。

规整填料是一种在塔内按均匀图形排布、整齐堆砌的填料，规定了气、液流路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小，同时还可以提供更大的比表面积，在同等溶剂中可以达到更高的传质、传热效果。

与散装填料相比，规整填料结构均匀、规则、有对称性，当与散装填料有相同的比表面积时，填料空隙率更大，具有更大的通量，单位分离能力大。

250Y型波纹填料是最早研制并应用于工业生产的板波填料，它具有以下特点：

第一、比表面积与通用散装填料相比，可提高近1倍，填料压降较低，通量和传质效率均有较大幅度提高。

第二、与各种通用板式塔相比，不仅传质面积大幅度提高，而且全塔压降及效率有很大改善。

第三、工业生产中气液质均可能带入“第三相”物质，导致散装填料及某些板式塔无法维持操作。鉴于250Y型填料整齐的几何结构，显示出良好的抗堵性能，因而能在某些散装填料塔不适宜的场合使用，扩大了填料塔的应用范围。

鉴于以上250Y 型的特点，本设计采用Mellapok-250Y 型填料，因本设计塔中压力很低。

5、塔径的设计计算

（1）精馏段塔径计算

由气速关联式：

8/14/12.032)()(lg L V L L

F V L k A a

ρρμρρεμ-=??

??????? ???? 式中：F μ——泛点气速，m/s ；

g —— 重力加速度，9.81m/s 2； a —— 填料总比表面积，32/m m ；

ε—— 填料层空隙率，33/m m ；

A —— 关联常数，250Y 型为0.291；

L 、V ——液、气相质量流量，kg/h ；

L ρρ、V ——气、液相密度，kg/3m ； L μ——液相黏度，mpa ·s

精馏段：3/296.1m kg V =ρ，3/79.802m kg L =ρ，97.0=ε

a=25032/m m ，μL =0.394s mPa ?，L=213.05kg/h ，V=395.99kg/h ，

A=0.291，K=1.75

代入式中求解得：F u =3.34m/s 空塔气速：u=0.5F u =0.5?3.34=1.67m/s

C t t t VD

F 74.802

==+=

体积流量：V s =)/(066.03600

10296.110)15.27374.80(314.854.103

3s m =???+?? D=

m u V S 224.067

.114.3066

..044=??=πm 圆整后：D=400mm ，空塔气速u=0.53m/s

（2）提留段塔径计算

pa h kg V h kg L m kg m kg L V ?=====m 32.0/81.215/60.544/15.908/86.0L 33μρρ，，，，㏒8

141

2.03

15.90886.081.21560.54475.1291.032.015.90886.0)97.0(25081.9??? ????? ???-=??

?????

u 所以F u '=3.33 m/s

空塔气速：u=0.5F u '=0.5?3.33=1.66(m/s)

C t t t W

F 69.902

=+=

体积流量：S V ' =)/(083.03600

1086.010)15.27369.90(314.846.83

3s m =???+?? D=

m u V S 252.066

.114.3083

.044=??='π 圆整后：D=400mm ，空塔气速u=0.66 m/s

(3) 选取整塔塔径

精馏段和提馏段塔径圆整后D=400mm ，为精馏塔的塔径。

6、填料层高度的计算

（1）精馏段

u V =0.53 m/s,3/296.1m kg V =ρ,

所以F J =u V 53.0=V ρ?296.1=0.603()

