课程设计(填料塔)
化工原理课程设计甲醇填料吸收塔设计
投资估算及经济效益分析
投资估算
根据甲醇填料吸收塔的设计方案，对设备、材料、安装、调试等各方面的费用进行详细估算，以确保投资预算的 准确性。
经济效益分析
通过对比不同设计方案的经济效益，包括投资回报率、净现值、内部收益率等指标，评估甲醇填料吸收塔的经济 效益，为决策提供依据。
环保法规遵守情况说明
在甲醇吸收塔周围设置防火墙或 防火带，防止火灾蔓延。同时， 塔体上应设置明显的安全警示标 志和灭火器材。
防爆措施
对于可能存在爆炸危险的区域， 应采取相应的防爆措施，如设置 防爆门、防爆窗等。此外，还应 对塔体进行定期检查和维修，确 保设备完好无损。
防毒措施
甲醇具有一定的毒性，因此在设 计过程中应采取相应的防毒措施 。例如，在塔体上设置排风口和 通风设备，确保空气流通；工作 人员在操作时应佩戴防毒面具和 防护服等个人防护用品。
化工原理课程设计甲 醇填料吸收塔设计
目录
• 课程设计背景与目的 • 甲醇填料吸收塔基本原理 • 设计方案制定与参数选择
目录
• 工艺流程设计与优化 • 设备布置与管道设计 • 控制系统设计与实现 • 经济评价与环保考虑
01
课程设计背景与目的
化工原理课程设计意义
01 02
理论与实践结合
化工原理课程设计是连接化工理论学习与工程实践的重要桥梁，通过课 程设计，学生可以将所学的化工原理知识应用于实际工程问题中，加深 对理论知识的理解和掌握。
塔内件设计与优化
通过对塔内件（如分布器、收集器、再分布器等）的设计和优化，实现气液均匀分布、减少返混和降低压降等目标， 从而提高吸收效率和降低能耗。
操作条件优化
通过对操作条件（如温度、压力、流量等）的优化，使吸收塔在最佳工况下运行，提高吸收效率和产品 质量，降低能耗和废弃物排放。
填料塔课程设计丙酮
填料塔课程设计丙酮一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握填料塔的基本原理、设计和应用。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述填料塔的结构和原理，理解其在化工、环保等领域的应用。
2.分析填料塔的设计参数，包括塔径、塔高、填料类型等，并能够进行初步的设计计算。
3.掌握填料塔的操作和维护方法，确保其稳定运行。
在情感态度价值观方面，学生将能够：1.认识化工行业的重要性和影响力，提高对化工工艺的兴趣和热情。
2.培养严谨的科学态度和良好的职业道德，注重安全生产。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括填料塔的原理、设计和应用。
具体安排如下：1.填料塔的基本原理：介绍填料塔的工作原理、填料类型和选择原则。
2.填料塔的设计：学习填料塔的设计方法，包括塔径、塔高、液气流速等参数的计算。
3.填料塔的应用：探讨填料塔在化工、环保等领域的实际应用案例。
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：1.讲授法：讲解填料塔的基本原理、设计和应用。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解填料塔的运用。
3.实验法：安排实验室实践，让学生亲自动手操作，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化工工艺设备设计》等有关填料塔的教材。
2.参考书：提供相关的专业书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等，帮助学生形象地理解填料塔的原理和设计。
4.实验设备：准备填料塔模型等实验设备，供学生进行实践操作。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采取以下评估方式：1.平时表现：评估学生的课堂参与度、提问回答等情况，以考察其对课程内容的掌握程度。
2.作业：布置相关的设计题目，评估学生对填料塔原理和设计的理解和应用能力。
3.考试：期末进行闭卷考试，测试学生对填料塔知识的掌握程度。
六、教学安排本课程的教学安排如下：1.课时：共计32课时，每课时45分钟。
硫化氢吸收填料塔课程设计
硫化氢吸收填料塔课程设计1. 介绍硫化氢（H2S）是一种具有强烈臭味的有毒气体，对人体健康有很大危害。
为了防止硫化氢泄漏对环境和人体造成伤害，需要进行硫化氢吸收处理。
硫化氢吸收填料塔是一种有效的硫化氢吸收设备，可以将硫化氢从气体中去除。
