化工原理课程设计 筛板塔的设计 讲解PPT课件
化工原理课程设计最新版本ppt课件
表2 物料衡算表
项目
数据
进料流量F,kmol/h 塔顶产品流量D, kmol/h 塔釜残液流量W, kmol/h 进料组成，xF(摩尔分数） 塔顶产品组成，xD(摩尔分数） 塔釜残液组成，xW(摩尔分数）
3.4 实际板数及进料位置的确定
1. 确定最小回流比Rmin q=1, xe=xF ye=f(xe) 由y~x图得出
4.实际板数及加料板位置的确定
由t-x(y)图查tD、tW 、 tF （其中tD查露点线, 因为xD= y1 ; tW查泡点线; tF查泡点线）
t tD tW 2
由此平均温度查表得液体粘度μi和α
由此平均温度查t-x(y)图得进料的xi
全塔效率由奥康奈尔O’connell关联式计算： （化原p212图5-38或化原下P118 图10-20）
表1 苯-甲苯常压相平衡数据
t/0C PA°/kPa PB°/kPa xA yA α
80.1
81
…
110.6
i
yi xi
1 xi 1 yi
1 n
i
对于环己醇-苯酚体系：
m
1 39
i
说明：平均相对挥发度为 5.62
3.2 绘制t-x(y)图及y-x图 在坐标纸上绘图，大小要求t-x(y)图为10*10cm，
1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比 ；确定塔径、实际板数及加料板位置。
2. 精馏塔塔板工艺设计内容：塔板结构设计、流体力 学计算、负荷性能图、工艺尺寸装配图。
3. 换热器设计：确定冷热流体流动方式以及换热器结 构，进行换热器的热负荷计算，根据换热面积初选换热 器；
课程设计的要求
❖带控制点工艺流程图用A3图纸画 ❖塔工艺条件图（带管口）用A3纸画 ❖其余工艺设计图用坐标纸
化工原理课程设计《板式塔课程设计》省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
塔
高
加料口板间距加大，设测试
口；
塔釜空间=1-3m，设人孔、测试口；
裙座=2m，设人孔两个。
绘图
➢物料流程图： 只标设备名称，物料构成、流量。
➢塔板构造图： 塔板分块、孔旳排列、降液管旳尺寸；
➢塔体工艺图： 总高、管口位置、板间距、管口方位、 管口表、技术特征表。
河北科技大学
设计 制图 审核 批准
D圆整 初选塔径 1米下列100
进制
构造参数旳设计
hw , ho ,Ws ,Ws' ,Wc ,do , t
how
hn
溢流强度 i= Lh < 3.5 ~ 4.5
hw
LW
计算hOW
hw 20 ~ 50mm
hw hL - how
ho 20 ~ 25mm hw
hL = 60mm
降液管、受液盘旳构造及尺寸
进料管：泵加料 u= 1-3m/s；高位槽进料u= 0.5-1m/s
回流液管：泵回流 u= 1.5-3m/s；重力回流u= 0.5-1m/s
（3）冷却剂、加热剂用量
Qc Vrc WcC p t2 t1
QB VrB W蒸汽 r蒸汽
t2 400C ~ 450C
冷却剂用量 加热剂用量
将工艺计算成果列表
用途
塔顶蒸汽管 排空管 回流管 进料管
塔底蒸进口管 热电阻接口 压力计接口 液位计接口
塔底液体出口管 人孔
河北科技大学
设计 制图 审核 批准
浮阀精馏塔 工艺条件图
图号
材料 比例
1:50
数量 第 1 页共
重量 1页
5、设计阐明书内容
每项单独一页 正文
每项单独一页
《化工原理》电子教案 —— 板式塔及其工艺设计计算共43页PPT
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
2019化工原理课程设计-PPT精品文档
300、400、500、600、700、 800、900、1000、1200、1400 、1500、1600、1800、2000
19
化工原理课程设计——筛板塔设计
溢流装置
溢流堰形式
平直堰 P131表10-3
齿形堰
hw
弓形降液管和受液盘形式 降液管底隙高度
20 ～ 25 mm h h 0 w
精馏塔工艺计算
塔板工艺尺寸计算 负荷性能图、塔板结构图 汇总塔板设计结果 塔体工艺尺寸设计 给出塔体工条件艺图 辅助设备要求
2019/2/25
各料口管口尺寸 热量衡算表
化工原理课程设计——筛板塔设计 16
4 塔板工艺尺寸计算
选择设计板、塔板设计、流体力学验算
负荷性能图、塔板结构图
精馏段 提馏段 分别设计 只设计一块板 设计板参数 气相体积流量 气液相密度 液相体积流量 表面张力 m3/s 变直径塔 等直径塔
加料热状态
附属设备
q=1
预热
与流程图对应
化工原理课程设计——筛板塔设计 9
参考《板式塔设计》、《化工原理》
2019/2/25
附属设备
再沸器
冷凝器
间接蒸汽加热、直接蒸汽加热
冷凝后冷却10℃～20℃再回流 冷凝冷却器 回流比控制器 回流泵 小塔利用位差回流，大塔用回流泵 在冷凝器与回流泵之间起缓冲作用 塔顶、塔底产品冷却 减少产品挥发损失
化工原理课程设计
筛板塔设计
2019-05-23
2019/2/25
化工原理课程设计——筛板塔设计
1
一、课程设计总体说明
综合应用学过的知识
学会翻书、查资料、找数据
培养独立工作能力、综合应用知识能力
《课程设计筛板塔设计》PPT课件
精选PPT
23
5、回流比的选择
计算最小回流比；
确定适宜的回流比，R=(1.1~2)Rmin
R=(1.6~1.9)Rmin
精选PPT
24
6、塔板效率的估算
经验式估算 关联图估算
精选PPT
25
四、塔板结构设计
1、板间距的选定 因素：雾沫夹带，物料的发
泡性，操作弹性，安装后检 修方便。
2、塔盘类型及塔盘结构： 300~900mm，用整块塔盘， 定管距式支撑结构： 重叠式支撑结构 >700mm 塔节长度；决定于塔径和支
撑结构。
塔径300~500mm，塔节长度 800~1000mm，以手臂深入 塔节内操作； 塔径600~700mm，塔节长度 1200~1500mm，以上身深入 塔节内操作； 塔径800mm，塔节长度 2000~2500mm，以人体深入 塔节内操作。 定距管结构，每个塔节内 5~6个塔板。 重叠式不受限制。 精选分PP块T 式塔盘，>800mm。 26
6.078 1343.94 219.58