13/m kg

查图得m pa z p /10/2=? 精馏段填料高度)(8.22.5

m NTSM n Z t ==

精

精精）（式中()精t n ——精馏段理论板数据据前所算得7；

()精NTSM ——2.5（查得）

精馏段总压降)(102.88.210/22Pa Z Z P P ?=?=??=?精精）（

（2）提留段

V u =0.66 m/s ，3/86.0m kg V =ρ

所以612.086.066.0=?==V V V u F ρ 查图得m Pa Z P /1097.0/2?=? 提馏段填料高度m NTSM n Z t 2.35

.28

)(==

提

提提）（式中提）（t n ——提馏段理论板数据根据前面算得8；

提)(NTSM ——2.5（查得）

提馏段总压降)(4.3102.31097.0/2Pa Z Z P P =??=??=?提提）（

（3）全塔填料层压降

Pa P P P 22210904.510104.3108.2?=?+?=?+?=?提精

（4）填料总高度

m Z Z Z 62.38.2=+=+=提精

填料层高度和压降计算汇总表13

附属设备和主要附件的选型计算

1 冷凝器

本设计冷凝器重力回流直立或管壳式冷凝器原理。对于蒸馏塔的冷凝器，一般选用列管式，空冷凝螺旋板式换热器。因本设计冷凝器与被冷凝流体温差不大，所以选用管壳式冷凝器，被冷凝气体走管间，以便于及时排出冷凝液。

冷却水循环与气体方向相反，即逆流式。当气体流入冷凝器时，使其液膜厚度减薄，传热系数增大，利于节省面积，减少材料费

设备选型-精馏塔设计说明书

第三章设备选型-精馏塔设计说明书3.1 概述本章是对各种塔设备的设计说明与选型。 3.2设计依据气液传质分离用的最多的为塔式设备。它分为板式塔和填料塔两大类。板式塔和填料塔均可用作蒸馏、吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，根据具体情况进行选择。设计所依据的规范如下：《F1型浮阀》JBT1118 《钢制压力容器》GB 150-1998 《钢制塔式容器》JB4710-92 《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG21514-95 《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002 《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001 《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 3.3 塔简述 3.3.1填料塔简述 (1)填料塔

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，由外壳、填料、填料支承、液体分布器、中间支承和再分布器、气体和液体进出口接管等部件组成。填料是填料塔的核心，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构决定了塔的性能。填料必须具备较大的比表面，有较高的空隙率、良好的润湿性、耐腐蚀、一定的机械强度、密度小、价格低廉等。常用的填料有拉西环、鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—1型扁环填料、八四内弧环、刺猬形填料、金属板状填料、规整板波纹填料、格栅填料等，为先进的填料塔设计提供了基础。填料塔适用于快速和瞬间反应的吸收过程，多用于气体的净化。该塔结构简单，易于用耐腐蚀材料制作，气液接触面积大，接触时间长，气量变化时塔的适应性强，塔阻力小，压力损失为300～700Pa，与板式塔相比处理风量小，空塔气速通常为0.5-1.2 m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6-8 m3/(m2.h)以保证填料润湿，液气比控制在2-10L/m3。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。 (2)规整填料塔填料分为散装填料、规整填料(含格栅填料) 和散装填料规整排列3种，前2种填料应用广泛。在规整填料中，单向斜波填料如JKB，SM，SP等国产波纹填料已达到国外MELLAPAK、FLEXIPAC等同类填料水平；双向斜波填料如ZUPAK、DAPAK 等填料与国外的RASCHIG SUPER-PAK、INTALOX STRUCTURED PACKING 同处国际先进水平；双向曲波填料如CHAOPAK等乃最新自主创新技术，与相应型号的单向斜波填料相比，在分离效率相同的情况下，通量可提高25％ -35％，比国外的单向曲波填料MELLAPAK PLUS通量至少提高5％。上述规整填料已成功应用于φ6400，φ8200，φ8400，φ8600，φ8800，φ10200mm等多座大塔中。 (3)板波纹填料板波纹填料由开孔板组成，材料薄，空隙率大，加之排列规整，因而气体通过能力大，压降小。其比表面积大，能从选材上确保液体在板面上形成稳定薄液

水吸收二氧化硫填料塔课程设计..

《化工原理课程设计》报告设计任务书（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的SO2，混合气体的处理为2500m3/h,其中SO2（体积分数）8﹪。要求塔板排放气体中含SO2低于0.4％，采用清水进行吸收。（二）操作条件常压，20℃ （三）填料类型选用塑料鲍尔环、陶瓷拉西环填料规格自选（四）设计内容 1、吸收塔的物料衡算 2、吸收塔的工艺尺寸计算 3、填料层压降的计算 4、吸收塔接管尺寸的计算 5、绘制吸收塔的结构图