本课程设计将详细介绍硫化氢吸收填料塔的设计过程，包括设备选型、工艺设计、操作参数等方面的内容，以帮助学生加深对硫化氢吸收填料塔的理解和应用。
2. 设备选型2.1 塔型选择常见的硫化氢吸收填料塔有湿式填料塔和旋流塔两种类型。
湿式填料塔适用于大气压力下的硫化氢吸收，而旋流塔适用于大气压力下的高浓度硫化氢吸收。
根据实际需求，选择合适的塔型。
2.2 填料材料选择填料是硫化氢吸收填料塔中的关键组成部分，它能够增加气液接触面积，提高吸收效率。
常见的填料材料有塑料填料、陶瓷填料和金属填料等。
根据硫化氢的特性和吸收塔的设计要求，选择适合的填料材料。
2.3 材质选择填料塔的材质选择与填料材料的选择密切相关。
填料塔可以采用钢质、不锈钢或塑料等材质。
根据工艺要求、介质特性和成本等因素，选择合适的材质。
3. 工艺设计3.1 工艺流程硫化氢吸收填料塔的工艺流程主要包括原料气体进入塔底、与吸收液接触吸收、被吸收的气体通过塔顶排出等步骤。
根据实际情况进行工艺流程的设计。
3.2 填料设计填料设计是硫化氢吸收填料塔的重要环节。
根据气液传质性能、填料堆密度和填料表面积等参数，设计合适的填料高度和填料层数。
3.3 液气分布器设计液气分布器的设计是硫化氢吸收填料塔的关键。
液气分布器的设计要考虑到均匀分布液相和气相、减少压降和提高传质效果等方面的因素。
4. 操作参数4.1 操作压力操作压力是硫化氢吸收填料塔的重要操作参数。
根据设备选型和工艺要求，确定合适的操作压力，以保证塔内的气体和液体达到良好的接触效果。
4.2 操作温度操作温度是硫化氢吸收填料塔的另一个重要操作参数。
根据填料材料和吸收液的性质，选择适当的操作温度，以提高吸收效率。
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)
化工原理课程设计(水吸收氨填料吸收塔设计)目录第1节前言31.1填料塔的主体结构与特点31.2填料塔的设计任务及步骤31.3填料塔设计条件及操作条件4第2节精馏塔主体设计方案的确定42.1装置流程的确定42.2吸收剂的选择52.3填料的类型与选择52.3.1填料种类的选择52.3.2填料规格的选择52.3.3填料材质的选择62.4基础物性数据62.4.1液相物性数据62.4.2气相物性数据72.4.3气液相平衡数据72.4.4物料横算8第3节填料塔工艺尺寸的计算93.1塔径的计算93.2填料层高度的计算及分段113.2.1传质单元数的计算113.2.2传质单元高度的计算113.2.3填料层的分段143.3填料层压降的计算14第4节填料塔内件的类型及设计154.1塔内件类型154.2塔内件的设计164.2.1液体分布器设计的基本要求：164.2.2液体分布器布液能力的计算16注：171.填料塔设计结果一览表 (17)2.填料塔设计数据一览 (18)3.参考文献 (19)4.后记及其他 (19)附件一：塔设备流程图20附件二：塔设备设计图20表索引表 21工业常用吸收剂 (5)表 22 常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d的推荐值 (6)图索引图 11 填料塔结构图 (3)图 31 Eckert图 (15)第1节前言1.1填料塔的主体结构与特点结构图错误!文档中没有指定样式的文字。
1所示：图错误!文档中没有指定样式的文字。
1 填料塔结构图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，所以她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。
1.2填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。
化工原理课程设计填料塔的设计
06 结论与展望
课程设计的总结与收获
01
02
03
04
设计流程掌握
通过填料塔的设计，掌握了从 需求分析、方案设计、详细设 计到最终实现的完整流程。
理论知识应用
将所学的化工原理知识应用于 实际设计中，加深了对理论知
识的理解和应用能力。
团队协作能力
在小组合作中，提高了团队协 作和沟通能力，学会了如何在
热力学第一定律
能量守恒定律，表示系统 能量的转化和守恒。
热力学第二定律
熵增加原理，表示自发反 应总是向着熵增加的方向 进行。
理想气体定律
描述气体状态变化的基本 规律。
填料塔的热量平衡与效率
热量平衡
填料塔在操作过程中，需要保持 热量平衡，即进料和出料的热量 与热源和冷源的热量交换达到平 衡状态。
效率计算
填料的作用
填料在填料塔中起到关键作用，它能够提供足够大的表面 积以促进气液间的接触，从而实现高效的传质和传热。
