塔板结构及辅助设备设计
画出原则流程图（带控制点）
2．图例 图例是将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、 计量一控制仪表等图形用文字予以说明。 3．图签 图签是写出图名、设计单位、设计人员、制图人员、审 核人员(签名)、图纸比例尺、图号等项内容的一份表格， 其位置在流程图有下角。 带控制点的工艺流程图一般是由工艺专业人员和自控 专业人员合作绘制出来的。作为化工原理课程设计只要 求能标绘出测量点位置即可。
易维持均匀。(how=6mm)。
3、最大液量线：液体流量过大则降液管内液体停
留时间过短(t=5s)
4、液泛线：降液管内的泡沫层高必须小于板间距与
溢流堰高之和(Hd/Φ =HT+hw)
5、雾沫夹带线：气体流量过大可使液沫夹带过量，
塔板效率即严重下降。(ev=0.1)
弹性的计算及调整
上弹性K上>1.5 下弹性K下>1.5
4.2.1
板面布置
5) 底隙h0：一般应低于外堰高6mm。
h0＜ hW－6mm，防止气体进入降液管;一般不宜小于 20-25mm ，以防堵塞。
6）筛孔布置： 孔径d0: 3-8mm 孔间距：t/d0取2.5-5，实际取3-4 板厚：碳钢3-4mm，不锈钢2-3mm 筛孔面积A0， 开孔区面积Aa 孔数n，开孔按正三角形排列
塔板校核需要输入的数据
表3 筛板塔预选参数 mm 秒
（1）清液层高度 （2）最少停留时间
塔板校核要求
精馏段第一块板和最后一块板的结构完
全相同；
提馏段第一块板和最后一块板的结构完
全相同；
精馏段和提馏段塔板结构可以不同
6、辅助设备计算
P101 E101 E102 C101 进料泵 进料预热器 再沸器 精馏塔
塔板设计及优化
每位同学手算一块塔板！
已知条件: 汽液流量 汽液密度 液相表面张力
4.2.1
板面布置
1）塔径D—初选后校核
初选：参见13-136
校核:
雾沫夹带ev<0.1kg/kg气
注: 采用Hunt公式 (指导书式8-25)
hf=2.5hL
停留时间大于5s(式7-1)
4.2.1
板面布置
2)板间距HT:小于500mm
hP = hC + hl ‘+ hs = hC + hl (m液柱) (式8-6)
1)板压降hP
a、干板压降hC：气体通过筛孔的压降（式8-8) b、板上液层阻力hl’ ：气体通过液层及泡沫层的压降
c、表面张力压头hσ：气体通过筛孔的液层所克服的表 面张力压头
hl’ 和hσ合并考虑称为有效液层阻力hl :
4.2.1
板面布置
注：筛孔布置时应使孔动能因子在10-20间
FO u 2
(m / s ) kg / m 3
7）安定区、安装区
安装区宽度Wc=50-100mm
定区宽度Ws=70-100mm
4.2.2 塔板的水力学性能
1)板压降hP
气体穿过液层要消耗动力，就存在压降 压降太大时，液体无法从上向下流动
５、塔板校核
表1 筛板塔设计原始数据 m3/s m3/s
（1）气相流量 （2）液相流量
（3）气相密度
（4）液相密度 （5）液相表面张力
Kg/m3
Kg/m3 dyn3/cm
塔板校核需要输入的数据
表2 筛板塔设计初步结果
mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm （1）塔径 （2）塔板间距 （3）溢流堰长 （4）溢流堰高 （5）降液管底距板高 （6）孔径 （7）孔间距 （8）齿形堰齿深 （9）安装区宽度 （10）安定区宽度 （11）筛孔数 （12）筛板厚度 （13）稳定系数 （14）上弹性系数 （15）下弹性系数
塔顶第一块板距塔顶 塔底最后一块板距塔底
0.5-1.0
1.0-1.5
进料位置的板间距要适当放大
0.9 m
实际塔设备中 每10块板要有一个人孔，此位 置的板间距取 0.7-0.9 m
6.2
换热器的计算要求
估算、选型
