精馏塔的设计计算ppt课件
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二元连续精馏塔的计算与分析分析课件
筛孔塔板具有结构简单、造价低、操作弹性大等优点。但 筛孔塔板处理能力较小，且筛孔容易堵塞，需要定期清洗。
导向型塔板
导向型塔板是一种新型塔板，具有处理能力大、效率高、 操作弹性大等优点，且结构简单、造价低。但导向型塔板 也存在操作复杂等缺点。
05
二元连续精馏塔的案例分 析
案例一：二元连续精馏塔的操作分析
总结词：操作稳定性
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总结词：操作成本
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详细描述：分析操作成本与二元连续精馏塔的关系，探讨 降低能耗、减少物耗的措施，提高经济效益。
案例二：二元连续精馏塔的工艺流程设计
总结词 工艺流程优化
01
02
详细描述
通过对工艺流程进行优化设计，提高二元连 续精馏塔的处理能力、分离效果和运行效率。
作用
精馏塔广泛应用于化工、石油、 食品、制药等工业领域，用于生 产高纯度产品或回收有价值成分， 提高产品质量和资源利用率。
精馏塔的基本原理
原理
基于溶液中不同成分的沸点和蒸汽压 差异，通过加热和冷却操作，使液体 混合物中的不同成分在气液相之间进 行传递和分离。
过程
原料液进入精馏塔后，通过加热器加 热，使液体沸腾并产生蒸汽。蒸汽沿 塔板上升，在塔板上的冷凝器中冷却 液化，不同成分的液体分别收集。
实际塔板数的计算
实际塔板数是精馏塔的实际分离能力，需要根据理论塔板数和实际操作条件进行计算。 实际塔板数的计算需要考虑物料的性质、操作压力、操作温度、设备尺寸等因素。
实际塔板数的计算方法有多种，如实验测定、模拟计算等。
03
二元连续精馏塔的操作分 析
进料组成对操作的影响
01
进料组成对操作的影响
02
导向型塔板
导向型塔板是一种新型塔板，具有处理能力大、效率高、 操作弹性大等优点，且结构简单、造价低。但导向型塔板 也存在操作复杂等缺点。
05
二元连续精馏塔的案例分 析
案例一：二元连续精馏塔的操作分析
总结词：操作稳定性
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总结词：操作成本
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详细描述：分析操作成本与二元连续精馏塔的关系，探讨 降低能耗、减少物耗的措施，提高经济效益。
案例二：二元连续精馏塔的工艺流程设计
总结词 工艺流程优化
01
02
详细描述
通过对工艺流程进行优化设计，提高二元连 续精馏塔的处理能力、分离效果和运行效率。
作用
精馏塔广泛应用于化工、石油、 食品、制药等工业领域，用于生 产高纯度产品或回收有价值成分， 提高产品质量和资源利用率。
精馏塔的基本原理
原理
基于溶液中不同成分的沸点和蒸汽压 差异，通过加热和冷却操作，使液体 混合物中的不同成分在气液相之间进 行传递和分离。
过程
原料液进入精馏塔后，通过加热器加 热，使液体沸腾并产生蒸汽。蒸汽沿 塔板上升，在塔板上的冷凝器中冷却 液化，不同成分的液体分别收集。
实际塔板数的计算
实际塔板数是精馏塔的实际分离能力，需要根据理论塔板数和实际操作条件进行计算。 实际塔板数的计算需要考虑物料的性质、操作压力、操作温度、设备尺寸等因素。
实际塔板数的计算方法有多种，如实验测定、模拟计算等。
03
二元连续精馏塔的操作分 析
进料组成对操作的影响
01
进料组成对操作的影响
02
《精馏塔设计》课件
产品要求
明确产品指标，如纯度、回收率、能耗等，以满足用 户需求。
处理能力
根据生产规模和市场需求，确定精馏塔的处理能力。
设计方案的确定
塔型选择
01
根据原料和产品的性质，选择合适的塔型（如板式塔或填料塔
）。
塔内件设计
02
根据工艺流程和操作条件，设计适宜的塔内件，如溢流装置、
进料分布器、降液管等。
控制系统
精馏塔的维护保养
定期检查
对精馏塔进行定期全面检查，包括塔体、内 部构件、加热和冷却系统等。
更换磨损件
及时更换精馏塔内部磨损严重的构件，保证 设备性能和效率。
清洗和防腐