6、对设计过程的评述和有关问题的讨论 7、参考文献 8、附表目录一、概述 (4) 二、计算过程 (4) 1. 操作条件的确定 (4) 1.1吸收剂的选择 (4) 1.2装置流程的确定 (4) 1.3填料的类型与选择 (4) 1.4操作温度与压力的确定 (4) 2. 有关的工艺计算 (5) 2.1基础物性数据 (5) 2.2物料衡算 (6) 2.3填料塔的工艺尺寸的计算 (6) 2.4填料层降压计算 (11) 2.5吸收塔接管尺寸的计算 (12) 2.6附属设备……………………………………………… ..12 三、评价 (13) 四、参考文献 (13) 五、附表 (14)

一、概述填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以它特别适用于处理量小，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。二、设计方案的确定 (一) 操作条件的确定 1．1吸收剂的选择因为用水作吸收剂，同时SO2不作为产品，故采用纯溶剂。 1．2装置流程的确定用水吸收SO2属于中等溶解度的吸收过程，故为提高传质效率，选择用逆流吸收流程。 1．3填料的类型与选择用不吸收SO2的过程，操作温度低，但操作压力高，因为工业上通常选用塑料散堆填料，在塑料散堆填料中，塑

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合体系分离过程设计二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图一、简介塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

化工原理课程设计---水吸收氨气-资料

《化工原理》课程设计水吸收氨气填料塔设计学院医药化工学院专业化学工程与工艺班级姓名姚学号 090350== 指导教师蒋赣、严明芳 2011年12月25日

目录前言 (1) 1. 水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介 (4) 1.1任务及操作条件 (4) 1.2设计案的确定 (4) 1.3填料的选择 (4) 2. 工艺计算 (6) 2.1 基础物性数据 (6) 2.1.1液相物性的数据 (6) 2.1.2气相物性的数据 (6) 2.1.3气液相平衡数据 (6) 2.1.4 物料衡算 (7) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 2.2.1 塔径的计算 (7) 2.2.2 填料层高度计算 (9) 2.2.3 填料层压降计算 (12) 2.2.4 液体分布器简要设计 (13) 3. 辅助设备的计算及选型 (15) 3.1 填料支承设备 (15) 3.2填料压紧装置 (16) 3.3液体再分布装置 (16) 4. 设计一览表 (17) 5. 后记 (18) 6. 参考文献 (10) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）

前言在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，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。综合考察各分离吸收设备中以填料塔为代表，填料塔技术用于各类工业物系的分离,虽然设计的重点在塔体及塔内件等核心部分,但与之相配套的外部工艺和换热系统应视具体的工程特殊性作相应的改进。例如在DMF回收装置的扩产改造项目中,要求利用原常压塔塔顶蒸汽,工艺上可以在常压塔及新增减压塔之间采用双效蒸馏技术,达到降低能耗、提高产量的双重效果，在硝基氯苯分离项目中;改原多塔精馏、两端结晶工艺为单塔精馏、端结晶流程,并对富间硝基氯苯母液进行精馏分离,获得99%以上的间硝基氯苯,既提高产品质量,又取得了降低能耗的技术效果。过程的优缺点：分离技术就是指在没有化学反应的情况下分离出混合物中特定组分的操作。这种操作包括蒸馏，吸收，解吸，萃取，结晶，吸附，过滤，蒸发，干燥，离子交换和膜分离等。利用分离技术可为社会提供大量的能源，化工产品和环保设备，对国民经济起着重要的作用。为了使1填料塔的设计获得满足分离要

填料精馏塔设计示例

4.3 填料精馏塔设计示例 4.3.1 化工原理课程设计任务书 1 设计题目分离甲醇-水混合液的填料精馏塔 2 设计数据及条件生产能力：年处理甲醇-水混合液0.30万吨（年开工300天）原料：甲醇含量为70%（质量百分比，下同）的常温液体分离要求：塔顶甲醇含量不低于98%，塔底甲醇含量不高于2% 建厂地址：沈阳 3 设计要求（1）编制一份精馏塔设计说明书，主要内容： ①前言； ②流程确定和说明； ③生产条件确定和说明； ④精馏塔的设计计算； ⑤主要附属设备及附件的选型计算； ⑥设计结果列表； ⑦设计结果的自我总结评价与说明； ⑧注明参考和使用的设计资料。（2）编制一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点的工艺流程图。 4.3.2 前言