5
4、苯的生产工艺流程
5
6
7
8
3
9
4
1
2
4 11 12
1.轻苯储槽 2.进料泵 3.纯苯精馏塔 4.加热器 5.冷凝冷却器 6.油水分离器 7.回流槽 8.计量槽 9.回流泵 10.喷淋式冷却器 11.釜液储槽
精选PPT
6
精馏塔流程
精选PPT
7
精馏段 提馏段
3、板式塔内部工艺结构
四、塔板结构设计
（1）人孔:
（3）塔底空间:
化工原理课程设计苯甲苯连续精馏筛板塔的设计
化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计专业班级：09级化学工程与工艺2班姓名：吴凡平学号： 06109240指导老师：姚刚设计地点：东南大学成贤学院2011年9月目录一序言.................................................................................................................................... - 3 -二板式精馏塔设计任务书...................................................................................................... - 4 -三设计计算.............................................................................................................................. - 5 -设计方案的选定及基础数据的搜集.................................................................................. - 5 -精馏塔的物料衡算.............................................................................................................. - 8 -原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率...................................................................... - 8 -原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量.............................................................. - 8 -物料衡算...................................................................................................................... - 8 -塔板数的确定...................................................................................................................... - 8 -理论塔板数的确定...................................................................................................... - 8 -全塔效率的计算........................................................................................................ - 12 -求实际板数................................................................................................................ - 13 -精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算.................................................................... - 13 -操作压力的计算........................................................................................................ - 13 -操作温度的计算........................................................................................................ - 14 -平均摩尔质量的计算................................................................................................ - 15 -平均密度的计算........................................................................................................ - 16 -液体平均表面张力的计算........................................................................................ - 19 -液体平均黏度的计算................................................................................................ - 20 -气液负荷计算............................................................................................................ - 22 -精馏塔的塔体工艺尺寸计算............................................................................................ - 22 -塔径的计算................................................................................................................ - 22 -有效塔高的计算........................................................................................................ - 24 -塔板主要工艺尺寸的计算................................................................................................ - 24 -溢流装置计算............................................................................................................ - 24 -塔板布置.................................................................................................................... - 28 -筛板的流体力学验算........................................................................................................ - 29 -h .............................................................................................................. - 29 -塔板阻力p漏液点........................................................................................................................ - 30 -雾沫夹带.................................................................................................................... - 31 -液面落差.................................................................................................................... - 31 -液泛的校核................................................................................................................ - 31 -塔板负荷性能图................................................................................................................ - 32 -四设计结果一览表................................................................................................................ - 41 -五板式塔得结构与附属设备................................................................................................ - 42 -附件的计算........................................................................................................................ - 42 -配管............................................................................................................................ - 42 -冷凝器........................................................................................................................ - 44 -再沸器........................................................................................................................ - 45 -板式塔结构........................................................................................................................ - 46 -六参考书目............................................................................................................................ - 47 -七设计心得体会.................................................................................................................... - 47 -八附录：苯----甲苯连续精馏过程板式精馏塔示意图....................................................... - 49 -一序言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。
