苯—氯苯筛板塔化工原理课程设计说明书
课程设计说明书
武汉工程大学
化工与制药学院
课程设计说明书
课题名称4万吨/年苯—氯苯精馏筛板塔设计
专业班级14级能源化学工程1班
学生学号1406211018
学生姓名毛宁
学生成绩
指导教师
课题工作时间2016.12.5—2016.12.18 __
武汉工程大学化工原理课程设计
化工与制药学院
课程设计任务书
专业能源化工班级2014级1班学生姓名毛宁
发题时间：2016 年12 月 5 日
一、课题名称
苯-氯苯溶液连续精馏筛板塔设计
二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）
学校图书馆相关资料齐全，化工原理课程中心老师具有多年指导课程设计的经验。
三、设计任务（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等，只需
简明列出大项目）
1．设计方案的确定
2．工艺流程图的确定
3．操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、回流比等）
4．塔的工艺计算
（1）全塔物料衡算
（2）最佳回流比的确定
（3）理论板及实际板的确定
（4）塔径的计算
（5）降液管及溢流堰尺寸的确定
（6）浮阀数及排列方式（筛板孔径及排列方式）的确定
（7）塔板流动性能的校核
（8）塔板负荷性能图的绘制
（9）塔板设计结果汇总表
5．辅助设备工艺计算
（1）换热器的面积计算及选型
（2）各种接管管径的计算及选型
（3）泵的扬程计算及选型
6．塔设备的结构设计：（包括塔盘、裙座、进出口料管）
7．撰写课程设计说明书一份；绘制带控制点的工艺流程图及主体设备详细工艺条件图（或装配图）各一张。
四、设计所需技术参数
原料：苯-氯苯溶液
原料温度：30℃
处理量：4万吨/年
原料组成（苯的质量分数）：40%
产品要求：塔顶产品中苯的质量分数不低于：97%
塔顶产品中苯的回收率：99%
生产时间：300天（7200h）
冷却水进口温度：30℃
加热介质：0.6MPa（表压）饱和水蒸汽
五、设计说明书内容(指设计说明书正文中包括的主要设计内容，根据目
录列出大标题即可)
1. 引言；
2. 设计方案确定及流程说明；
3. 精馏塔工艺设计；
4. 塔板流体力学计算；
5. 精馏塔结构设计；
6. 附属设备选型；
7. 设计小结；8. 参考文献
六、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）
1.查找资料，初步确定设计方案及设计内容，1-2天
2.根据设计要求进行设计，确定设计说明书初稿，4-5天
3.撰写设计说明书，绘图，答辩，4-5天
指导教师（签名）：2016 年12 月 5 日
中心主任（签名）：2016 年12 月5 日
武汉工程大学化工原理课程设计
《课程设计》综合成绩评定表
指导教师签名：学科部主任签名：
摘要
本设计对苯—氯苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1.对主要工艺生产流程和方案进行了选择和确定。2.对生产的主要设备筛板塔进行了工艺计算设计，其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。3.绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。4.对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。本设计简明合理,能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。关键词：苯—氯苯；分离过程；筛板精馏塔。
Abstract
A suit of equipment of sieve distillation column devices which make benzene separate from chlorobenzene has been designed. The main work comprising: 1.The main processes and programmes of the production have been selected and determined.2.The main container filler tower has been designed, including①the balance reckon of the sieve plate tower ; ②the number of the tower plank has been determined ; ③the calculation of properties of matter date; ④the size of the distillation tower has been computed; ⑤the main tray size of the distillation tower has been reckoned.3.Production craftwork flow chart and design condition chart of the distillation tower has been drawn.4.The questions of the design process have been discussed and reviewed. The design is simple and reasonable, and can meet the needs of the initial production process, a certain role in guiding the practice.
Keywords:Benzene-chlorobenzene; separation; sieve distillation column
前言
本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内，以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯，由塔底采出氯苯。塔顶产品中苯的质量分率不低于97%，塔顶产品中苯的回收率为99%。
高径比很大的设备称为塔器。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，达到传质及传热的目的。常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
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：
⑴生产能力大．在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。
事实上，对于现有的任何一种塔型，都不可能完全满足上述所有要求，仅是在某些方面具有独到之处．
根据设计任务书，此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。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、维修都较容易。从而一反长期的冷落状况，获得了广泛应用。近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板（孔径可达20－25mm），导向筛板等多种形式。
筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分，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，近年来有大孔径（10－25mm）筛板的，它具有制造容易，不易堵塞等优点，只是漏液点低，操作弹性小。
筛板塔的特点如下：
⑴结构简单、制造维修方便。
⑵生产能力大，比浮阀塔还高。
⑶塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏。
⑷塔板效率较高，但比浮阀塔稍低。
⑸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。
⑹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。
目录
摘要........................................................................................................................................................错误！未定义书签。Abstract........................................................................................................................................................错误！未定义书签。
前言 ..................................................................................................................................................... II 第1章流程的确定和说明.. (1)
第2章精馏塔设计计算 (3)
2.1 操作条件与基础数据 (3)
2.1.1 操作压力 (3)
2.1.2 操作条件 (3)
2.2 全塔物料衡算 (3)
2.2.1 基础计算 (3)
2.2.2 物料衡算 (4)
2.2.3 求最小回流比及操作回流比 (4)
2.2.4气液相负荷 (5)
2.2.5精馏段提馏段的操作线方程以及相平衡方程 (5)
2.3.2 实际塔板数的计算 (7)
2.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)
2.4.1 操作压力计算 (9)
2.4.2 平均摩尔质量计算 (9)
2.4.3 平均密度的计算 (10)
2.4.4 液相平均表面张力计算 (11)
2.4.5 液相平均粘度的计算 (12)
2.5热量衡算 (13)
2.6 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)
2.6.1 塔径的计算 (15)
2.6.2 精馏塔有效高度的计算 (17)
第3章塔板工艺尺寸的计算 (18)
3.1 溢流装置计算 (18)
3.2塔板设计 (19)
3.3筛板的流体力学验算 (21)
3.3.1塔板压降 (21)
3.3.2液面落差 (22)
3.3.3液沫夹带 (22)
3.3.4漏液 (22)
3.3.5液泛 (23)
3.4塔板负荷性能图 (24)
3.4.1漏液线 (24)
3.4.2液沫夹带线 (25)
3.4.3液相负荷下限线 (27)
3.4.4液相负荷上限线 (27)
3.4.5液泛线 (28)
3.4.6操作线 (30)
第4章精馏塔的结构附属设备 (34)
4.1.1冷凝器 (34)
4.1.3除沫器 (35)
4.1.4原料泵 (36)
4.2各接管尺寸的确定 (37)
4.2.1进料管 (37)
4.2.2回流液管 (37)
4.2.3塔底出料管 (37)
4.2.4塔顶蒸汽管 (37)
4.2.5法兰 (38)
4.3塔高的设计 (38)
4.3.1塔顶空间 (38)
4.3.2塔底空间 (38)
4.3.3人孔 (38)
4.3.4裙座高度 (38)
4.3.5封头 (38)
4.3.6塔高 (39)
第5章设计结果的自我总结和讨论 (40)
5.1设计结果的自我总结 (40)
5.2结束语 (41)
参考文献 (42)
附录 (43)
第1章流程的确定和说明
精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。
原料液由高位槽经过预热器预热后送入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液)，再沸器中原料液部分气化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵，有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。测量物流各项参数。
塔顶冷凝装置根据生产状况决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之，确定流程时要全面，合理地兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。
流程简图如下：
图1-1 流程简图
F ——原料流量，h Kmol ； D ——馏出液流量，h Kmol ；
W ——釜液流量，h Kmol ； F x ——原料中易挥发组分的摩尔分数；
D x ——馏出液中易挥发组分的摩尔分数；W x ——釜液中易挥发组分的摩尔分数。
第2章 精馏塔设计计算
2.1 操作条件与基础数据 2.1.1 操作压力
精馏操作按操作压力可分为常压、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，对分离有利。但当压力太低时，对设备要求太高，设备费用增加。因此在设计时一般采用常压蒸馏苯-氯苯系统在常压下挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏。 2.1.2 操作条件
1.塔顶压强4KPa (表压)；
2.回流比min 2R R =；
3.塔底加热蒸汽压力 0.6MPa (表压)；
4.单板压降 ≤0.7KPa ;
5.冷却水进口温度30℃，出口温度40℃
6.进料热状态：泡点进料q=1
7.建厂地址：武汉 2.2 全塔物料衡算 2.2.1 基础计算
已知：原料液 F =4吨=4×107
kg ，原料液中单位时间质量=F 56.5555300
24100.47
=??h kg /
取5556h kg /
⑴ 进料液、馏出液的摩尔组成
进料液摩尔组成F x =
4900.056
.112/4.0-111.78/4.011
.78/4.0=+）（
馏出液摩尔组成D x =9790.056
.112/)97.01(11.78/97.011
.78/97.0=-+
⑵ 平均摩尔质量
68.9556.112)4900.01(11.784900.0=?-+?=F M
63.7856.112)9790.0-1(11.789790.0=?+?=D M 2.2.2 物料衡算
进料液摩尔流量F=56.5555300
24100.47
=??kg/h
总物料衡算 W D F += ⑴
易挥发组分物料衡算 W D F x W x D x F ?+?=? ⑵ 塔顶苯的回收率η=
99.0x =f
d
Fx D （3） 联立⑴ ⑵ (3)两式得 0427
.0/323.30/373.27w ===X h km ol W h
km ol D
09.11156.112)0427.0-1(11.780427.0w =?+?=M 2.2.3 求最小回流比及操作回流比