在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环保等部门，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。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以性能稳定等特点。因此填料塔已被推广到大型汽液操作中。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。板式塔为逐级接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、操作弹性大、持液量小等优点。同时也有投资费用较高、填料易堵塞等缺点。本设计目的是分离甲醇-水混合液，处理量不大，故选用填料塔。塔型的选择因素很多。主要因素有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。 1 与物性有关的因素 ①易起泡的物系在板式塔中有较严重的雾沫夹带现象或引起液泛，故选用填料塔为宜。因为填料不易形成泡沫。本设计为分离甲醇和水，故选用填料塔。 ②对于易腐蚀介质，可选用陶瓷或其他耐腐蚀性材料作填料，对于不腐蚀的介质，则可选金属性质或塑料填料，而本设计分离甲醇和水，腐蚀性小可选用金属填料。 2 与操作条件有关的因素 ①传质速率受气膜控制的系统，选用填料塔为宜。因为填料塔层中液相为膜状流、气相湍动，有利于减小气膜阻力。 ②难分离物系与产品纯度要求较高，塔板数很多时，可采用高效填料。 ③若塔的高度有限制，在某些情况下，选用填料塔可降低塔高，为了节约能耗，故本设计选用填料塔。 ④要求塔内持液量、停留时间短、压强小的物系，宜用规整填料。 4.3.3 流程确定和说明 1 加料方式加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。通过重力加料，可

填料塔课程设计--填料吸收塔的设计

课程设计题目：填料吸收塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业：应用化工技术2010级（1）班学号：学生姓名：指导教师： 2012年6 月3 日

课程设计任务书 2011 ～ 2012 学年第 2 学期一、课程设计题目填料吸收塔的设计二、工艺条件 1．处理能力：1500m3/h混合气（空气、SO2） 2．年工作日：300天 3．混合气中含SO2： 3%（体积分数） 4．SO2排放浓度：0.16％ 5．操作压力：常压操作 6．操作温度：20℃ 7．相对湿度：70% 8．填料类型：自选(塑料鲍尔环，陶瓷拉西环等) 9．平衡线方程：(20℃) 三、课程设计内容 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）塔径的确定；（2）填料层高度计算；（3）总塔高、总压降及接管尺寸的确定。 4．辅助设备选型与计算。四、进度安排 1．课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计用书； 2．设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务； 3．计算设计阶段：完成物料衡算、流体力学性能验算及主要设备的工艺设计计算； 4. 课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据，用简洁的文字和适当的图表

表达自己的设计思想及设计成果。五、基本要求 1．格式规范，文字排版正确； 2. 主要设备的工艺设计计算需包含：物料衡算，能量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算； 3．工艺流程图：以2号图纸用单线图的形式绘制，标出主体设备与辅助设备的物料方向，物流量、能流量，主要测量点； 4. 填料塔工艺条件图：以2号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表； 5. 按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。教研室主任签名：年月日

水吸收氨气填料塔设计概述

化工原理课程设计课程名称: _ 化工原理设计题目: __水吸收空气中氨填料塔的工艺设计____ 院系: ___化学与生物工程学院__________ 学生姓名: _____王永奇__________ 学号: ____200907117________ 专业班级: __化学工程与工艺093_ 指导教师: ______张玉洁_________

化工原理课程设计任务书一、设计题目：水吸收空气中的氨填料塔的工艺设计二、设计条件 1.生产能力：每小时处理混合气体4500Nm/h； 2.设备型式：填料塔 3.操作压力：101.3KPa 4.操作温度：298K 5.进塔混合气中含氨8%（体积比） 6.氨的回收率为99% 7.每年按330天计，每天24小时连续生产 8.建厂地址：兰州地区 9.要求每米填料的压降都不大于103Pa 三、设计步骤及要求 1. 确定设计方案（1）流程的选择（2）初选填料类型（3）吸收剂的选择 2.查阅物料的物性数据（1）溶液的密度、粘度、表面张力、氨在水中的扩散系数（2）气相密度、粘度、表面张力、氨在空气中的扩散系数（3）氨在水中溶解的相平衡数据 3.物料衡算（1）确定塔顶、塔底的气液流量和组成（2）确定泛点气速和塔径（3）校核D/d>8～10 （4）液体喷淋密度校核：实际的喷淋密度要大于最小的喷淋密度。 4.填料层高度计算 5.填料层压降校核