根据需要，对精馏塔进行清洗，并采取防腐 措施，延长设备使用寿命。
记录维护情况
建立维护记录，详细记录精馏塔的维护保养 情况，方便追踪和管理。
05
精馏塔的操作和维护
精馏塔的操作规程
严格控制进料量
根据生产需求和设备能力，合理调节进料量 ，保持精馏塔稳定运行。
监控温度和压力
密切关注精馏塔内各段的温度和压力变化， 确保在正常范围内波动。
定期取样分析
对精馏塔出口的液体进行取样，分析其成分 ，以便及时调整操作参数。
防止堵塞和腐蚀
定期检查精馏塔内部，清理堵塞物，防止腐 蚀，确保设备正常运行。
确定能源和水资源
根据能源和水资源的供应情况，选择合适的工艺流程，以提高能源 和水资源的利用效率。
工艺流程的优化
优化工艺参数
通过调整工艺参数，如温度、压力、流量等， 提高产品的质量和产量。
优化设备配置
合理配置设备，降低投资成本，提高设备的利 用率和稳定性。
优化操作条件
通过优化操作条件，如进料量、回流量、加热方式等，提高产品的分离效果和 节能减排。
明确产品指标，如纯度、回收率、能耗等，以满足用 户需求。
处理能力
根据生产规模和市场需求，确定精馏塔的处理能力。
设计方案的确定
塔型选择
01
根据原料和产品的性质，选择合适的塔型（如板式塔或填料塔
）。
塔内件设计
02
根据工艺流程和操作条件，设计适宜的塔内件，如溢流装置、
进料分布器、降液管等。
控制系统
精馏塔的维护保养
定期检查
对精馏塔进行定期全面检查，包括塔体、内 部构件、加热和冷却系统等。
更换磨损件
及时更换精馏塔内部磨损严重的构件，保证 设备性能和效率。
清洗和防腐
根据需要，对精馏塔进行清洗，并采取防腐 措施，延长设备使用寿命。
记录维护情况
建立维护记录，详细记录精馏塔的维护保养 情况，方便追踪和管理。
05
精馏塔的操作和维护
精馏塔的操作规程
严格控制进料量
根据生产需求和设备能力，合理调节进料量 ，保持精馏塔稳定运行。
监控温度和压力
密切关注精馏塔内各段的温度和压力变化， 确保在正常范围内波动。
定期取样分析
对精馏塔出口的液体进行取样，分析其成分 ，以便及时调整操作参数。
防止堵塞和腐蚀
定期检查精馏塔内部，清理堵塞物，防止腐 蚀，确保设备正常运行。
确定能源和水资源
根据能源和水资源的供应情况，选择合适的工艺流程，以提高能源 和水资源的利用效率。
工艺流程的优化
优化工艺参数
通过调整工艺参数，如温度、压力、流量等， 提高产品的质量和产量。
优化设备配置
合理配置设备，降低投资成本，提高设备的利 用率和稳定性。
优化操作条件
通过优化操作条件，如进料量、回流量、加热方式等，提高产品的分离效果和 节能减排。
精馏塔的设计计算 课件
化工原理
2012年12月25日8时51分
3.2.6.1 逐板计算法
6
计算过程： 第一层塔板上升的蒸 气（组成为y1 ），经 全凝器全部冷凝为饱 和温度下的液体，因 此蒸气与馏出液、回 流液的组成相同，即 y1=xD。
化工原理
2012年12月25日8时51分
3.2.6.1 逐板计算法
7
计算过程： 根据理论塔板的概念， 自第一层板下降的液 体组成x1与y1互成平 衡，则由平衡方程可 知：
化工原理
x1 x2 x3
xn xF
xn 1
xm xW
2012年12月25日8时51分
3.2.6.2 图解法（McCabe-Thiele法）
11
用图解法求理论板数与逐板计算法原理相同，只是用
图线代替方程，以图线的形式求取理论塔板数。 图解法的基本步骤 梯级的含义
化工原理
2012年12月25日8时51分
1.5 x 0.033
（5）由上而下逐板计算所需要的理论塔板数
y1 xD 0.9
x1 y1 0.9 0.79 1 y1 2.47 2.47 1 0.9
y2 0.67 x1 0.3 0.67 0.79 0.3 0.82
3.2.6 精馏设计计算
1
田文德 青岛科技大学化工原理教研室 TEL: 84022026 Email: tianwd@
化工原理
2012年12月25日8时51分
本节主要内容
2
精馏设计计算类型 逐板计算法 图解法 Aspen DISTIL软件介绍
化工原理
2012年12月25日8时51分
精馏计算的两种类型
筛板精馏塔设计PPT课件
塔釜釜残液组成：环己醇1%，苯酚99% 5. 塔顶压强：101kPa（绝压） 6. 公用工程：循环冷却水：进口温度32℃，出口温度38℃