进料预热器
冷凝器
再沸器 产品冷却器
估算、选型 估算、选型
估算、选型
6.3
板式塔塔内件的选型和水力学校核
1、板式塔的基本结构 2、板式塔的板面布置 3、板式塔的水力学性能 4、负荷性能图和上、下弹性
塔板结构工艺计算
以第一块塔板的物性数据为基础进行手算， 借助板式塔设计软件校核精馏段第一块板和最 后一块板及提馏段第一块板和最后一块板。 注：要求精馏段两块板及提馏段两块板结 构分别相同
P101 产品泵
E103A,B 冷凝器
P102 回流泵
E104 产品冷却器
6、辅助设备计算
6.1 塔高的设计
6.2 换热器的设计及选型
6.3
6.4 6.5
泵的设计及选型
接管尺寸的设计 绘制流程图
6.1
塔高的设计
直接蒸汽加热 间接蒸汽加热 2-3 3-5 m m m m
裙座高度的设计
有效液层阻力hl 与液层静压头及泡沫层的状态有关
hl =f( FO , hL)（图8－6）
hL = hW + hOW
hOW＝0.00284E(L/lW)2/3(平堰)（式7－2）
通过how=6mm可确定液流量下限线
2)稳定系数
稳定系数：筛孔气速与漏液点气速之比。
筛板塔的操作有一个下限气速（WOM），当气速低于 此点时，液体开始从筛孔中泄漏，这点称为漏液点。
3)流动型式: 单溢流
4)堰的确定：溢流堰是用于维持板上液层的元件，堰长则 液相通量大，堰短则气相通量大，堰高则气液充分接触， 堰矮则压降小。 堰长lw:一般取0.6-0.8D，可采用非标(图7-6）。
堰高hw:
对筛板塔使板上清液层高度hL在50-100mm间，对
真空塔可取低些。 hL= hw+ how， how>6mm，选平直堰 （how见式7－2） how<6mm，选齿形堰
W0 K WOM
式8－12
要求K大于1.5
WOM由式8－15计算
通过漏液点气速可确定漏液线
3)降液管液泛情况
降液管内的液面高达出口堰 顶时管内液体漫回本层塔板 极限点： 根据压力达到平衡时的情况来确定 Hd = hL + hd + hP + D hW + hOW + hd + hP + D (式7-8) hd 为液相流出降液管的局部阻力 hp 为通过每层板的气相总压降 当Hd /f ＞= HT +hW时发生液泛 f：降液管内起泡系数
管道的计算
进料管 塔顶升气管 回流管 塔釜气相回流管 釜液排出管 已知流量 估算流速 求出d
进行圆整 选标准尺寸
管口表
序号 物流 位置 相态 质量流量 体积流量 管口计算 实际流速 kg/h m3/h mm m/s 备注
6.4
泵的选型
离心泵的选用原则： ◎ 根据被输送液体的性质和操作条件，初步确定 泵的系列 ◆根据输送介质决定选用清水泵、油泵、耐腐蚀 泵、屏蔽泵等；
◆根据流量大小选用单吸泵、双吸泵等；
◆根据扬程大小选单级泵、多级泵、或两泵串、 并联等。
6.5
贮槽的设计
5天量计
1天三班计（8hr) 8hr
原料贮罐
高位槽 产品贮罐
中间槽（回流槽）20分钟计
画出原则流程图（带控制点）
1．物料流程
物料流程包括： (1)设备示意图 示意图大致依设备外形尺寸比例画出，标明设 备的主要管口，适当考虑设备合理的相对位置； (2)设备流程号； (3)物料及动力(水、汽、真空、压缩机、冷冻盐水等)管线及 流向箭头； (4)管线上的主要阀门、设备及管道的必要附件，如冷凝水排 除器、管道过滤器、阻火器等； (5)必要的计量、控制仪表加流量计、液位计、压强表、真空 表及其它测量仪表等； (6)简要的文字注释，如冷却水、加热蒸汽来源、热水及半成 品去向等。
通过降液管内液面高度可确定液泛线
塔内液面落差
对筛板塔设计，液面落差常可忽略
４）降液管停留时间
—般液体，停留时间应不少于3秒；对易起泡的 液体，停留时间应不少于5秒
t = HT * Af / LS >=5 s
通过停留时间可确定液流量上限线
5）雾沫夹带