如果不符合上述要求重新进行以上计算 6.填料塔附件的选择（1）液体分布装置（2）液体在分布装置（3）填料支撑装置（4）气体的入塔分布 7.计算结果列表（见下表）四、设计成果 1. 设计说明书（A4）（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.精馏塔工艺条件图（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》贾绍义柴成敬天津科学技术出版社 2.《现代填料塔技术》王树盈中国石化出版社 3.化工原理夏清天津科学技术出版社

化工原理填料塔课程设计说明书

皖西学院化学与生命科学系化工原理课程设计说明书题目：设计一台填料塔用于吸收小合成氨厂精炼在生气中的氨专业：应用化工技术班级：0702班学生姓名：章文杰学号：指导教师：徐国梅设计成绩：完成日期： 2009年6月19日目录一、文献综述 (4) （一）、引言 (4) （二）、填料塔技术 (5) （三）、填料塔的流体力学性能 (8) （四）、填料的选择 (9) （五）、填料塔的内件 (10) （六）、工艺流程的现状和发展趋势 (11) 二、设计方案简介 (12) 三、工艺计算 (13) （一）、基础物性数据 (13) 1、液相物性的数据 (13) 2、气相物性数据 (13) 3、气液相平衡数据 (13) 4、物料衡算 (14) （二）、填料塔的工艺尺寸的计算 (15) 1、塔径的计算 (15) 2、填料层高度计算 (16) 3、填料层压降计算 (18) 4、液体分布器简要设计 (20) 四、辅助设备的计算及选型 (21) 五、设计一览表 (24) 六、心得体会 (26) 七、参考文献………………………………………………………… 八、主要符号说明……………………………………………………

九、附图（带控制点的工艺流程简图、主体设备设计条件图）文献综述关键词：填料塔；聚丙烯；吸收摘要: 填料塔洗涤吸收净化工艺不单应用在化工领域 ,在低浓度工业废气净化方面也能很好地发挥作用。工程实践表明 ,合理的系统工艺和塔体设计 ,是保证净化效果的前提。本文简述聚丙烯阶梯填料应用于水吸收氨过程的工艺设计以及工程问题。（一）引言填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备，它是化工类企业中最常用的气液传质设备之一。而塔填料塔内件及工艺流程又是填料塔技术发展的关键。从塔填料、塔内件以及工艺流程,特别是塔填料三方面对填料塔技术的现状与发展趋势作了介绍,说明了塔填料及塔内件在填料塔技术中的重要性。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：（1）生产能力大；（2）分离效率高；（3）压降小；（4）操作弹性大；（5）持液量小。聚丙烯材质填料作为塔填料的重要一类，在化工上应用较为广泛，与其他材质的填料相比，聚丙烯填料具有质轻、价廉、耐蚀、不易破碎及加工方便等优点，但其明显的缺点是表面润湿性能差。研究表明，聚丙烯填料的有效润湿面积仅为同类规格陶瓷填料的 40 % ，由于聚丙烯填料表面润湿性能差，故传质效率较低，使应用受到一定的限制.为此，对聚丙烯填料表面进行处理，以提高其润湿及传质性能的研究日益受到人们的重视. 近年来，国内外一些学者做了该方面的研究工作，研究结果表明，聚丙烯填料经表面处理后，润湿及传质性能得到了较大的提高。聚丙烯阶梯环填料为外径是高度的两倍的圆环 ,在侧壁上开出两排长方形的窗孔 , 并在一端增加了一个锥形翻边，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 ,各舌叶的侧边在环中心相搭。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 ,气流阻力小 ,液体分布均匀。阶梯环与鲍尔环相比 ,其高度减少了一半 ,并在一端增加了一个锥形翻边。（二）填料塔技术填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等