因为泡点进料q=1，所以4900.0==F q x x ，由图2-1用内插法求q y
即
7700
.0-8280.0y -8280.04190.0-5060.04900
.0-5060.0q =
得8327.0=q y
所以min R 427.04900
.08327.08327
.09790.0=--=
--=
q
q q D x y y x
得出854.02==m in R R 2.2.4气液相负荷
精馏段液相负荷 L=RD=0.854×27.737=23.687kmol/h
精馏段气相负荷V=L+D=(R+1)D=1.854×27.737=51.424kmol/h
提馏段液相负荷L 1=L+qF=23.687+1×58.06=81.747kmol/h
提馏段气相负荷V 1=V-(1-q)F=V-(1-1)F=51.424kmol/h 2.2.5精馏段提馏段的操作线方程以及相平衡方程
精馏段操作线方程为528.0461.011
11n +=+++=
+n D n x x R x R R y 精馏段操作线方程为528.0461.01
1
11n +=+++=
+n D n x x R x R R y 由于精馏段和提馏段平均相对挥发度相差不大，故全塔估算平均相对挥发度
表2-2 苯—氯苯汽液平衡数据
由表2-2可看出
当x=1时 α1=p 0A1/P 0B2=760/148=5.1315 当x=0时α2=P 0A2/P 0B2=2900/760=3.8158 平均相对挥发度4266.421==ααα 相平衡方程为n
n
n n n y y x y y 4266.34266.4)1(x n -=
?--=
αα
因为泡点进料q=1，所以4900.0==F q x x 第一块塔板上升的气相组成
9790
.0x y 1==D 从第一块板下降的液相组成
9133
.09790
.04266.34266.49790
.03.4266y -4.4266y x 111=?-==
第二块板上升的气相组成用精馏段操作方程求取 9490.0528.09133.0461.0528.0461.0y 12=+?=+=x 第二块板下降的液相组成
807
8.09490
.04266.34266.49490
.03.4266y -4.4266y x 222=?-==
第三块板上升的气相组成
9004.0528.08078.0461.0528.0461.0y 23=+?=+=x 第三块板下降的液相组成
671
3.09004
.04266.34266.49004
.03.4266y -4.4266y x 333=?-==
第四块板上升的气相组成
8375.0528.06713.0461.0528.0461.0y 34=+?=+=x 第四块板下降的液相组成
538
0.08375
.04266.34266.48375
.03.4266y -4.4266y x 444=?-==
第五块板上升的气相组成
7760.0528.05380.0461.0528.0461.0y 45=+?=+=x 第五块板下降的液相组成
F x 4390.07760
.04266.34266.47760
.03.4266y -4.4266y x 555<=?-==
因为F 5x x <，第六块板上升气相组成由提馏段操作方程计算 6728.00252.04390.0590.10252.0590.1y 56=-?=-=x 第六块板下降的液相组成
3172
.06728
.04266.34266.46728
.03.4266y -4.4266y x 666=?-==
第七块板上升的气相组成
4791.00252.03172.0590.10252.0590.1y 67=-?=-=x 第七块板下降的液相组成
1720
.04791
.04266.34266.44791
.03.4266y -4.4266y x 777=?-==
第八块板上升的气相组成
2483.00252.01720.0590.10252.0590.1y 78=-?=-=x 第八块板下降的液相组成
069
4.02483
.04266.34266.42483
.03.4266y -4.4266y x 888=?-==
第九块板上升的气相组成
0851.00252.00694.0590.10252.0590.1y 89=-?=-=x 第九块板下降的液相组成
w 999x 0206.00851
.04266.34266.40851
.03.4266y -4.4266y x <=?-==
所需总理论板数为9块，第5块加料，精馏段需4块板
表2-3 理论塔板数和塔板上的气液相平衡数据
2.3.2 实际塔板数的计算 ⑴ 全塔效率
因为0694
.0x 1-24390.0x 9133.0x 851=??==用内插法分别求得由表C
t C C W D ?=?=?=27.12495.99t 53.85t F
①精馏段平均温度：C ...t t t F
D ?=+=
+=225912
95
9953822
1
根据表2-1用内插法分别求出此温度下液气组成
液相组成
6498.05.908.925
.90225.91608.0669.0x -669.0=?--=-X
气相组成
8981.05
.908.925
.90225.91881.0906.0y 906.0=?--=--y 苯和氯苯的相对挥发度7543502
010*******
0898101111111../../.)x )/(y (/x y α==--=
表2-4 苯-氯苯液体粘度表
60
由上表2-4用内插法求得91.225℃下的粘度 s Mpa ?=2983.0苯μ s Mpa ?=4521.0氯苯μ
则液相粘度45210lg 3502029810lg 64940g lg 1lg lg 氯苯1苯11....μl x μx μ+=-+=）（
s Mpa ?=3451
.01μ 塔板效率奥康奈尔公式43.03451.075.449.0)(49.0245.0-245.0=??==-）（L T E αμ
实际塔板数块943
.04
11p1===
T T E N N ②提馏段平均温度C t t W F ?=+=+=11.1122
27
.12495.992t 2 根据表2-1用内插法分别求出此温度下液气组成
液相组成
2201.03.1113.1143.11111.112188.0232.0x -232.0=?--=-X
气相组成
5577.03
.1113.1143
.11111.1125110.05750.0y 5750.0=?--=--y 苯和氯苯的相对挥发度47.47799
.0/4423.02201
.0/5577.0)1/()1(/y 22222==--=
x y x α
由上表2-3用内插法求得112.11℃下的粘度
s Mpa ?=2491
.0苯μ s Mpa ?=4117.0氯苯μ 则液相粘度41170lg 7799024910lg 22010g lg 1lg lg 氯苯2苯22....μl x μx μ+=-+=）（
s Mpa ?=3686.02μ
塔板效率奥康奈尔公式43.03686.047.449.0)(49.0245
.0-245.0=??==-）（L T E αμ
塔板实际塔板数 块943
.04
22p2===
T T E N N 全塔所需实际板数：块加料板位于第块10,18N 21p =+=p p N N 全塔效率：0000p T 4.4410018
8
N 1-N E =?==
T 2.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 2.4.1 操作压力计算
塔顶操作压力（绝压） kPa P D 3.10543.101=+= 每层塔板压降 kPa 7.0P =?