填料塔的工作原理
在填料塔中，液体从顶部淋下，通过填料层时与气体充分 接触，实现传质和传热。气体在填料的缝隙中流动，与液 体进行逆流接触，完成传质和传热过程。
02 填料塔的工艺设计
工艺流程
提高解决问题能力
面对实际工程问题，学生需要 独立思考、分析和解决问题， 提高解决实际问题的能力。
培养团队协作精神
课程设计通常以小组形式进行 ，学生需要分工合作、相互配
合，培养团队协作精神。
填料塔的基本概念和原理
填料塔的定义
填料塔是一种常用的化工设备，主要用于气液传质和传热 过程。它由塔体、填料、液体分布器、气体分布器和再分 布器等组成。
填料塔的流体力学性能
流体阻力
化工原理课程设计--填料吸收塔的设计
化工原理课程设计--填料吸收塔的设计《化工原理》课程设计填料吸收塔的设计学院南华大学船山学院专业制药工程班级 10级姓名龙浩学号 20109570111指导教师王延飞2012年11月25日1.水吸收氨气填料塔工艺设计方案简介任务及操作条件①混合气(空气、NH3 )处理量：10003/m h；②进塔混合气含NH3 7% (体积分数)；温度:20℃；③进塔吸收剂(清水)的温度:20℃；④NH3回收率：96%；⑤操作压力为常压101.3k Pa。
1设计方案的确定用水吸收氨气属于等溶解度的吸收过程，为提高传质效率，选用逆流吸收过程。
因用水做座位吸收剂，且氨气不作为产品，股采用纯溶剂。
该填料塔中，氨气和空气混合后，经由填料塔的下侧进入填料塔中，与从填料塔顶流下的清水逆流接触，在填料的作用下进行吸收。
经吸收后的混合气体由塔顶排除，吸收了氨气的水由填料塔的下端流出。
2填料的选择对于水吸收氨气的过程，操作温度计操作压力较低。
工业上通常是选用塑料散装填料。
在塑料散装中，塑料阶梯环填料的综合性能较好，见下图：根据所要处理的混合气体，可采用水为吸收剂，其廉价易得，物理化学性能稳定，选择性好，符合吸收过程对吸收剂的基本要求。
设计选用填料塔，填料为散装聚丙烯DN50阶梯环填料。
国内阶梯环特性数据52. 工艺计算2.1基础物性数据 2.1.1液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。
由手册查的，20℃水的有关物性数据如下： 密度为 ρ1 =998.2Kg ／m 3粘度为 μL =1.005mPa ·S =0.001Pa ·S=3.6Kg ／（m ·h ） 表面张力为 σL =72.6dyn ／cm=940 896Kg ／h 2氨气在水中的扩散系数：D L =1.80×10-9 m 2/s=1.80×10-9×3600 m 2/h=6.480 ×10-6m 2/h2.1.2气相物性的数据 混合气体平均摩尔质量为M VM =Σy i M i =0.101×17+0.899×28=26.889混合气体的平均密度为ρvm =RTPM VN=101.3×26.889／(8.314×293)=1.116Kg ／m 3 混合气体的粘度可近似取为空气的粘度，查手册的20℃空气的粘度为μV =1.81×10—5Pa ·s=0.065Kg ／（m ·h ）查手册得氨气在20℃空气中扩散系数为D v = 0.189 cm 2/s=0.068 m 2/s2.1.3气液相平衡数据20C 下氨在水中的溶解度系数：)/(725.03kpa m kmol H ⋅=,常压下20℃时亨利系数：SLHM E ρ==998.2／(0.725×18.02)=76.40Kpa相平衡常数为755.01.10140.76===P E m溶解度系数为717.02.184.762.98=⨯==SLEM H ρ998.20.7540.72518101.3s S E m P HM P ρ====⨯⨯ 2.1.4 物料衡算 进塔气相摩尔比为Y 1=11y 1y —=0.101／（1—0.101）=0.11235 出塔气相摩尔比为Y 2=Y 1（1—φ）=0.11235×（1—0.9996）=0.000045进塔惰性气相流量为V=1000／22.4×273／（273+20）×（1—0.101）=34.29Kmol ／h该吸收过程属低浓度吸收，平衡关系为直线，最小液气比可按下式计算，即；（V L ）min =2121m X Y Y Y —／— 对纯溶剂吸收过程，进塔液相组成为 X 2=0（VL）min =（0.11235—0.000045）／[0.11235／(0.754—0)]=0.753 取操作液气比为最小液气比1.8VL=1.8×0.753=1.355 L=1.355×34.29=46.516Kmol ／hV （Y 1—Y 