原因： 气体对液体的曳力大于液滴的净重 现象： 大量液滴被夹带至上方塔板
Q7
Distillate
Feed
Q1
Bottoms
4.1
塔径D
堰高hw
单溢流塔板介绍
堰上液层高度how 板间距HT 底缝ho 降液管内液面高 度Hd
4.1
单溢流塔板介绍
堰长lw
堰宽wd 安定区宽4.2
结果： 塔板效率急剧降低 液沫夹带分率eV＝ 液沫夹带的量(kg/h) 干气体流量(kg/h) 正常操作eV 约0.05，一般不宜超过0.1。 可用Hunt公式计算
通过雾沫夹带可确定气流量上限线
６）负荷性能图
1、漏液线: 气体流量过低使出现漏液(式8－13） 2、最小液量线: 液体流量过低，板面上的液流不
二元物系连续精馏装置设计
筛板塔内件水力学计算 辅助设备计算
板式塔的设计原则
1、根据气液流量安排合适大小的两相通道 2、实现气液两相的传质 3、实现气液两相的分离 必须避免： 1、传质时间不够长，板上各处传质不均匀 2、气相自上而下夹带，液相自下而上夹带返混 3、两相通道尺寸不能满足通量要求 4、在极限条件操作
丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案
丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案
丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案：
1. 设备选型
根据分离塔的要求和工艺参数，选择适合的材料和设备，如
塔板、填料、冷却器、泵等。
2. 分离塔设计
根据丙烯丙烷的物理性质和分离要求，设计合适的分离塔结构、板式或填料塔，并确定塔的直径、高度和塔板的数量。
3. 辅助设备配置
配置必要的辅助设备，如冷却器、加热器、冷凝器、泵等，
以确保丙烯丙烷分离过程中的温度、压力和流体流动的稳定性。
4. 安全防护
设计相应的安全防护装置，如压力监控系统、泄漏报警系统等，确保分离塔运行过程中的安全性。
5. 自动化控制
配置适当的自动化控制系统，监控和控制丙烯丙烷分离过程
中的参数，实现自动化操作，提高生产效率。
6. 节能环保
考虑节能、环保要求，选择节能设备和清洁生产技术，减少
对环境的影响。
7. 设备维护
设计易于维护的设备结构，定期对设备进行检修和保养，延
长设备寿命，确保生产的持续进行。
以上是丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案，通过合理的选择设备和设计参数，确保分离过程的高效、稳定和安全。
抱歉，我无法完成这个要求。
化工原理课程设计,甲醇和水的分离精馏塔的设计
郑州轻工业学院——化工原理课程设计说明书课题：甲醇和水的分离学院：材料与化学工程学院班级：姓名：学号：指导老师：目录第一章流程确定和说明 (2)1.1.加料方式 (2)1.2.进料状况 (2)1.3.塔型的选择 (2)1.4.塔顶的冷凝方式 (2)1.5.回流方式 (3)1.6.加热方式 (3)第二章板式精馏塔的工艺计算 (3)2.1物料衡算 (3)2.3 塔板数的确定及实际塔板数的求取 (5)2.3.1理论板数的计算 (5)2.3.2求塔的气液相负荷 (5)2.3.3温度组成图与液体平均粘度的计算 (6)2.3.4 实际板数 (7)2.3.5试差法求塔顶、塔底、进料板温度 (7)第三章精馏塔的工艺条件及物性参数的计算 (9)3.1 平均分子量的确定 (9)3.2平均密度的确定 (10)3.3. 