化工原理课程设计分离苯_甲苯连续精馏筛板塔
化工原理课程设计分离苯_甲苯连续精馏筛板塔--分离苯—甲苯连续精馏筛板塔序言课程设计是“化工原理”的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的差不多知识来解决某一设计任务的一次训练，在整个教学打算中它起着培养学生独立工作能力的重要作用。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，精馏过程在能量剂驱动下，使气液两相多次直截了当接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
按照生产上的不同要求，精馏操作能够是连续的或间歇的，有些专门的物系还可采纳衡沸精馏或萃取精馏等专门方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采纳连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
分离苯和甲苯，能够利用二者沸点的不同，采纳塔式设备改变其温度，使其分离并分不进行回收和储存。
目录化工原理课程设计任务书 (6)1、设计题目 (6)2、设计任务 (6)3、设计条件 (6)二、精馏塔的物算 (6)1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6)2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (6)3、物料衡算 (7)三、塔板数的确定 (7)1、理论板层数NT 的求取 (7)2、实际板层数的求取 (10)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的运算 (10)1、操作压力运算 (11)2、操作温度运算 (11)3、平均摩尔质量运算 (12)4、平均密度运算 (13)5、液体平均表面张力运算 (14)6、液体平均粘度运算 (15)五、精馏塔塔体工艺尺寸运算 (17)1、塔径的运算 (17)2、精馏塔有效高度运算 (19)六、塔板要紧工艺尺寸运算 (19)1、溢流装置运算 (19)2、塔板布置 (20)七、筛板的流体力学验算 (23)1、塔板压降 (23)2、液面落差 (24)3、泡沫夹带 (24)4、漏液 (25)5、液泛 (25)八、塔板负荷性能图 (28)1、漏液线 (28)2、液沫夹带线 (29)3、液相负荷下限线 (29)4、液相负荷上限线 (30)5、液泛线 (30)九、设计结果一览表 (37)十、附录 ....................................................................................................................... (3 8) 十一、要紧物性数据 (40)十二、个人心得体会及改进意见 (43)化工原理课程设计任务书1、 设计题目：筛板式精馏塔设计2、 设计任务：试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。
化工原理课程设计-筛板塔设计
T
的初估
板间距的大小与液泛和雾沫夹带有密切的关系。板距取大些，塔 可允许气流以较高的速度通过，对完成一定生产任务，塔径可较小； 反之，所需塔径就要增大些。板间距取得大，还对塔板效率、操作弹 性及安装检修有利。但板间距增大以后，会增加塔身总高度，增加金 属耗量，增加塔基、支座等的负荷，从而又会增加全塔的造价。初选 板间距时可参考下表所列的推荐值。 表 1 塔 径 D, m 板间距与塔径关系
T
0 .4 9
—塔
L
0 .2 4 5
其中：
L
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,
m pa s
Li
对于多组分的液相粘度：
Li
L
xi
—液态组分 i 的粘度,
m pa s
x
i
— 液相中组分 i 的摩尔分率
实际理论板数
N实
N理 ET
（ 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： 提馏段操作线方程：
y n 1
L L D
xn
D L D
xD
y n1
L qF L qF W
xn
W L qF W
X
w
x n 1 y n
化工原理课程设计
• 设计题目:筛板式精馏塔设计
第一部分：化工原理课程设计任务书
第二部分：设计方法
化工原理课程设计任务书
一． 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计 二． 原始数据 年产量：25000 30000 35000 40000 45000 50000 吨 料液初温：25~35℃ 料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率） 塔顶产品浓度：97.5% 98% 98.5%（苯质量分率） 塔底釜液含甲苯量不低于 97% 98%(以质量计) 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：4 kpa（表压） 冷却水温度：30℃ 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) 设备型式：筛板(浮阀)塔 厂址：攀枝花地区（90kPa）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 由 ≮ H T A f 3---5 秒 L max