2）=L （X 1—X 2）X 1=34.29×(0.11235—0.000045) ／46.516=0.08278 5填料塔的工艺尺寸的计算 1) 塔径的计算采用Eckert 通用关联图计算泛点气速 塔径气相质量流量为V ω=1000×1.103=1103Kg ／h液相质量流量可近似按纯水的流量计算，即:L ω=46.516×18.02=838.218㎏/hEckert 通过关联图的横坐标为025.0)2.998116.1(1103218.838)(5.05.0=⨯=L V V L w w ρρ 21.02.02=ψΦL LV F F g u μρρ1170-=Φm F95.01116.111702.99881.921.021.02.02.0=⨯⨯⨯⨯⨯=ψΦ=L V F L F g u μρρ729.0665.014.33600/100044=⨯⨯==uV D Sπ圆整塔经，取D=0.8ms m u u F /665.095.07.07.0=⨯==泛点率校核：)%(69%1008.0785.03600/10002在允许范围内=⨯⨯=u填料规格校核：805.2138800>==d D112480.23lg f t v v L L L v L u a W A K g W ρρμρρε⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦即()20.231184223 1.166lg () 1.0049.81998.20.90 1.1660.204 1.750.666998.20.476f u ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎛⎫=-⨯⨯ ⎪⎝⎭=-3.017/f u m s = ()0.50.85f u u =-取泛点率为0.8 取u =0.8u F =0.8×3.017m/s =2.41m/sD =u4πSV = [（4×1000／3600）／（3.14×2.41）] 0.5=0.38m 圆整后取 ()()0.4400D m mm ==2.泛点率校核：210003600 2.212/0.7850.4u m s ==⨯ 2.2120.7333.017F u u ==（在0.5到0.85范围之间） 3.填料规格校核：40016825D d ==> 4.液体喷淋密度校核：取最小润湿速率为：U min =（L W ）min · a t =0.101×114.2=11.534m 3／m 2·h 查常用散装填料的特性参数表，得at=114.2m 2/m 3 U=46.516×18.02／998.2／（0.785×0.42）=6.717>U min经以上校核可知，填料塔直径选用D= 400mm 是合理的。
填料吸收塔课程设计
填料吸收塔课程设计填料吸收塔（PackedBedAbsorptionTower）是一种通过向填料塔内注入流体，利用其中的填料来吸收溶液的设备。
由于填料塔内部有填料，可以大大降低流体压力，保证流体流动情况，使其达到理想的效果。
这与传统的搅拌式设备有很大不同，其中使用的填料可以在一定温度和压力条件下进行吸收，不仅可以大大提高吸收效率，而且可以简化过程，降低清洁检查成本。
填料吸收塔课程设计主要涉及填料吸收塔的基本原理，填料流体流动原理，填料吸收效能的研究，以及吸收塔的设计与调试。
首先，填料吸收塔基本原理要求学生掌握填料吸收塔的基本原理，包括填料塔的工作原理，填料塔及其结构，以及填料塔内部填料的性能参数。
学生根据填料吸收塔的结构和性能特点，能够运用正确的工作原理概念，研究填料吸收塔的工作原理，了解其工作数据及其影响条件。
其次，填料流体流动原理要求学生掌握填料流体流动的基本原理，要熟悉填料气液两相流的影响因素，包括填料表面物理性质、流体性质、填料形状等。
同时，学生要了解填料塔内外部条件对填料流体流动的影响，并能够综合考虑各种影响因素，正确分析吸收效率并提出改进措施，以提高填料吸收塔的工作效率。
第三，填料吸收效能的研究要求学生掌握吸收效能研究方法，了解吸收塔中各项指标影响吸收塔的工作效率，能够从流体物理学角度准确计算吸收过程中各种参数，如流体压力、吸收效率、物质转换速度等参数，根据不同操作条件，能够正确计算吸收塔内外部条件下吸收效能。
最后，填料吸收塔设计与调试要求学生掌握填料吸收塔的设计与调试能力，能够按照设计要求，结合工程实际，正确选择和设计吸收塔原料，并能够在工程建设中进行调试，实现合格的吸收塔运行状态。
填料吸收塔课程设计可以帮助学生掌握填料吸收塔的基本原理和设计原理，提高学生的工程设计能力，从而更好地应用到实际的工程设计中。