水吸收氨气过程填料吸收塔的设计说明

课程设计任务书一、设计题目：水吸收氨气过程填料吸收塔的设计；试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为2600m3/h，其中含氨为7%（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求：氨气的回收率达到98%。（20℃氨在水中的溶解度系数为H＝0.725kmol/（m3.kPa）二、工艺操作条件：（1）操作平均压力常压（2）操作温度 : t=20℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（4）选用填料类型及规格自选。三、设计容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A4号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A4号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录 1. 设计方案简介 (1) 1.1设计方案的确定 (1) 1.2填料的选择 (1) 2. 工艺计算 (1) 2.1 基础物性数据 (1) 2.1.1液相物性的数据 (1) 2.1.2气相物性的数据 (1) 2.1.3气液相平衡数据 (1) 2.1.4 物料衡算 (1) 2.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (2) 2.2.1 塔径的计算 (2) 2.2.2 填料层高度计算 (3) 2.2.3 填料层压降计算 (6) 2.2.4 液体分布器简要设计 (7) 3. 辅助设备的计算及选型 (8) 3.1 填料支承设备 (8) 3.2填料压紧装置 (8) 3.3液体再分布装置 (8) 4. 设计一览表 (9) 5. 后记 (9) 6. 参考文献 (9) 7. 主要符号说明 (10) 8. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）

化工原理课程设计(规整填料塔)

填料精馏塔设计任务书一、设计题目：填料塔设计二、设计任务：苯-甲苯精馏塔设计三、设计条件： 1、年处理含苯41%（质量分数，下同）的苯-甲苯混合液3万吨； 2、产品苯含量不低于96%； 3、残液中苯含量不高于1%； 4、操作条件：填料塔的塔顶压力：4kPa（表压）进料状态：自选回流比：自选加热蒸汽压力：101.33kPa（表压） 5、设备型式：规整填料塔 6、设备工作日：300天/年，24h连续运行四、设计内容和要求序号设计内容要求 1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等 2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等 3 流体力学验算塔板负荷性能图 4 冷凝器的传热面积和冷却介质的用量计算 5 再沸器的传热面积和加热介质的用量计算 6 计算机辅助计算将数据输入计算机，绘制负荷性能图 7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等

目录第1章流程的确定和说明 (3) 1.1加料方式 (3) 1.2进料状态 (3) 1.3冷凝方式 (3) 1.4回流方式 (3) 1.5加热方式 (3) 1.6加热器 (4) 第2章精馏塔设计计算 (5) 2.1操作条件和基础数据 (5) 2.1.1操作压力 (5) 2.1.2基础数据 (5) 2.2精馏塔工艺计算 (7) 2.2.1物料衡算 (7) 2.2.2热量衡算 (9) 2.2.3理论塔板数计算 (11) 2.3精馏塔的主要尺寸 (12) 2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12) 2.3.2塔径设计计算 (15) 2.3.3填料层高度的计算 (16) 第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17) 3.1.1计算冷却水流量 (18) 3.1.2冷凝器的计算与选型 (18) 3.2再沸器 (18) 3.2.1间接加热蒸汽 (18) 3.2.2再沸器加热面积 (18) 3.3塔内其他结构 (19) 3.3.1接管的计算与选择 (19) 3.3.2液体分布器 (20) 3.3.3除沫器 (21) 3.3.4液体再分布器 (22) 3.3.5填料支撑板的选择 (22) 3.3.6塔底设计 (23) 3.3.7塔的顶部空间高度 (23) 第4章结束语 (24) 参考文献 (25)

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计91604

目录设计任务书一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 的求取 (7) 3.1理论板层数N T 3.2实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作温度的计算 (11) 4.2平均摩尔质量的计算 (11) 4.3平均密度的计算 (12) 4.4液相平均表面张力计算 (12) 4.5液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 5.1塔径的计算 (14) 5.2精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 6.1溢流装置计算 (16) 6.2塔板的布置 (17) 6.3浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 7、精馏塔结构设计 (30)