进料板压力kPa P F 3.112107.03.105=?+= 塔底操作压力kPa P W 9.117187.03.105
=?+= 精馏段平均压力kPa P m 8.1082
3
.1123.1051=+=
提馏段平均压力ka P m 1.1152
9
.1173.1122=+=
2.4.2 平均摩尔质量计算 塔顶平均质量计算
由9790.01D ==y x 9133.0x 1=
kmol
kg M X M X M kmol
kg M y M M A A LDm B A VDm /10.8156.112)9133.01(11.789133.01(/83.7856.112)9790.01(11.789790.01(y 1111=?-+?=-+==?-+?=-+=））
塔底平均质量计算
0206.09=x 0851.0y 9=
kmol
kg M x M x M kmol
kg M M M B A LFm B A VWm /85.11156.112)0206.01(11.780206.0)1(/63.10956.112)851.01(11.780851.0)y 1(y 9999=?-+?=-+==?-+?=-+= 进料板平均质量计算
4900.0x F = 根据表2-1内插法求F y
化工原理课程设计---苯冷却器的设计
XXXX大学 化工原理课程设计 题目______________________________________________ 姓名：____________________________________________ 专业：____________________________________________ 指导老师：________________________________________ 日期:
目录 一、......................................... 设计任务书 1设计题目 ............................... 2、...................................... 工艺要求及操作条件 3、...................................... 设计要求 二、......................................... 设计说明书 1确定设计方案 ........................... 2、...................................... 确定物性数据 3、...................................... 计算总传热系数 4、...................................... 计算出热面积 5、...................................... 工艺结构尺寸的计算 6、...................................... 换热器核算 三、......................................... 设计课汇集 四、......................................... 评价 五、......................................... 参考文献
化工原理课程设计板式精馏塔设计
课程编号 化工原理课程设计 板式精馏塔设计 院系: 班级 姓名: 学号: 学分: 任课老师: 课程成绩: 2013年8月11日目录
一、设计任务书 (3) 二、概述 (5) 三、设计条件及要紧物性参数 (11) 四、工艺设计计算 (13) 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (19) 六、塔板设计工艺设计 (21) 七、塔板的校核 (22) 八、塔板负荷性能
曲 (28) 九、辅助设备选型 (35) 十、设计结果汇总表 (42) 十一、对设计过程的评述和相关问题的讨论 (43) 十二、要紧符号讲明 (44)
一、设计任务书 1、设计题目 分离醋酸——水混合物常压精馏（筛板）塔的工艺 2、设计条件 1)生产能力：年产量D=3万吨(每年生产日按330天计算)； 2)原料：含醋酸30%（摩尔分数）的粗馏冷凝液，以醋酸——水二元体系； 3)采纳直接蒸汽加热； 4)采纳泡点进料； 5)塔顶馏出液中醋酸含量大于等于99.9%； 6)塔釜残出液中醋酸含量小于等于2%； 7)其他参数（除给出外）可自选； 8)醋酸——水的相对挥发度为α=1.65，醋酸密度为1.049，水的密度为0.998，混合液的表面张力=20mN/m； 3、设计讲明书的内容 1)目录； 2)设计题目及原始数据(任务书)； 3)简述醋酸—水精馏过程的生产方法以及特点； 4)论述精馏塔总体结构的选择和材料的选择；
5)精馏过程的有关计算（物料衡算，理论塔板数，回流比，塔高，塔径，塔板设计管径等）； 6)设计结果概要（要紧设备尺寸，衡算结果等）； 7)主体设备设计计算及讲明； 8)附属设备的选择； 9)参考文献； 10)后记及其他 4、设计图要求 1)绘制要紧装置图，设备技术要求，要紧参数，大小尺寸，部件明细表，标题栏； 2)绘制设备流程图一张； 3)用坐标纸绘制醋酸——水溶液y—x图一张，同时用图解法求理论塔板数； 4)用坐标纸绘制温度与气液相含量的关系图；
化工原理课程设计(筛板塔)
xxxxxxxxxxxx 课程设计说明书 设计题目：化工原理课程设计 板式精镏塔的设计 学院：化学工程学院 专业班级： xxxxxxxxxx 学生姓名： xxxxxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxxxxxx 成绩： 2015年6月3日 目录 序言 (3) 一．全塔物料衡算 (5) 二、塔顶温度、塔底温度及最小回流比 (6) 2.1 确定操作压力 (6)
2.2 用试差法计算塔顶温度（即露点温度） (6) 2.3用试差法计算塔底温度（即泡点温度）: (8) 2.4 计算最小回流比Rmin (10) 三．确定最佳造作回流比与塔板层数 (10) 3.1 求相平衡方程式，并化成最简的形式 (10) 3.2 初选操作回流比计算理论塔板数 (10) 3.3 绘制R～NT曲线，确定最佳回流比及最佳理论板数 (25) 3.4塔板效率及全塔理论板数 (26) 四．塔板间距、塔径及塔板结构尺寸的确定 (27) 4.1塔板间距、溢流方式及降液管尺寸的确定 (27) 4.2板面筛孔位置的设计 (30) 4.3水力学性能参数的计算、校核 (31) 4.4降液管液泛情况的校验 (33) 五．负荷性能图及操作性能评定 (34) 5.1负荷性能图 (34) 5.2根据上表相关数据，作出筛板的负荷性能图 (36) 六.操作性能的评定 (36) 6.1本设计的操作条件 (36) 6.2操作弹性系数与工作点的安定系数 (36) 七．筛板设计计算的主要结果 (37) 八．参考资料 (38) 结束语 (41)
序言 化工原理课程设计是学习化工原理学的一个重要环节，是综合应用本门课程和有关课程所学知识，完成以单元操作为主的一次化工的设计实践。通过这一环节，使我们掌握化工单元操作设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练，同时在设计过程中使学生养成尊重向实践学习，实事求是的科学态度，逐步树立正确的设计思想、经济观点和严谨的工作作风，并使学生得到化工设计的初步训练，为毕业设计奠定基础。 精馏是分离液体混合物最常用的一种操作，它通过汽、液两相的直接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传质过程。
化工原理课程设计最终版