液体平均比表面积张力的计算 (11)第四章精馏塔的工艺尺寸计算 (12)4.1气液相体积流率 (12)4.1.1 精馏段气液相体积流率： (12)4.1.2提馏段的气液相体积流率： (13)第五章塔板主要工艺尺寸的计算 (14)5.1 溢流装置的计算 (14)5.1.1 堰长 (14)5.1.2溢流堰高度： (15)5.1.3弓形降液管宽度 (15)5.1.4 降液管底隙高度 (16)5.1.5 塔板位置及浮阀数目与排列 (16)第六章板式塔得结构与附属设备 (24)6.1附件的计算 (24)6.1.1接管 (24)6.1.2 冷凝器 (27)6.1.3再沸器 (28)第七章参考书录 (28)第八章设计心得体会 (29)第一章流程确定和说明1.1.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，可以得到稳定的流速和流量，通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速不太稳定，流速不太稳定，从而影响了传质效率，但结构简单，安装方便。
基于辅助设计技术的板式吸收塔设计
资料和文献较 少涉及板式吸收塔设计具 体过
程Ⅲ 因此在实际设计过程 中 ， ， 困难较 多 ， 一方面工
与结构设计 。 （） ４其他 附件工 艺结构参数设计 （ ： 的强度 如 塔
图 ３ 装配关 系设计
Ｅ ｃｌ 据 输 入 ｘｅ 数
』
Ｅ ｃｌ ｘｅ 辅助
Ｊ ｒ
Ｅ ｃｌ ｘｅ 辅助 Ｓｌ ｄｅ ｏｉ Ｅ ｇ ｄ
首先 ，通过对板式塔 总体结构进行规划分析 ， 结合行业标准及有关规定 ， 将其总装图划分为几种 规范化 的组件模型 ， 包括塔体 、 塔板及 开孑 结构 等 Ｌ
载荷 ， 计算基础环、 地脚螺栓座和地脚螺栓。（ ） ４ 按
上述 同样条件 ， 计算设备法兰的当量设计压力。（ ） ５ 计算 由管道或悬挂重物引起 的塔体局部应 力。（ ） ６
塔设备内外附件的强度计算 。 本课题通过 “ 的强度校核” “ 塔 、裙座 的设计计
吸收塔 ， 参考了 Ｂｕ ｅ等 ｏｒ ｎ 提出的“ 状态一 间隔” 模
天 津
化Leabharlann 工 ２０ ０ ６年 ９月
３ 板 式吸收塔参数化制 图
板式塔总装图 的绘制是板 式塔设计 的主要工
作之一 ， 工作量较大。本课题 的板式塔总装图参数 化制图方法是借助了 Ｓｌ ｄｅ ｏｄ ｇ 软件 的参数化模 型 ｉＥ
技术来实现 的 ， 具有 良好的开放性 、 通用性和可视
性嗍 。
维普资讯
第２ ０卷第 ５期 ２０ ０ ６年 ９月
天 津 化 工 Ｔａｊ ｈ ｍ ｃｌｎ ｕｔ ｉｎ ｎＣ ｅ ｉ ｄ ｓｙ ｉ ａＩ ｒ
化工原理板式塔设计
化⼯原理板式塔设计⽬录第⼀章板式精馏塔的设计1.1概述 (1)1.2板式精馏塔的设计原则与步骤 (1)1.3理论塔板数的确定 (3)1.4塔板效率和实际塔板数 (7)1.5板式精馏塔的结构设计 (8)1.6 板式精馏塔⾼度及其辅助设备 (27)1.7 板式精馏塔的计算机设计 (31)第⼆章板式精馏塔设计举例2.1苯－甲苯板式精馏塔设计 (33)2.2⼄醇—⽔板式精馏塔设计 (47)2.3 甲醇—⽔板式精馏塔设计 (66)第三章塔设备的机械计算3.1 塔体及裙座的强度计算 (86)3.2 塔盘板及其⽀撑梁的强度、挠度计算 (104)3.3 塔盘技术条件 (105)3.4 塔盘⽀撑件的尺⼨公差 (109)附录 (111)第⼀章板式精馏塔的设计1.1概述蒸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。
蒸馏操作在化⼯、⽯油化⼯、轻⼯等⼯业⽣产中中占有重要的地位。
为此，掌握⽓液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是⾮常重要的。
蒸馏过程按操作⽅式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
间歇蒸馏是⼀种不稳态操作，主要应⽤于批量⽣产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化⼯⽣产常⽤的⽅法。