同时，课程设计还可以提高学生的实验技能，强化学生在实际工程操作中的熟练度，同时促进学生对填料吸收塔的理解，提高其设计诊断的能力。
填料塔化工原理课程设计
填料塔化工原理课程设计IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】摘要在化工生产中，气体吸收过程是利用气体混合物中，各组分在液体中溶解度或化学反应活性的差异，在气液两相接触是发生传质，实现气液混合物的分离。
在化学工业中，经常需将气体混合物中的各个组分加以分离，其目的是：①回收或捕获气体混合物中的有用物质，以制取产品；②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物，以免污染大气。
实际过程往往同时兼有净化和回收双重目的。
吸收是利用混合气体中各组分在液体中的溶解度的差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
在化工生产中主要用于原料气的净化，有用组分的回收等。
气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来。
填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，属微分接触逆流操作过程。
塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。
支撑板上的填料有整砌和乱堆两种方式。
填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。
填料层的空隙率超过90%，一般液泛点较高，单位塔截面积上填料塔的生产能力较高，研究表明，在压力小于时，填料塔的分离效率明显优于板式塔。
这次课程设计的任务是用水吸收空气中的二氧化硫，然后再进行解吸处理得到二氧化硫。
要求设计包括塔径、填料塔高度、塔管的尺寸等，需要通过物料衡算得到所需要的基础数据，然后进行所需尺寸的计算得到各种设计参数，为图的绘制打基础，提供数据参考。
目录第一章设计方案的内容流程方案指完成设计任务书所达的任务采用怎样的工艺路线，包括需要哪些装置设备，物料在个设备间的走向，哪些地方需要有观测仪表、调节装置，那些取样点以及是否需要有备用设备等，按上述内容绘制流程图。
设备方案根据设备要求，确定选用什么形式的设备。
如吸收塔选用板式塔还是填料塔，为什么选用填料塔。
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填料塔课程设计设计题目：甲醇-水分离过程填料精馏塔设计院别：化学化工学院专业：化学工程与工艺姓名：钟阳飞1.甲醇水溶液填料塔设计1.设计题目甲醇溶液,组成为甲醇30%、水70%（质量分数），设计一精馏塔，塔顶馏出液含甲醇98%(质量分数),塔底废水中水含量为99%,处理量为20万吨/年。
2.操作条件(1)塔顶操作压力常压。
(2)进料热状态饱和液体进料(3)回流比 4:1(4)塔底压力 0.3MPa(表压)3.塔板类型填料塔4.设计内容(1)物料衡算；(2)平衡级数；(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（塔高、他经、填料的类型及填料量等）计算；（5）填料层压降的计算；（6）液体分布器的简要设计；（7）精馏塔接管尺寸的计算；cbi填料塔结构图塔体支撑板填料段固定压板液体分布器除雾器排液口液面计接口人孔吸入液入口测压口排气口测湿口进气口釜液出口654321符号意义ihgfedcba符号人图绘652b 填料塔结构图塔体支撑板填料段固定压板液体分布器除雾器排液口液面计接口人孔吸入液入口测压口排气口测湿口进气口釜液出口654321符号意义i h g f e d c b a 符号孙杰 吴国耀人图绘2.精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶和塔底的摩尔分率甲醇的摩尔质量 A M =32.04kg/kmol 水的摩尔质量 B M =18.02kg/kmol194.002.18/7.004.32/3.004.32/3.0=+=F x965.002.18/02.004.32/98.004.32/98.0=+=D x006.002.18/99.004.32/01.004.32/01.0=+=W x2.2物料衡算图 名 绘图人 填料支撑装置原料处理量：34.134023.2224300200000000=⨯⨯=F kmol/h=7.716kg/h D=262.76kmol/h=2.307kg/sW=1077.58kmol/h=5.409kg/s 总物料衡算： F=D+W甲醇物料衡算： W D F Wx Dx Fx += 联立解得： D=28.54kmol/h W=58.97kmol/h3.