算得
L
=
h
106 m3/h
• 在负荷性能图L h =106m3/h处
作垂线的液相上限线。
20
(3)漏液线，线2
漏夜线近似看成直线，由两点确定其位置。
• 第一点：取液相流量为设计负荷，L h = 18.5 m3/h ，
当 L h = 18.5 m3/h 时，由图试差求出 h C0 .000 6 .71h 2 W 50 .00 F 6 1 .2L lW 3 S 解得 F；
14
3.溢流液泛条件的校核：
• 必须满足以下条件
H fd
Hd
<
HT hW
相对泡沫密度 易起泡0.3—0.4；不易起泡0.6—0.7
式中计算降液管中清液层高度
H d h w h o w h f h f
15
• 其中 hW 取值
堰上液高
2
2
hoW C 012g lL W h 32.8 41 0 3E lL W h 3
由
FuaV0.5
u0WA0 AT2Af
0.5 V
解 得 u0W =6.4m/s
由 u0W 得 相应的气相流量 Vh u0WA0 =3200 m3/h
• 得 第一点L h = 18.5 m3/h ，Vh 3200 m3/h
21
• 第二点：取任意液相流量 L h = 100m3/h ， 同样方法计算得 气体流量 Vh u0WA0 =4040 m3/h 得第二点 L h = 100m3/h ， 气体流量 V h =4040 m3/h
筛板塔的设计
限于一般孔径的泡沫型操作的筛板 塔的设计
1
筛孔塔板的设计参数
• ① 塔板直径D • ② 板间距HT • ③ 溢流堰的型式，长度Lw和高度hw • ④降液管的型式，降液管底部与塔板间距
的距离-----底缝距离ho • ⑤液体进出安定区的宽度Ws`、Ws，边缘区
的宽度Wc • ⑥筛孔直径do，孔间距t
选择受液盘型式：
一般选平底受液盘，当 D 大于 800mm时 选择凹形受液盘
选择底缝尺寸：
h 0 < hW
h 且
0 ≥ 20—25 mm
9
3.选择安定区：
入口 W S =50—100mm ； 出口 W S =W （S 可不设）
选择边缘区： W C =25—50mm
10
• 4.选择孔径： 鼓泡型操作的筛板塔 d0=3---8mm
由液体流量确定 单溢流型或双溢流型 • 确定 lW D ：
单溢流型 lW D = 0.6---0.8 ， 双溢流型 lW D = 0.5—0.7
查图10—40 查得 溢流管面积与塔板总面积比
Af AT
6
计算塔板总面积 AT
由
Af AT A
AT
AT
计算塔径 D
由 D 4 AT
圆整 D 根据塔设备系列化规格
由费尔两相动能参数
FLVV LSS
L WL V WV
L V
查泛点关联图10-42得 C f 20
• C f 20 表面张力为20mN/m的气体负荷因子
和板间距 H T
4
计算液泛速度
u= f
Cf
20
L V V
0.5
计算设计气速
u(0.80.8)5uf
计算气体流通面积 A V S u
5
确定液流型式：
2
筛孔塔板的设计程序
• 设计基本程序: • ①选择板间距HT和初步确定塔径D • ② 根据初选塔径，对筛板进行具体结构的
设计。 • ③ 对所设计的塔板进行水力学校核，必要
时对某些结构参数进行调整。
3
Ⅰ、板间距的选择和塔径的初定
• 取 H T 初步确定塔径。由表10-1 不同塔径的板间距参考表
• 查筛板塔的泛点 C f 20
12
1.板压降的校核
• 计算 板压降hf
hf hd hl ≤允许值（ 给定）
干板压降
hd
1 2g
V L
u0 C0
2
C 0 ----孔流系数，由图10—45查得
液层阻力
hl hWhoW
液层冲气系数，由图10-46查
13
2.液沫夹带的校核
• 计算
eV
L 1V
≤0.1kg液体/kg干气
其中液沫夹带分率 由图10-47查得
Fua
0.5 V
u0WA0 AT2Af
0.5 V
18
Ⅳ.负荷性能图
(1)液相下限线，线4
令 ，由 h0W0.00m6
h0W
2.84103ElLWh
23
计算出 L h =3.3m3/h ,
式，
在负荷性能图 L h =3.3m3/h处作垂线的液 相下限线。
19
(2)液相上限线，线5
• 取液体在降液管中的停留时间为3秒。
= un uf
• 由以上两点得漏夜线，线2
22
(4)过量液沫夹带线 ，线1
• 可以看成直线，两点确定其位置。
第一点取设计点的液气比，
两相流动参数
=0.014 。 FLVV LSS
L WL V WV
L V
令
eV
L 1V
=0.1kg液体/kg干气
，求得
Ψ=0.125
查图10—47的泛点百分率94% ；
•
由
泛点百分率94%
≥1.5—2.0
其中设计孔速的计算
u0
VS A0
漏液点孔速的计算
u0W
2ghdVLC02
0.5
hd 漏液点干板压降 ，查图10-49
C 0 ----干板孔流系数
h C --- 塔板上当量清液高度
h C0 .000 6 .71h 2 W 50 .00 F 6 1 .2L lW 3 S
F ---漏液点动能因子
7
Ⅱ 塔板结构设计
塔径确定后，根据经验选择确定其余设计参 数，初步完成塔板设计。
• 1.选择溢流堰型式：
通常选择平堰，当堰上液高小于6mm时采用齿形堰
选择溢流堰高度 hW ：
根据塔的操作压力选择堰高 查表10—3 取
8
2.选择降液管型式：
弓形 或 圆形（小型实验）；出口不设堰；降液面积与受 液面积相等
喷射型操作的筛板塔do=12----25mm
计算开孔率
0.907
d0
2
t
一般孔间距
t2.55d0
11
Ⅲ 塔板的校核
• 对初步设计的筛板必须进行校核， • 以判断设计工作点是否位于筛板的正常操作范围内， • 板压降是否超过允许值。 • 否则对设计参数进行修正。 • 最后应对设计的塔板作出负荷性能图。
液面落差
=0.0476 b4Hf 2LLS z bHf 3L V
有时可忽略
降液管阻力
hf
1 2gC02
lW LhS0
2
16
4.液体在降液管中停留时间的校核
为避免严重的气泡夹带
Af Hd
LS
≥3—5秒
17
5.漏液点的校核
为保证所设计的筛板具有足够的操作弹性筛板的稳系数k u0 u 0W