青岛科技大学 化工课程设计 设计题目：乙醇-正丙醇溶液连续板式精馏塔的设计指导教师： 学生姓名： 化工学院—化学工程与工艺专业135班 日期:
目录一设计任务书 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 （二）精馏塔设计模拟 （三）塔板工艺尺寸计算 1）塔径 2）溢流装置 3)塔板分布、浮阀数目与排列 （四）塔板的流体力学计算 1）气相通过浮阀塔板的压强降2）淹塔 3)雾沫夹带 （五）塔板负荷性能图 1）雾沫夹带线 2）液泛线 3）液相负荷上限 4）漏液线 5）液相负荷上限 （六）塔工艺数据汇总表格 三塔的附属设备的设计 （一）换热器的选择 1)预热器 2)再沸器的换热器 3)冷凝器的换热器 （二）泵的选择 四塔的内部工艺结构 （一）塔顶 （二）进口 ①塔顶回流进口 ②中段回流进口 （三）人孔 （四）塔底 ①塔底空间 ②塔底出口 五带控制点工艺流程图 六主体设备图 七附件 （一）带控制点工艺流程图 （二）主体设备图 八符号表 九讨论 十主要参考资料
一设计任务书 【设计任务】设计一板式精馏塔，用以完成乙醇-正丙醇溶液的分离任务 【设计依据】如表一 表一 【设计内容】 1）塔板的选择； 2）流程的选择与叙述； 3）精馏塔塔高、塔径与塔构件设计； 4）预热器、再沸器热负荷及加热蒸汽消耗量，冷凝器热负荷及冷却水用量，泵的选择； 5）带控制点工艺流程图及主体设备图。 二塔板的工艺设计 （一）设计方案的确定 本设计的任务是分离乙醇—正丙醇混合液，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，运用Aspen软件做出乙醇—正丙醇的T-x-y 相图，如图一：
图一：乙醇—正丙醇的T-x-y相图 由图一可得乙醇—正丙醇的质量分数比为0.5:0.5时，其泡点温度是84.40o C （二）精馏塔设计模拟 1.初步模拟过程 运用Aspen软件精馏塔Columns模块中DSTWU模型进行初步模拟，并不断进行调试，模拟过程及结果如下：
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。 |
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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)
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
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：化学工程与工艺（精细化工方向） 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 5 月31 日
《化工原理课程设计》任务书 2011～2012 学年第2学期 学生姓名：专业班级：化学工程与工艺(2009) 指导教师：工作部门：化工教研室 一、课程设计题目：填料吸收塔的设计 二、课程设计内容（含技术指标） 1. 工艺条件与数据 煤气中含苯2%（摩尔分数），煤气分子量为19；吸收塔底溶液含苯≥0.15%（质量分数）；吸收塔气-液平衡y*=0.125x；解吸塔气-液平衡为y*=3.16x；吸 收回收率≥95%；吸收剂为洗油，分子量260，相对密度0.8；生产能力为每小时 处理含苯煤气2000m3；冷却水进口温度＜25℃，出口温度≤50℃。 2. 操作条件 吸收操作条件为：1atm、27℃，解吸操作条件为：1atm、120℃；连续操作；解吸气流为过热水蒸气；经解吸后的液体直接用作吸收剂，正常操作下不再补充 新鲜吸收剂；过程中热效应忽略不计。 3. 设计内容 ①吸收塔、解吸塔填料层的高度计算和设计； ②塔径的计算； ③其他工艺尺寸的计算。 三、进度安排 1．5月14日：分配任务； 2．5月14日-5月20日：查询资料、初步设计； 3．5月21日-5月27日：设计计算，完成报告。 四、基本要求 1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。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的工艺流程图。 设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作 条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算； 设计结果概览；附录；参考文献等。 2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)。 教研室主任签名： 年月日
化工原理课程设计
《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)
苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 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.精馏塔主要工艺尺寸；
化工原理课程设计-苯加热器设计
太原工业学院 化工原理课程设计 苯加热器设计 系： 班级： 姓名： 学号： 完成时间：年月日
课程设计任务书 设计一个换热器，将纯苯液体从55℃加热到80℃。纯苯的流量为1.4×104 kg/h。加热介质采用的是具有200 kPa的水蒸气。要求纯苯液体在换热器中的压降不大于30kPa，试设计或选择合适的管壳式换热器，完成该任务。 设计要求 （1）换热器工艺设计计算 （2）换热器工艺流程图 （3）换热器设备结构图 （4）设计说明
目录 一、方案简介 (4) 二、方案设计 (5) 1、确定设计方案 (5) 2、确定物性数据 (5) 3、计算总传热系数 (5) 4、工艺结构尺寸 (6) 5、换热器核算 (7) 三、设计结果一览表 (10) 四、设计总结 (12) 五、参考文献 (13) 附图··········································································
一、方案简介 1、概述 换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位，由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，估换热器的类型也是多种多样。 按用途特可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，根据冷、热流体热量交换的原理和方式可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。 间壁式换热器的特点是冷、热流体被固定壁面间隔开，不想混合，通过间壁进行热量的交换。此类换热器中，以列管式应用最广。本设计任务是利用饱和水蒸气给纯苯加热。利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。 2、换热器类型 列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，主要分三大类：固定管板式、浮头式、U型管式。 （1）固定管板式换热器结构简单，成本低，壳程检修和清洗困难，壳程必须是清洁、不易产生垢层和腐蚀的介质。 （2）浮头式换热器结构较为复杂，成本高，消除了温差应力，是应用较多的一 种结构形式。 （3）U型管式换热器结构简单，适用于高温和高压场合，但管内清洗不易，制 造困难。 二、方案设计 某厂在生产过程中，需将纯苯液体从55℃冷却到80℃。纯苯的流量为1.4×104kg/h。加热介质采用的三具有200 kPa的水蒸气,要求纯苯液体在换热器中的压降不大于30kPa。试设计或选择合适管壳式换热器。 1．确定设计方案 （1）选择换热器的类型 两流体温度变化情况： 冷流体进口温度55℃，出口温度80℃。 热流体为饱和水蒸气，温度恒为T s，查表得，200kPa的饱和水蒸气的饱和温度为T s=120℃ 该换热器采用饱和水蒸气冷凝放热来加热冷流体，管壁与壳壁温差较大，流体压强不高，初步确定选用固定管板式换热器，考虑到管壁与壳壁温差较大情况，因此，换热器应安装膨胀节，进行热补偿。 （2）管程安排 从流体流经管程或壳程的选择标准来看，纯苯液体有毒，为减少向环境泄露的机会，苯宜走管程；水蒸气较洁净，不会污染壳程，所以饱和蒸汽宜走壳程，以便及时排除冷凝液。综上所述，纯苯液体走管程，饱和水蒸气走壳程。 2、确定物性数据