由气液相图求出D t W t F t 精t 提t 全t图2.4（1）甲醇-水t-x-y 相图图2.4（2）甲醇-水x-y 相图塔顶：5.66=D t ℃ 釜液：5.99=W t ℃ 进料：5.83=F t ℃ 精馏段：75=dm t ℃ 提馏段：5.91=wm t ℃ 全塔：832=+=wd t t t ℃ 4.物性数据处理4.1平均摩尔质量1-mol .g 51.31)x 1(x =-+=B D A D M M M 液顶1-mol .g 5486.31y -1y =+=B D A D M M M ）（气顶-1mol .g 87.23)y 1(y =-+=B F A F M M M （气相进料）2464.20)x 1(x =-+=B F A F M M M 液相进料1-mol .g 08424.18x x -1=+=B W A W M M M ）（液釜1-mol .g 1-mol .g 294.18=气釜M4.2 气相密度的计算KPa P F 63.10797.033.101=⨯+= KPa P D 3.101=MPa P W 3.0=a 03.1032KP P P P FD =+=精a 82.2032KP P P P WF =+=提由公式）（15.273t +=R MPρ可求3m g 37.2K w =气相ρ3m g 866.0K D =气相ρ3m g 1317.1K F =气相ρ4.3液相密度计算内插关系式： )(10下下上下t t --+=ρρρρ液相混合物密度：BBA Aa a ρρρ+=1其中，a 、B a 分别为A ，B 组分的质量分率，A ρ 、B ρ分别为A ，B 纯组分的密度。
可根据塔顶、塔釜、加料板的质量分率及各纯组分的密度求得三处混合液的密度同时可计算三段的平均温度2/)21(ρρρ+= （2.9）表3.3.1 各组分的液相密度与温度的关系查表3.3.1并根据式（2.7）、（2.8）计算塔顶液相密度d ρ：)(10下下上下t t dA --+=ρρρρ （1）)(10下下上下t t dB --+=ρρρρ （2）BBA Ad a a ρρρ+=1 （3）查表3.3.1并根据式（1）（2）（3）计算，wA ρ=714.553/m kg WB ρ= 958.7453/m kg4797.955=W ρ3/m kg 35.752=d ρ3/m kgFA ρ=614.8743/m kg FB ρ=969.5253/m kg03.896=F ρ3/m kgdA ρ=748.83/m kg69.979=DB ρ3/m kg 35.752=d ρ3/m kg根据公式计算全塔平均密度：78.6122/)6.61397.611(2/)21(=+=+=ρρρ3/m kg4.4粘度的计算内插关系式: ）（下下上下t -t 10-μμμμ= (1)混合气体的粘度log μ=x A log μA +(1-x A )log μBm (2)由（1μdA =0.3330Mpa s . μWA =0.2292Mpa .s μfA =0.2684 Mpa s . μdB =0.4280 Mpa s .μWB =0.2854 Mpa s .μfB =0.3425 Mpa s . 由（2）可求，dm μ=0.3359 Mpa s .wm μ=0.2850 Mpa s . μfm =0.3290 Mpa s . 各3327.02fmdm =+=μμμ精Mpa s .4.5表面张力的计算内插关系式：)(10下下上下t t --+=σσσσ （1）∑=i i m x σσ （2） 由公式可以得到：N.m 1017.9393A d ⨯=σ Nm 3A w 10939.41⨯=σ m N .10520.613fA ⨯=σN.m 10965.46B 3d ⨯=σ N.m 10895.853wB ⨯=σ N.m 10935.163fB ⨯=σ 有公式（2）得，N.m 1063.853wm ⨯=σN.m 1007.453fm ⨯=σN.m 10125.3523fmdm ⨯=+=σσσ精N.m 1055.563⨯=提σN.m 1011.3923wd ⨯=+=σσσ全5. 