导热油：进口温度260℃，出口温度250℃
筛板精馏塔设计
总体要求： 绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工艺设计以及有关附
属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编制设计说明书。 1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比；确定塔
2. 确定操作回流比R 由Fenske方程计算最小理论板数Nmin
Nminlg1xlD xgDm 1xwxw13.9(不包括)塔釜
筛板精馏塔设计
利用吉利兰关联图，计算NT ~ R如下：
R 0.863 0.988 1.140 1.292 1.444 1.520
NT 14.7 11.8 10.7 9.9 9.3 9.0
筛板精馏塔设计
3.3 全塔物料衡算
料液平均分子量：Mm = 0.3×100 + 0.7×94 = 95.8 进料流量：F = 50000×103 /8000×95.8 = 65.24 kmol/h
F=D+W
D=19.5 kmol/h
Fxf = DxD + Wxw
W=45.74 kmol/h
表1 物料衡算表
绘制NT ~ R关系图，找出最佳回流比。
说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 个点
筛板精馏塔设计
3. 图解法求理论板数及加料板位置 图解法求得NT =5.5（不包括塔釜） 加料板位置nT = 3.0
4.实际板数及加料板位置的确定 全塔效率由O’connell关联式计算：
筛板精馏塔设计
苯酚组成 74% 77%
导热油：进口温度260℃，出口温度250℃
筛板精馏塔设计
总体要求： 绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工艺设计以及有关附
属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编制设计说明书。 1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比；确定塔
2. 确定操作回流比R 由Fenske方程计算最小理论板数Nmin
Nminlg1xlD xgDm 1xwxw13.9(不包括)塔釜
筛板精馏塔设计
利用吉利兰关联图，计算NT ~ R如下：
R 0.863 0.988 1.140 1.292 1.444 1.520
NT 14.7 11.8 10.7 9.9 9.3 9.0
筛板精馏塔设计
3.3 全塔物料衡算
料液平均分子量：Mm = 0.3×100 + 0.7×94 = 95.8 进料流量：F = 50000×103 /8000×95.8 = 65.24 kmol/h
F=D+W
D=19.5 kmol/h
Fxf = DxD + Wxw
W=45.74 kmol/h
表1 物料衡算表
绘制NT ~ R关系图，找出最佳回流比。
说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 个点
筛板精馏塔设计
3. 图解法求理论板数及加料板位置 图解法求得NT =5.5（不包括塔釜） 加料板位置nT = 3.0
4.实际板数及加料板位置的确定 全塔效率由O’connell关联式计算：
筛板精馏塔设计
苯酚组成 74% 77%
板式精馏塔设计PPT课件
要求： hOW6mm
bc
(4) 塔板及其布置 ① 受液区和降液区 一般两区面积相等。
bs
r
lW
x
② 入口安定区和出口安定区
bsbs50 10m0m
bd
③ 边缘区：bc 50mm
29
④ 有效传质区：
bc
单流型弓形降液管塔板：
A a2(xr2x2r2si 1 nr x)
bs
r
x
lW
双流型弓形降液管塔板：
8
二元连续板式精馏塔的工艺计算
物料衡算 实际塔板数的确定 塔高和塔径的计算 塔板结构参数的确定 塔板流动性能校核
9
一、物料衡算
全塔物料衡算 间接加热时：
F=D+W FxF= DxD+WxW 可以解出F,W。
10
二 实际塔板数的确定
1.确定理论板数 可以采用图解法或逐板计算法.