化工原理课程设计苯和甲苯
化工原理课程设计说明书 设计题目：苯-甲苯分离过程筛板式精馏塔设计者：班级化工2009级（1）班 姓名郑健 学号 2009071976 日期 2012年6月26日 指导教师：（签名） 设计成绩：日期 单位：石河子大学化学化工学院化工系
目录 1设计方案的选择及流程说明 (4) 1.1概述 (4) 1.1.1精馏原理 (4) 1.1.2精馏塔选定 (4) 1.2设计方案的确定 (4) 2精馏塔的物料衡算 (5) 2.1原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量 (5) 2.2原料液及塔顶和塔底的摩尔分率 (5) 2.3物料衡算 (5) 3塔数的确定 (6) N的求取 (6) 3.1理论板层数 T 3.1.1相对挥发度的求取 (6) 3.1.2求最小回流比及操作回流比 (6) 3.1.3求精馏塔的气、液相负荷 (7) 3.1.4求操作线方程 (7) 3.1.5采用逐板法求理论板层数 (7) 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 (8) 4.1操作压力的计算 (8) 4.2操作温度的计算 (9) 4.3平均摩尔质量计算 (9) 4.4平均密度计算 (10) 4.4.1气相平均密度计算 (10) 4.4.2液相平均密度计算 (10) 4.5液体平均表面张力的计算 (11) 4.6液体平均黏度计算 (12) 5塔及塔板的工艺尺寸的设计计算 (13) 5.1塔径的设计计算 (13) 5.1.1精馏段： (13) 5.1.2提馏段： (14) 5.2塔的有效高度的计算 (15)
5.3塔的实际高度的计算 (15) 5.4溢流装置的计算 (15) 5.4.1精馏段： (15) 5.4.2提馏段： (16) 5.5塔板布置 (17) 5.5.1精馏段： (17) 5.5.2提馏段： (18) 6流体力学验算 (20) 6.1塔板压强降 (20) 6.1.1精馏段： (20) 6.1.2提馏段： (21) 6.2液沫夹带量的校核 (21) 6.2.1精馏段： (21) 6.2.2提馏段： (22) 6.3溢流液泛的校核 (22) 6.3.1精馏段： (22) 6.3.2提馏段： (23) 6.4液体在降液管内停留时间的校核 (23) 6.4.1精馏段： (23) 6.4.2提馏段： (23) 6.5漏液点的校核 (23) 6.5.1精馏段： (23) 6.5.2提馏段： (24) 7塔板负荷性能图（以精馏段为例） (25) 7.1漏液线 (25) 7.2液沫夹带线 (25) 7.3液相负荷下限线 (26) 7.4液相负荷上限线 (26) 7.5液泛线 (27) 7.6负荷性能图及操作弹性 (28) 8计算结构汇总表 (29) 9小结 (30)
化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计
化工原理课程设计 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间：2010、12、20-2011、1、6
化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4)
1概述 (5) 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1 流程简介 (7) 2.2 工艺参数选择 (8) 3 工艺计算 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)
乙醇——水筛板精馏塔工艺设计-课程设计
学院 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 学号： 设计时间： 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。 min 1.1.3 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。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大
化工原理课程设计——换热器的设计
中南大学《化工原理》课程设计说明书 题目：煤油冷却器的设计 学院：化学化工学院 班级：化工0802 学号： 1505080802 姓名： ****** 指导教师：邱运仁 时间：2010年9月
目录 §一.任务书 (2) 1.1.题目 1.2.任务及操作条件 1.3.列管式换热器的选择与核算 §二.概述 (3) 2.1.换热器概述 2.2.固定管板式换热器 2.3.设计背景及设计要求 §三.热量设计 (5) 3.1.初选换热器的类型 3.2.管程安排（流动空间的选择）及流速确定 3.3.确定物性数据 3.4.计算总传热系数 3.5.计算传热面积 §四. 机械结构设计 (9) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3.平均传热温差校正及壳程数 4.4.壳程内径及换热管选型汇总 4.4.折流板 4.6.接管 4.7.壁厚的确定、封头 4.8.管板 4.9.换热管 4.10.分程隔板 4.11拉杆 4.12.换热管与管板的连接 4.13.防冲板或导流筒的选择、鞍式支座的示意图(BI型) 4.14.膨胀节的设定讨论 §五.换热器核算 (21) 5.1.热量核算 5.2.压力降核算 §六.管束振动 (25) 6.1.换热器的振动 6.2.流体诱发换热器管束振动机理 6.3.换热器管束振动的计算 6.4.振动的防止与有效利用 §七. 设计结果表汇 (28) §八.参考文献 (29) §附：化工原理课程设计之心得体会 (30)
§一.化工原理课程设计任务书 1.1.题目 煤油冷却器的设计 1.2.任务及操作条件 1.2.1处理能力：40t/h 煤油 1.2.2.设备形式：列管式换热器 1.2.3.操作条件 (1).煤油：入口温度160℃，出口温度60℃ (2).冷却介质：循环水，入口温度17℃，出口温度30℃ (3).允许压强降：管程不大于0.1MPa,壳程不大于40KPa (4).煤油定性温度下的物性数据ρ=825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.2kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) 1.3.列管式换热器的选择与核算 1.3.1.传热计算 1.3. 2.管、壳程流体阻力计算 1.3.3.管板厚度计算 1.3.4.膨胀节计算 1.3.5.管束振动 1.3.6.管壳式换热器零部件结构 §二.概述 2.1.换热器概述 换热器是化工、炼油工业中普遍应用的典型的工艺设备。在化工厂，换热器的费用约占总费用的10%～20%，在炼油厂约占总费用35%～40%。换热器在其他部门如动力、原子能、冶金、食品、交通、环保、家电等也有着广泛的应用。因此，设计和选择得到使用、高效的换热器对降低设备的造价和操作费用具有十分重要的作用。 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，即简称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。 换热器的类型按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式。其中间壁式换热器应用最广泛，如表2-1所示。 表2-1 传热器的结构分类