蒸馏过程按蒸馏⽅式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。
简单蒸馏是⼀种单级蒸馏操作，常以间歇⽅式进⾏。
平衡蒸馏⼜称闪蒸，也是⼀种单级蒸馏操作，常以连续⽅式进⾏。
简单蒸馏和平衡蒸馏⼀般⽤于较易分离的体系或分离要求不⾼的体系。
对于较难分离的体系可采⽤精馏，⽤普通精馏不能分离体系则可采⽤特殊精馏。
特殊精馏是在物系中加⼊第三组分，改变被分离组分的活度系数，增⼤组分间的相对挥发度，达到有效分离的⽬的。
特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。
精馏过程按操作压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。
⼀般说来，当总压强增⼤时，平衡时⽓相浓度与液相浓度接近，对分离不利，但对在常压下为⽓态的混合物，可采⽤加压精馏；沸点⾼⼜是热敏性的混合液，可采⽤减压精馏。
苯氯苯精馏塔设计
设计任务一. 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1. 进精馏塔的原料液含苯40%（质量%，下同），其余为氯苯；2. 产品含苯不低于95%，釜液苯含量不高于2%；3. 生产能力为96 吨/day（24h）原料液。
4. 操作条件（1）塔顶压强4kPa（表压）；（2）进料热状态自选；（3）回流比自选；（4）塔底加热蒸汽压力：0.5MPa（5）单板压降≤ 0.7kPa。
三. 设备形式：筛板塔或浮阀塔四. 有关物性参数五. 设计内容（一）设计方案的确定及流程说明（二）精馏塔的物料衡算（三）塔板数的确定1、理论塔板数计算2、实际塔板数计算（四）塔体工艺尺寸计算1、塔径的计算2、塔的有效高度计算（五）塔板主要工艺尺寸的计算（1）溢流装置计算（堰长、堰高、弓形降液管宽度和截面积、降液管底隙高度）（2）塔板布置（边缘区宽度确定、开孔区面积计算、筛孔计算及排列）（3）塔板的流体力学验算（4）塔板的负荷性能图（六）设计结果概要或设计一览表（七）辅助设备选型与计算（八）生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图（九）对本设计的评述或有关问题的分析讨论符号说明：英文字母Aa---- 塔板的开孔区面积，m2Af---- 降液管的截面积, m2Ao---- 筛孔区面积, m2A T----塔的截面积m2△P P----气体通过每层筛板的压降C----负荷因子无因次t----筛孔的中心距C20----表面张力为20mN/m的负荷因子do----筛孔直径u’o----液体通过降液管底隙的速度D----塔径m Wc----边缘无效区宽度e v----液沫夹带量kg液/kg气Wd----弓形降液管的宽度E T----总板效率Ws----破沫区宽度R----回流比Rmin----最小回流比M----平均摩尔质量kg/kmolt m----平均温度℃g----重力加速度9.81m/s2Z----板式塔的有效高度Fo----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2)hl----进口堰与降液管间的水平距离m θ----液体在降液管内停留时间h c----与干板压降相当的液柱高度mυ----粘度hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度m ρ----密度hf----塔板上鼓层高度m σ----表面张力h L----板上清液层高度mΨ----液体密度校正系数h1----与板上液层阻力相当的液注高度m 下标ho----降液管的义底隙高度m max----最大的h ow----堰上液层高度m min----最小的h W----出口堰高度m