平衡数据 回流比 精馏段操作线 加料线 提馏段操作线
14物性参数的查找计算塔径由精馏塔内各段物料的摩尔流率或说体积流率决定的其影响因素有f进料流率r回流比及q涉及单位换算15轻组分1x轻组分1x重组分2进料板的平均分子量进料板对应的组成x进料板对应的组成由逐板计算得到n值各人不同ynm轻组分1y轻组分1x重组分16轻组分1y轻组分1x重组分4精馏段提馏段的平均分子量精馏段平均分子量mlm1液相平均密度查物性数据
主要设备的工艺设计计算
板式塔的结构
辅助设备的选型
主要设备的工艺条件图
设计说明书的编写
3
设计方案的确定
（一）装置流 程的确定
要求在设计说明 书上画出流程 简图。
4
塔顶冷凝装置根据生产情况以决定采用 分凝器或全凝器。一般，塔顶分凝器对 上升蒸汽虽有一定增浓作用，但在石油 等工业中获取液相产品时往往采用全凝 器，以便于准确地控制回流比。若后继 装置使用气态物料，则宜用分凝器。
精馏计算 ppt课件
少使提馏段操作线越来
越靠近平衡线。
q=1
q>1
e
xW
xF
xD
20
(1)五种进料热状况：
1、冷液进料 ； 2、泡点进料（饱和液体进料）； 3、气液混合物进料 ； 4、露点进料（饱和气体进料）； 5、过热蒸气进料
21
(2)进料热状况对进料板物流的影响
（1）冷液进料
tF tV ,
L'LF V' V
（2）对于泡点进料
1、精馏段操作线方程
L
D
yn1LDxnLDxD
令 R L(回流比得）精馏段操作线方程：
D
R
1
1
yn1R1xnR1xD
2
n
V y1
V LL
y2 x 1L x
2
L V xn yn+1
馏出液
D , xD
R
1
yn1R1xnR1xD
精馏段操作线方程物理意义：
➢表示精馏段内任意相邻两板 间气液组成之间的关系。即xn 与yn+1之间的关系。 ➢斜率为R/(R+1)，截距为 xD/(R+1)，过（xD，xD） ➢在稳定操作条件下，精馏段 操作线方程为一直线 ab
提馏段原始的物料衡算方程： V'yL'xW xW
两式相减，可得： ( V ' V )y (L ' L )x (D x D W x W )
DxDWxWFxF
V'V=(q-1)F
y q x xF q 1 q 1
L' L=qF
➢在 x-y
截距为
图上，该式为通过点（
x F 的直线方程。
xF
lp板式精馏塔设计.ppt
4.编写设计说明书 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主
要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的 论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用 的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图和计算 机程序框图和原程序。
一. 设计题目：**-**溶液连续板式精馏塔设计
二.课题条件
（一）设计任务
(1) 处理能力：
T/h。
(2) 原料*-*溶液：
组成(质量分数):
(3) 产品要求：塔顶组成(质量分数): 塔底组成(质量分数): 。
（二）操作条件：
（1）生产方式：连续操作，中间加料，泡点回流
（2）生间时间：每年以300天计算，每天24小时
1.全塔物料衡算：
F=D+W FxF=DxD+WxW 任务已知F、xF、xD、xW，可由方程组解出D、W
2.确 定 回 流 比 (1)求 最 小 回 流 比
汽液相平衡方程
y
1
x
1
q 线方程 y q x xF q 1 q 1
联 立 求 得 交 点 xq
2. 精馏塔设备设计
(1)选择塔型和板型
采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
(2)塔板结构设计和流体力学计算
(3)绘制塔板负荷性能图
画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。
(4)有关具体机械结构和塔体附件的选定
•
*接管规格：
根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。
*全塔高度：
包括上、下封头，裙座高度。
化工原理课程设计
二元连续精馏塔的计算与分析汇总课件
特点
连续精馏塔具有连续进料、连续出料的特点，适合大规模生产；间歇精馏塔则 适合小规模或试验生产。二元精馏塔主要针对两种主要成分的分离，操作较为 简单。