化工原理课程设计(苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计)
课程设计说明书 课程设计名称化工原理课程设计 课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计 姓名 学号 专业 班级 指导教师 提交日期
化工原理课程设计任务书 (一)设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计 (二)设计任务及操作条件 设计任务 (1)原料液中含氯苯35% (质量)。 (2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2％(质量)。 (3)年产纯度为99.8％的氯苯吨41000吨 操作条件 (1)塔顶压强4KPa(表压)，单板压降小于0.7KPa。 (2)进料热状态自选。 (3)回流比R=（1.1-3）R min。 (4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压) 设备型式 F1型浮阀塔 设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行。 （三）设计内容 1）．设计说明书的内容 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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 9) 辅助设备的设计与选型 2．设计图纸要求： 1) 绘制工艺流程图
2) 绘制精馏塔装置图（四）参考资料 1．物性数据的计算与图表 2．化工工艺设计手册 3．化工过程及设备设计 4．化学工程手册 5．化工原理 苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据 其他物性数据可查有关手册。
目录 前 言 ........................................................................................................................................................ 6 1．设计方案的思考 ............................................................................................................................ 6 2.设计方案的特点 .............................................................................................................................. 6 3．工艺流程的确定 ............................................................................................................................ 6 一．设备工艺条件的计算 ...................................................................................................................... 8 1．设计方案的确定及工艺流程的说明 ............................................................................................ 8 2．全塔的物料衡算 . (8) 2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ...................................................................................... 8 2.2 平均摩尔质量 .......................................................................................................................... 8 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .............................................................................................. 8 3．塔板数的确定 ................................................................................................................................ 9 3.1理论塔板数T N 的求取 ........................................................................................................... 9 3.2 确定操作的回流比R ............................................................................................................. 10 3.3求理论塔板数 ......................................................................................................................... 11 3.4 全塔效率T E ......................................................................................................................... 12 3.5 实际塔板数 p N （近似取两段效率相同） (13) 4．操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13) 4.1平均压强 m p (13) 4.2 平均温度m t .......................................................................................................................... 14 4.3平均分子量m M (14) 4.4平均密度 m ρ (15) 4.5 液体的平均表面张力m σ (16) 4.6 液体的平均粘度 m L μ, (17) 4.7 气液相体积流量 (18) 6 主要设备工艺尺寸设计 ................................................................................................................ 