L----液相的h’W----进口堰高度m V----气相的hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mH B----塔底空间高度mHd----降液管内清液层高度mH D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距mH P----人孔处塔板间距mH T----塔板间距mH1----封头高度mH2----裙座高度mK----稳定系数l W----堰长mLh----液体体积流量m3/hLs----液体体积流量m3/sn----筛孔数目P----操作压力KPa△P---压力降KPa△Pp---气体通过每层筛的压降KPaT----理论板层数u----空塔气速m/su0,min----漏夜点气速m/su o’ ----液体通过降液管底隙的速度m/s V h----气体体积流量m3/hV s----气体体积流量m3/sW c----边缘无效区宽度mW d----弓形降液管宽度mW s ----破沫区宽度mZ ---- 板式塔的有效高度m希腊字母δ----筛板的厚度mτ----液体在降液管内停留的时间sυ----粘度mPa.sρ----密度kg/m3----表面张力N/mφ----开孔率无因次α----质量分率无因次下标Max---- 最大的Min ---- 最小的L---- 液相的V---- 气相的筛板塔的工艺设计计算结果总表：板式塔设计 一、设计方案的选定及流程简图1.设计任务为二元精馏，宜采用连续精馏过程。
精馏塔(板式)设计
PA α= ∗ PB
（三）塔板数的确定 1、作出x-y相图 、作出 相图 2、最小回流比及操作回流比 、 3、理论板数及加料位置 、 ①求精馏塔的汽、液相负荷 求精馏塔的汽、
∗
R = 1.5 Rmin
L′ = L + qF = RD + qF
V ′ = V + (q − 1) F = ( R + 1) D + (q − 1) F
化工原理课程设计
（6）冷凝器的选择 ） 塔顶产品（全凝器）和塔釜产品（冷却器） 塔顶产品（全凝器）和塔釜产品（冷却器） （7）加料方式的选择 ） 高位槽或泵 （8）工艺流程 ） 3、正戊烷和正己烷的性质、用途等 、正戊烷和正己烷的性质、
化工原理课程设计
二．工艺计算
主要内容是( 主要内容是(1)物料衡算 (2)确定回流比 (3)确定理论板数和实 际板数 (4)塔的气液负荷计算 (5)热量衡算 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示， 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示，但在理论板 计算时均须转换成kmol/h,在塔板设计时 在塔板设计时， 计算时均须转换成kmol/h,在塔板设计时，气液流量又须用体积 流量m /s表示 因此要注意不同的场合应使用不同的流量单位。 表示。 流量 m3/s 表示 。 因此要注意不同的场合应使用不同的流量单位 。 （一）全塔物料衡算 1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 、原料液及塔顶、
化工原理课程设计
②求精馏段、提馏段的操作线方程 求精馏段、
R xD y= x+ R +1 R +1
③作图求出理论板数 ④逐板计算求理论板数
WxW L + qF y′ = x′ − L + qF − W L + qF − W
(完整word)板式塔设计原理
对于每个塔板结构参数已设计好的塔,处理固定的物系时，要维持其正常操作,必须把气、液负荷限制在一定范围内。
通常在直角坐标系中,标绘各种极限条件下的V-L关系曲线，从而得到塔板适宜的气、液流量范围图形，该图形称为塔板的负荷性能图，如图1—23所示,一般由下列五条曲线组成。