塔体的工艺计算5.1液相的质量流量及气相质量流量精馏段: 0.562520.1609652X X x F D =+=+=精 ）（精精精x -1M X M Mx B A += =25.89756.433kg/s32.048975.252.30745.3M M DRL AX =⨯⨯==精精 提馏段: 0.08320.0060.162X X x F W =+=+=提 ）（提提提x -1M X M Mx B A +==32.0⨯0.083+18 ⨯ (1-0.083)=19.165312.139kg/s20.24641653.197.71631.54861653.192.30745.3M M FM M DRL FX DX =+⨯⨯=+=提提提 蒸汽的平均质量流量 精馏段: 精y = 0.7045520.41860.99052y y F D =+=+27.89190.70455)-(11870455.004.32y -1M y M My B A =⨯+⨯=+=）（精精精9.076kg/s31.548627.89192.3074.45M M 1)D(R G D=⨯⨯=+=精精y 提馏段: 提y = 0.2204520.41860.02232y y F W =+=+21.09510.22045)-(1180.2204504.32y -1M y M My B A =⨯+⨯=+=）（提提提6.864kg/s31.548621.09512.3074.45M M 1)D(R G D=⨯⨯=+=提提y 5.2蒸汽速度和塔径5.2.1蒸汽的极限空塔速度由上图求得蒸汽的平均温度， 提t =91.5℃ 提t =75℃，故得精馏段的蒸汽密度=精y ρ0.976875273.15273.1522.427.8919t T T 22.4My 00=+⨯=+精精3kg/m提馏段的蒸汽密度 =提y ρ0.705391.5273.15273.1522.421.0951t T T 22.4My 00=+⨯=+提提3kg/m液态时水和甲苯的密度为，3824.19kg/x m =精ρ 3925.75kg/x m =提ρ 精馏段液体的粘度 μX A 精X =0.2978 μX B 精X =0.3813 Mpa s . 提馏段液体的粘度 μX A 提X =0.249 μX B 提X =0.3116 Mpa s . 由log μ精=x 精 log μ精A +(1-x 精)log μ精B μX 精X =0.7428 Mpa s . 由log μ提=x 提 log μ提A +(1-x 提)log μ提B μX 提X =0.3059 Mpa s .关于上升蒸汽的极限速度u f 可按下式求算,由于我们选择25mm 的金属矩鞍环,故φ=209.1 , ε=0.76, σ=185m 2/m 3 乱堆型⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=125.025.04-316.02e2.1g y x V L G G xxy f u ρρρεμαρ式中x μ 混合液体的粘度，Mpa s . 对于精馏段⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⨯⨯⨯⨯⨯125.025.09.8249768.0076.9433.64-316.02e2.19.82496.08.97428.09768.0185精f u解得精馏段的蒸汽极限速度为精f u =3.20m/s对于提馏段⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⨯⨯⨯⨯⨯125.025.075.925.70350864.6139.124-316.02e2.175.92596.08.9.30590.70530185提f u解得提馏段的蒸汽极限速度为提f u =3.69m/s 5.2.2填料塔的塔径取操作速度u 为蒸汽极限速度的70%，则精u =0.7⨯，精f u =0.724m/s .220.3=⨯提u =0.7⨯，提f u =0.7586m/s .269.3=⨯故精馏塔的塔径为299m .29768.024.214.3076.94u 4G d y =⨯⨯⨯==精精精精，ρπ提馏段塔径为191m .27053.0583.214.3864.64u 4G d y =⨯⨯⨯==提提提提，ρπ选取上下两塔为相同的简体标准直径d=2.30m （3）塔中蒸汽的实际操作速度 s m /238.230.2299.224.2dd u u 22=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=标精精精，实s m /344.230.219.2583.2dd u u 22=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=标提提提，实分别为蒸汽极限速度的69.94%和63.52%。