二元连续精馏塔的应用与发展
应用
二元连续精馏塔广泛应用于石油、化 工、制药等领域，用于分离两种沸点 相近的物质。
发展
随着分离技术的不断进步，二元连续 精馏塔在操作工艺、热力学、节能降 耗等方面不断优化，未来发展方向为 高效、节能、环保。
THANKS
感谢观看
03
通过热量衡算可以确定各组分的温度分布和热能利 用情况。
精馏塔的塔板数计算
01
02
03
根据操作条件和分离要 求，确定适宜的塔板数。
通过计算理论板数和实 际板数，确定适宜的操 作压力、温度和进料位置。
塔板数计算是精馏塔设 计和操作的重要参数， 直接影响分离效果和能耗。
PART 03
二元连续精馏塔的模拟与 分析
精馏塔的模拟方法
01
数学模型建立
02
数值求解方法
03
模拟软件应用
根据精馏塔的物理和化学性质， 建立数学模型来描述其操作过程。
采用数值求解方法，如有限差分 法、有限元法等，对数学模型进 行求解。
利用专业模拟软件，如Aspen、 Simulink等，进行精馏塔的模拟 分析。
精馏塔的操作参数分析
01
02
二元连续精馏塔的计 算与分析汇总课件
目录
PART 01
绪论
精馏塔的定义与重要性
精馏塔
是一种用于实现液体混合物分离 的设备，基于不同物质间沸点的 差异实现分离。
重要性
精馏塔是化工、石油、食品等工 业中常用的分离设备，对于提高 产品质量、降低能耗具有重要意义。
连续精馏塔具有连续进料、连续出料的特点，适合大规模生产；间歇精馏塔则 适合小规模或试验生产。二元精馏塔主要针对两种主要成分的分离，操作较为 简单。
二元连续精馏塔的应用与发展
应用
二元连续精馏塔广泛应用于石油、化 工、制药等领域，用于分离两种沸点 相近的物质。
发展
随着分离技术的不断进步，二元连续 精馏塔在操作工艺、热力学、节能降 耗等方面不断优化，未来发展方向为 高效、节能、环保。
THANKS
感谢观看
03
通过热量衡算可以确定各组分的温度分布和热能利 用情况。
精馏塔的塔板数计算
01
02
03
根据操作条件和分离要 求，确定适宜的塔板数。
通过计算理论板数和实 际板数，确定适宜的操 作压力、温度和进料位置。
塔板数计算是精馏塔设 计和操作的重要参数， 直接影响分离效果和能耗。
PART 03
二元连续精馏塔的模拟与 分析
精馏塔的模拟方法
01
数学模型建立
02
数值求解方法
03
模拟软件应用
根据精馏塔的物理和化学性质， 建立数学模型来描述其操作过程。
采用数值求解方法，如有限差分 法、有限元法等，对数学模型进 行求解。
利用专业模拟软件，如Aspen、 Simulink等，进行精馏塔的模拟 分析。
精馏塔的操作参数分析
01
02
二元连续精馏塔的计 算与分析汇总课件
目录
PART 01
绪论
精馏塔的定义与重要性
精馏塔
是一种用于实现液体混合物分离 的设备，基于不同物质间沸点的 差异实现分离。
重要性
精馏塔是化工、石油、食品等工 业中常用的分离设备，对于提高 产品质量、降低能耗具有重要意义。
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作y－x图、t－x－y图； 求最小回流比Rmin、实际回流比R； 图解法求理论板数N。
11
（2）全塔效率ET 可查P145页图11-21确定
或：av =0.1～1.0时， ET 0.49( av )0.245
（3）实际塔板数NP
NP N / ET
分别求精馏段和提馏段所需实际板数
（二）塔的工艺条件底，形式有夹套式、蛇管式、列管式。
大塔一般在塔外，形式为列管式，有立式和卧式两种。
6、冷却方式
通常在塔顶设置蒸气全部冷凝的全凝器。其为辅助设备，需
进行选型，多采用列管式，水平或垂直放置。
10
二、工艺计算 （一）全塔物料衡算
1、计算原料液、塔顶、塔底浓度 2、平均分子量：（原料液MF、塔顶MD 、塔底MW ） 3、物料衡算求W、D kmol/h 4、塔板数的计算 （1）理论板数的计算：
◇确定理论塔板数（作图法）、实际板数； ◇确定塔高和塔径。
6
3、塔板设计： ◇设计塔板各主要工艺尺寸 溢流装置、塔板布置、筛孔或浮阀的设计及排列（图）； ◇进行流体力学校核计算； ◇画出塔的负荷性能图。
4、管路及附属设备的设计与选型，如冷凝器、泵等。 5、抄写说明书。 6、绘制精馏装置工艺流程图和精馏塔装配图。
tm(提)=( tW+ tF)/2
t/℃
如图：xF=0.5， xw=0.05时， 泡点进料tF=92℃ （露点进料tF=101℃） 塔底 tw=108℃