7.1设计条件 (30) 7.2壳体厚度计算………………………………………………… 7.3风载荷与风弯矩计算………………………………………… 7.4地震弯矩的计算………………………………………………… 三、总结 (27) 化工原理课程设计任务书一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件: 年产量: 95%的甲醇17000吨料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水) 塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水) 塔底釜残液甲醇含量为6% 每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作连续操作、中间加料、泡点回流。操作压力：常压塔顶压力4kPa(表压) 塔板类型：浮阀塔进料状况：泡点进料单板压降：kPa 7.0 厂址：安徽省合肥市塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.5Mpa 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装配图,编写设计说明书. 设计内容包括： 1、精馏装置流程设计与论证 2、浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、塔盘设计 5、流体力学条件校核、作负荷性能图 6、主要辅助设备的选型四、设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主

化工原理课程设计水吸收氨气填料塔设计

《化工原理》课程设计 ——水吸收氨气填料塔设计学院专业班级姓名学号指导教师 2012年12月11 日

设计任务书水吸收氨气填料塔设计（一）设计题目试设计一座填料吸收塔，采用清水吸收混于空气中的氨气。混合气体的处理量为____3200____m3/h，其中含氨为____8%____（体积分数），混合气体的进料温度为25℃。要求： ①塔顶排放气体中含氨低于____0.04%____（体积分数）；（二）操作条件（1）操作压力：常压（2）操作温度：20℃ （3）吸收剂用量为最小用量的倍数自己确定（三）填料类型聚丙烯阶梯环吸收填料塔（四）设计内容（1）设计方案的确定和说明（2）吸收塔的物料衡算；（3）吸收塔的工艺尺寸计算；（4）填料层压降的计算；（5）液体分布器简要设计；（6）绘制液体分布器施工图（7）吸收塔接管尺寸计算；（8）设计参数一览表；（9）绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；（10）绘制吸收塔设计条件图（A3号图纸）；（11）对设计过程的评述和有关问题的讨论。

目录前言 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。第一节填料塔主体设计方案的确定.................................................. 错误!未定义书签。 1.1装置流程的确定 .................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2 吸收剂的选择.................................................................................. 错误!未定义书签。 1.3 课程设计任务 .................................................................................... 错误!未定义书签。 1.4 填料的类型与选择 ............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.1 填料种类的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.2 填料规格的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.4.3 填料材质的选择 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.5 基础物性数据....................................................................................... 错误!未定义书签。 1.5.1 液相物性数据................................................................................. 错误!未定义书签。 1.5.2 气相物性数据 .............................................................................. 错误!未定义书签。 1.5.3 气液相平衡数据............................................................................ 错误!未定义书签。 1.5.4 物料横算............................................................................................. 错误!未定义书签。第二节填料塔工艺尺寸的计算 ........................................................... 错误!未定义书签。 2.1 塔径的计算 ........................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 填料层高度的计算及分段............................................................... 错误!未定义书签。 2.3填料层压降计算： .............................................................................. 错误!未定义书签。第三节填料塔内件的类型及设计 .................................................. 错误!未定义书签。

精馏塔设计指导书

简单填料精馏塔设计设计条件与任务：已知F 、xF 、xD 、xw 或F 、xF 、xD 和η，塔顶设全凝器，泡点回流，塔底间接(直接)蒸汽加热。 1 全塔物料衡算求产品流量与组成（1）常规塔全塔总物料衡算总物料 F = D + W 易挥发组分 F χF = D χD + W χW 若以塔顶易挥发组分为主要产品，则回收率η为 D F Dx Fx η= 式中 F 、D 、W ——分别为原料液、馏出液和釜残液流量，kmol/h ； χF 、χD 、χW ——分别为原料液、馏出液和釜残液中易挥发组分的摩尔分率。由（3-1）和（3-2）式得： W D W F x x x x F D --= (2) 直接蒸汽加热总物料 * 0F S D W +=+ 易挥发组分 ** 00F D W Fx S y Dx W x +=+ 式中 V 0 ——直接加热蒸汽的流量，kmol/h ； У0 ——加热蒸汽中易挥发组分的摩尔分率，一般У0=0； W * ——直接蒸汽加热时釜液流量，kmol/h ； χ*W ——直接蒸汽加热时釜液中易挥发组分的摩尔分率。 2 计算最小回流比设夹紧点在精馏段，其坐标为(xe,ye)则 min D e e e x y R y x -= - 设夹紧点在提馏段，其坐标为(xe,ye) min min (1)(1)e W e W y x R D qF L V R D q F x x -+==+--- 基础数据：气液相平衡数据