19 6.1 塔径 ........................................................................................................................................ 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ................................................................................................ 20 7.1 溢流装置 ................................................................................................................................ 20 7.2 塔板布置 .. (23) 二 塔板流的体力学计算 ...................................................................................................................... 25 1 塔板压降 . (25)
化工原理课程设计
化工原理课程设计 设计题目：列管式换热器的设计 指导教师 专业班级 学生姓名 学 号 2009 年 1 月 5 日 目录 1．设计任务书及操作条件 2．前言 2.1 设计方案简介 2.2工艺流程草图及说明 3 工艺设计及计算 3.1、铺助设备计算及选型 3.2、设计结果一览表 4.设计的评述 5、主要符号说明
6、参考文献 7.主体设备条件图及生产工艺流程图（附后） 1．设计任务书及操作条件 （1）处理能力：1×104吨/年正己烷。 （2）设备型式：列管式换热器 （3）操作条件 1 正己烷（含水蒸汽20%）：入口温度1000C， 出口温度350C。 2 冷却介质：循环水，入口温度250C，出口温 度350C。
3 允许压降：不大于105Pa。 4 每年按330天计。 5 建厂地址广西 （三）设计要求 1.选择适宜的列管式换热器并进行核算。 2.要进行工艺计算 3.要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、衡算结果等） 4.编写任务设计书 5.进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张） 2．前言
2.1 设计方案简介 固定管板式换热器 换热管束固定在两块管板上，管板又分别焊在外壳的两端，管子、管板和壳体都是刚性连接。当管壁与壳壁的壁温相差大于50℃时，为减小或消除温差产生的热效应力，必须设有温差补偿装置，如膨胀节。 固定管板式换热器结构比较简单，制造简单，制造成本低，管程可用多种结构，规格范围广，在生产中广泛应用。因壳侧不易清洗，故不适宜较脏或有腐蚀性的物流的换热，适用于壳壁与管壁温差小于70℃、壳程压力不高、壳程结垢不严重、并可用化学方法清洗的场合。 本设计任务为正己烷冷却器的设计，两流体在传热过程中无相的变化，且冷、热流体间的温差不是太大或温差较大但壳程压力不高的场合。当换热器传热面积较大，所需管子数目较多时，为提高管流速，常将换热管平均分为若干组，使流体在管内依次往返多次，即为多管程，从而增大了管内对流传热系数。固定管板式换热器的优点是结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。 2.2工艺流程草图及说明 工艺流程草图附后 流程图说明： 正己烷和循环冷却水经泵以一定的流速（由泵来调控）输入换热器中经换热器进行顺流换热。正己烷由100℃降到35℃，循环冷水由25℃升到35℃，且35℃的冷水回到水槽后，由于冷水的量多，回槽的水少，且流经管路时也有被冷凝，因此不会引起槽中水温太大的变化从而使水温保持25℃左右。 3 工艺设计及计算 (1) 确定设计方案 1. 选择换热器的类型 两流体温度变化情况：热流体进口温度100℃，出口温度35℃；冷
化工原理课程设计--塔
化工原理课程设计任务书 （07 化工一班叶成 200730262460 ） 一、题目：酒精连续精馏板式塔的设计 二、原始数据： 1、乙醇—水混合物，含乙醇 32 % （质量），温度 28 C ; 2、产品：馏出液含乙醇93 % （质量），温度31 C ； 3、塔底：塔底液含乙醇0.06 % （质量） 4、生产能力：日产酒精（指馏出液）9800 kg; 5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为300 kPa; 三、任务： 1、确定精馏的流程，绘出流程图，标明所需的设备、管线及其有关观测或控制所必需的仪表和装置。 2、精馏塔的工艺设计和结构设计：选定塔板型，确定塔径、塔高及进料板的位置；选择塔板的结构型式、确定塔板的结构尺寸；进行塔板流体力学的计算（包括塔板压降、淹塔的校核及雾沫夹带量的校核等）。 3、作出塔的操作性能图、计算其操作弹性。 4、确定与塔身相连的各种管路的直径。 5、计算全塔装置所用蒸汽量和冷却水用量，确定每个换热器的传热面积并进行选型，若采用直接蒸汽加热，需确定蒸汽鼓泡管的形式和尺寸。 6、其它。 四、作业份量： 1、设计说明书一份，说明书内容见《化工过程及设备设计》的绪论，其中设计说明结果概要一项具体内容包括：塔板数、塔高、塔径、板间距、回流比、蒸汽上升速度、热交换面积、单位产品热交换面积、蒸汽用量、单位产品蒸汽用量、冷却水用量、单位产品冷却水用量、操作压强、附属设备的规格、型号及数量等。
2、塔装配图（1号图纸）；塔板结构草图（35 X35计算纸）；工艺流程图（35 X50计算纸〕 第一部分化工原理课程设计任务 原始数据： 1、乙醇—水混合物，含乙醇32 % （质量），温度28 C ; 2、产品：馏出液含乙醇93 % （质量），温度31 C; 3、塔底：塔底液含乙醇0.06 % （质量） 4、生产能力：日产酒精（指馏出液）9800 kg; 5、热源条件：加热蒸汽为饱和蒸汽，其绝对压强为300 kPa; 第二部分工艺流程图 第三部分设计方案确定 第三部分：设计方案的确定 一、操作压力： 对于酒精一一水体系，在常压下已经是液态，而且高压或者真空操作会引起操作上的其他问题以及设备费用的增加，尤其是真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用；综上所述，本设计选择常压操作。 二、进料状况： 进料状态有五种，如果选择泡点进料，即q=1时，操作比较容易控制，且不受季节气温的影响， 此外，泡点进料时精馏段和提馏段的塔径相同，设计和制造时比较方便。 三、加热方式： 采用间接蒸汽加热。 四、回流比： 适宜的回流比应该通过经济合算来确定，即操作费用和设备折旧费用之和为最低时的回流比为最适宜的回流比。我们确定回流比的方法为：先求出最小回流比R min，根据经验取操作回流比为最 小回流比的1.1 —2.0 倍，即：R=（1.1 —2.0 ）R min。 回流方式采用泡点回流，易于控制。 五、选择塔板类型： 选用F1浮阀塔板（重阀）。F1浮阀的结构简单，制造方便，节省材料，性能良好，且重阀采用厚度2mm的薄板冲制，每阀质量约为33g，其具有如下优点：生产能力大，操作弹性大，塔板 效率高，气体压强以及液面落差较小，塔的造价比较低（浮阀塔的造价一般为泡罩塔的60 —80 %, 而为筛板塔的120 —130 %）。