提馏段平均温度：
tm=( tW+ tF)/2 ＝(92+108)/2＝100 ℃
110 100 90 80
0
p=101.3kPa
t-y t-x
13
x (y) 1.0
4
3、注意事项 整个设计是由论述、计算和绘图三部分组成。 ◇论述应该条理清晰，观点明确； ◇计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所用
数据必须注明出处； ◇图表应能简要表达计算的结果。
5
三、化工原理课程设计的步骤
本设计按以下几个阶段进行： 1、根据设计任务和工艺要求，确定设计方案。根据给定任务， 对精馏装置的流程、操作条件、塔板类型等进行论述。 2、蒸馏塔的工艺计算
2
二、化工原理课程设计的内容
1、课程设计的基本内容 （1）设计方案简介 对给定或选定的工艺流程，主要的设备型式进行简要的论述； （2）主要设备的工艺设计计算 包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸 计算及结构设计； （3）典型辅助设备的选型和计算 对典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定； （4）工艺流程简图 以单线图的形式绘制流程图，标出主体设备和辅助设备的物料 流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点； （5）主体设备工艺条件图（装配图）
精馏塔的设计计算
1
第一节 概述
一、化工原理课程设计的目的和要求
通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合 理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想， 在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
14
3、平均密度
（1）气相平均密度
Vm
pmM Vm RTm
（2）液相平均密度
1
Lm
7
第二节 板式精馏塔的工艺计算
一、设计方案的确定 1、装置流程的确定：
经济方面：充分考虑整个系统的热能利用，降低操作费用。 操作的稳定性：加热蒸汽的压力、进料量、回流液等 2、操作压力的选择：设计压力一般指塔顶压力。 蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。
确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，
此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设 计和制造上提供了方便。 4、多股进料
本次设计宜采用单股进料。
9
5、加热方式的选择
◇加热方式：蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设
置再沸器。若塔底产物近于纯水，而且在浓度稀薄时溶液的相对
挥发度较大(如酒精与水的混合液)，便可采用直接蒸汽加热。
◇加热剂：T＜180℃，常用饱和水蒸气。
图面上应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表；3
2、课程设计组成 （1）设计说明书主要内容：
◇封面（课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 ）； ◇ 目录； ◇ 设计任务书； ◇ 工艺流程图及设计方案说明； ◇ 设计条件及主要物性参数表； ◇ 工艺设计计算； ◇ 设计结果汇总表； ◇ 辅助设备的设计及选型； ◇ 设计评述及设计者对本设计有关问题的讨论； ◇参考资料。 （2） 工艺流程图及主体设备装配图；
兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
可考虑取常压操作，塔顶压力为4kPa（表压），
每层塔板压降p≤0.7kPa。
8
3、进料状况的选择 进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切
的联系。 在实际的生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热到
泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较 容易控制，不致受季节气温的影响。
1、操作压强
塔顶： pD pD表 101 .3 kPa
塔底： pW pD表 101 .3 NP p kPa
进料： pF pD表 101 .3 N（P 精） p kPa
平均压强：pm(精)=( pD+ pF)/2
pm(提)=( pW+ pF)/2
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2、操作温度
塔顶tD ：可由t-x-y图查得塔顶tD 、塔底tW 、进料处tF 。 平均温度：tm(精)=( tD+ tF)/2
2、平均摩尔质量 （1）由塔顶、塔底、进料处的浓度计算平均摩尔质量； （2）计算精馏段平均摩尔质量MVm (精)、 MLm (精)； （3）计算提馏段平均摩尔质量MVm (提)、 MLm (提)。
如塔顶：y1 = xD =0.966，按气液平衡关系 可查得x1 =0.916 则：MVDm= 0.966×78.11+(1－0.966) ×92.13=78.59 kg/kmol MLDm= 0.916×78.11+(1－0.916) ×92.13=79.29 kg/kmol
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（2）全塔效率ET 可查P145页图11-21确定
或：av =0.1～1.0时， ET 0.49( av )0.245
（3）实际塔板数NP
NP N / ET
分别求精馏段和提馏段所需实际板数
（二）塔的工艺条件底，形式有夹套式、蛇管式、列管式。
大塔一般在塔外，形式为列管式，有立式和卧式两种。
6、冷却方式
通常在塔顶设置蒸气全部冷凝的全凝器。其为辅助设备，需
进行选型，多采用列管式，水平或垂直放置。
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二、工艺计算 （一）全塔物料衡算
1、计算原料液、塔顶、塔底浓度 2、平均分子量：（原料液MF、塔顶MD 、塔底MW ） 3、物料衡算求W、D kmol/h 4、塔板数的计算 （1）理论板数的计算：
◇确定理论塔板数（作图法）、实际板数； ◇确定塔高和塔径。
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3、塔板设计： ◇设计塔板各主要工艺尺寸 溢流装置、塔板布置、筛孔或浮阀的设计及排列（图）； ◇进行流体力学校核计算； ◇画出塔的负荷性能图。
4、管路及附属设备的设计与选型，如冷凝器、泵等。 5、抄写说明书。 6、绘制精馏装置工艺流程图和精馏塔装配图。
tm(提)=( tW+ tF)/2
t/℃
如图：xF=0.5， xw=0.05时， 泡点进料tF=92℃ （露点进料tF=101℃） 塔底 tw=108℃
提馏段平均温度：
tm=( tW+ tF)/2 ＝(92+108)/2＝100 ℃
110 100 90 80
0
p=101.3kPa
t-y t-x
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x (y) 1.0
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3、注意事项 整个设计是由论述、计算和绘图三部分组成。 ◇论述应该条理清晰，观点明确； ◇计算要求方法正确，误差小于设计要求，计算公式和所用
数据必须注明出处； ◇图表应能简要表达计算的结果。
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三、化工原理课程设计的步骤
本设计按以下几个阶段进行： 1、根据设计任务和工艺要求，确定设计方案。根据给定任务， 对精馏装置的流程、操作条件、塔板类型等进行论述。 2、蒸馏塔的工艺计算
2
二、化工原理课程设计的内容
1、课程设计的基本内容 （1）设计方案简介 对给定或选定的工艺流程，主要的设备型式进行简要的论述； （2）主要设备的工艺设计计算 包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、设备的工艺尺寸 计算及结构设计； （3）典型辅助设备的选型和计算 对典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定； （4）工艺流程简图 以单线图的形式绘制流程图，标出主体设备和辅助设备的物料 流向、物流量、能流量和主要化工参数测量点； （5）主体设备工艺条件图（装配图）