3 确定操作回流比 min (1.1~2.0)R R = 4 计算精馏段、提馏段理论板数 ① 理想溶液图解法或求出相对挥发度用逐板计算法求取。 ② 非理想溶液相平衡数据为离散数据,用图解法或数值积分法求取精馏段 1 1 R D f N x R x n n dx N dN x x += =-? ? 因 111 D n n x R y x R R += +++ 所以 ()/D f x R x n n D n dx N y x x y R = ---? (4) 提馏段 1 1 S f W N x S x n n dx N dN x x += =-? ? 因 11 W n n x R y x R R +'+= -'' 蒸汽回流比(1)(1)(1)(1)V R D q F D F R R q W W W W +--'= ==+-- 所以 ()/(1) f w x S x n n n w dx N y x y x R = '---+? (5) 式(4)、(5)中塔板由下往上计数。 5 冷凝器和再沸器热负荷冷凝器的热负荷 ()C DV DL Q V I I =- 再沸器的热负荷 B C D W F Q Q DI WI FI =++- 待求量：进料温度t F 、塔顶上升蒸汽温度t DV (与x D 对应的露点温度)、回流温度t DL (与x D 对应的泡点温度)、再沸器温度tw (与x W 对应的泡点温度)。物性数据： ① 各组分在平均温度下的液相热容、气相热容或汽化热。 ② 各组分的热容方程常数如 2 3 p c A BT CT DT =+++ ③ 由沃森公式计算汽化热 21 0.38211( )1r V V r T H H T -?=?-

化工原理填料塔课程设计模板

化工原理课程设计题目: 填料吸收塔的设计教学院: 化学与材料工程学院专业: 应用化工技术级(1)班学号: 15 40 20 22 学生姓名: 罗全海刘勇万丽蓉张硕指导教师: 胡燕辉屈媛年 6 月14 日目录 1 绪论 .............................................................................. 错误!未定义书签。

1.1吸收技术概况 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.2吸收过程对设备的要求及设备的发展概况...... 错误!未定义书签。 1.3吸收的应用概况 .................................................. 错误!未定义书签。 1.4设计方案介绍 ...................................................... 错误!未定义书签。 1.5填料选择 .............................................................. 错误!未定义书签。 1.5.1填料塔选择原则 ......................................... 错误!未定义书签。 1.5.2填料种类 ..................................................... 错误!未定义书签。 1.6填料尺寸的的选择: ........................................... 错误!未定义书签。 1.7填料材质的选择: ............................................... 错误!未定义书签。 2 吸收塔的工艺计算 ...................................................... 错误!未定义书签。 2.1 基础物性数据处理 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.1 液相物性数据 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.2气相物性数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.3气液平衡数据 ............................................. 错误!未定义书签。 2.1.4物料衡算 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.1.5 液气比的计算 ............................................ 错误!未定义书签。 2.1.6吸收剂的用量 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2 塔径的计算及校核 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2.1物性数据: ................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 泛点气速、塔径的计算........................... 错误!未定义书签。 2.2.3 数据校核..................................................... 错误!未定义书签。

化工原理课程设计-苯-甲苯精馏塔设计

资料前言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。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。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部分冷凝达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 |

目录第一章绪论 (1) 精馏条件的确定 (1) 精馏的加热方式 (1) 精馏的进料状态 (1) 精馏的操作压力 (1) 确定设计方案 (1) 工艺和操作的要求 (2) 满足经济上的要求 (2) 保证安全生产 (2) 第二章设计计算 (3) 设计方案的确定 (3) 精馏塔的物料衡算 (3) 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3) 物料衡算 (3) 塔板计算 (4) 理论板数NT的求取 (4) 全塔效率的计算 (6) 求实际板数 (7) 有效塔高的计算 (7) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 操作压力的计算 (8) 操作温度的计算 (8) 平均摩尔质量的计算 (8) 平均密度的计算 (10) 液体平均表面张力的计算 (11) 液体平均黏度的计算 (12) 气液负荷计算 (13)