精馏塔的设计计算
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第一节 概述
一、化工原理课程设计的目的和要求
通过课程设计，学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合 理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想， 在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
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3、平均密度
（1）气相平均密度
Vm
pmM Vm RTm
（2）液相平均密度
1
Lm
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第二节 板式精馏塔的工艺计算
一、设计方案的确定 1、装置流程的确定：
经济方面：充分考虑整个系统的热能利用，降低操作费用。 操作的稳定性：加热蒸汽的压力、进料量、回流液等 2、操作压力的选择：设计压力一般指塔顶压力。 蒸馏操作通常可在常压、加压和减压下进行。
确定操作压力时，必须根据所处理物料的性质，
此外，在泡点进料时，精馏段与提馏段的塔径相同，为设 计和制造上提供了方便。 4、多股进料
本次设计宜采用单股进料。
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5、加热方式的选择
◇加热方式：蒸馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热，设
置再沸器。若塔底产物近于纯水，而且在浓度稀薄时溶液的相对
挥发度较大(如酒精与水的混合液)，便可采用直接蒸汽加热。
◇加热剂：T＜180℃，常用饱和水蒸气。
图面上应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表；3
2、课程设计组成 （1）设计说明书主要内容：
◇封面（课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间 ）； ◇ 目录； ◇ 设计任务书； ◇ 工艺流程图及设计方案说明； ◇ 设计条件及主要物性参数表； ◇ 工艺设计计算； ◇ 设计结果汇总表； ◇ 辅助设备的设计及选型； ◇ 设计评述及设计者对本设计有关问题的讨论； ◇参考资料。 （2） 工艺流程图及主体设备装配图；
兼顾技术上的可行性和经济上的合理性进行考虑。
可考虑取常压操作，塔顶压力为4kPa（表压），
每层塔板压降p≤0.7kPa。
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3、进料状况的选择 进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切
的联系。 在实际的生产中进料状态有多种，但一般都将料液预热到
泡点或接近泡点才送入塔中，这主要是由于此时塔的操作比较 容易控制，不致受季节气温的影响。
1、操作压强
塔顶： pD pD表 101 .3 kPa
塔底： pW pD表 101 .3 NP p kPa
进料： pF pD表 101 .3 N（P 精） p kPa
平均压强：pm(精)=( pD+ pF)/2
pm(提)=( pW+ pF)/2
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2、操作温度
塔顶tD ：可由t-x-y图查得塔顶tD 、塔底tW 、进料处tF 。 平均温度：tm(精)=( tD+ tF)/2
2、平均摩尔质量 （1）由塔顶、塔底、进料处的浓度计算平均摩尔质量； （2）计算精馏段平均摩尔质量MVm (精)、 MLm (精)； （3）计算提馏段平均摩尔质量MVm (提)、 MLm (提)。
如塔顶：y1 = xD =0.966，按气液平衡关系 可查得x1 =0.916 则：MVDm= 0.966×78.11+(1－0.966) ×92.13=78.59 kg/kmol MLDm= 0.916×78.11+(1－0.916) ×92.13=79.29 kg/kmol