⑴ 漏液线线1为漏液线，又称为气相负荷下限线。
气相负荷低于此线将发生严重的漏液现象，气、液不能充分接触，使塔板效率下降。
筛板塔的漏液线由式（1—47）或式（1-48）作出，浮阀塔的漏液线由式(1-49）作出.⑵ 雾沫夹带线线2为雾沫夹带线。
当气相负荷超过此线时，雾沫夹带量过大，使塔板效率大为降低。
对于精馏，一般控制eV≤0.1kg液/kg气。
筛板的雾沫夹带线按式（1—50）作出。
浮阀塔的雾沫夹带线按式（1—51）或式(1-52)作出。
⑶ 液相负荷下限线线3为液相负荷下限线.液相负荷低于此线，就不能保证塔板上液流的均匀分布，将导致塔板效率下降.一般取how=6mm作为下限，按式（1—33）～式（1—37）中一式作出液相负荷下限线。
⑷ 液相负荷上限线线4为液相负荷上限线，该线又称降液管超负荷线。
液体流量超过此线,表明液体流量过大，液体在降液管内停留时间过短，进入降液管的气泡来不及与液相分离而被带入下层塔板，造成气相返混，降低塔板效率。
通常根据液相在降液管内的停留时间应大于3s，按式（1-24）作出此线。
⑸ 液泛线线5为液泛线。
操作线若在此线上方,将会引起液泛。
根据降液管内的液层高度，按式(1-46）作出此线.由上述各条曲线所包围的区域，就是塔的稳定操作区。
操作点必须落在稳定操作区内,否则塔就无法正常操作。
必须指出，物系一定，塔板负荷性能图的形状因塔板结构尺寸的不同而异.在设计塔板时,可根据操作点在负荷性能图中的位置，适当调整塔板结构参数来满足所需的弹性范围.操作时的气相流量与液相流量在负荷性能图上的坐标点称为操作点。
在连续精馏塔中，回流比一定，板上的气液比V/L也为定值。
中国石油大学化工原理课程设计_毕胜_苯_甲苯_乙苯
word格式整理版化工原理课程设计说明书设计题目：分离苯（1）-甲苯（2）-乙苯（3）混合物班级：化工06-2班姓名：毕胜指导教师：马庆兰设计成绩：日期：2009.6.8-2009.7.4设计任务书目录工艺流程简图第一部分精馏塔的工艺设计第一节产品组成及产品量的确定一、清晰分割法二、质量分率转换成摩尔分率三、物料平衡表第二节操作温度与压力的确定一、回流罐温度二、回流罐压力三、塔顶压力四、塔顶温度五、塔底压力六、塔底温度七、进料压力八、进料温度第三节最小回流比的确定第四节最少理论板数的确定第五节适宜回流比的确定一、作N-R/R min图二、作N（R+1）-R/R min图三、选取经验数据第六节理论塔板数的确定第七节实际塔板数及实际加料板位置的确定附表：温度压力汇总表第八节塔径计算一、精馏段塔径二、提馏段塔径第九节热力学衡算附表：全塔热量衡算总表第二部分塔板设计第一节溢流装置设计第二节浮阀塔板结构参数的确定第三节浮阀水力学计算第四节负荷性能图第三部分板式塔结构第一节塔体的设计一、筒体设计二、封头设计三、人孔选用四、裙座设计第二节接管的设计第四部分辅助设备设计第一节全凝器设计第二节再沸器选择第三节回流泵选择第五部分计算结果汇总第六部分负荷性能图第七部分分析讨论附录参考资料第一部分 精馏塔的工艺设计第一节 产品组成及产品量的确定一、清晰分割法（P492）重关键组分为甲苯，轻关键组分为苯，分离要求较高，而且与相邻组分的相对挥发度都较大，于是可以认为是清晰分割，假定乙苯在塔顶产品中的含量为零。
现将已知数和未知数列入下表中：注：表中F 、D 、W 为质量流率，a 1、a 2、a 3为质量分率列全塔总物料衡算及组分A 、B 、C 的全塔物料衡算得，Wa 0.3F W a 0.01D 0.42F 0.013W 0.99D 0.28F WD F W ,3W 2＝＋＝＋＝＋＝，由（1）、（2）两式，F F W 7267.0013.099.028.099.0＝＝--⨯将式（5）代入式（4）解得，4123.07276.03.0,3＝＝FFa W由式（1），0.2724F 0.7276)F (1W F D ＝－＝－＝由式（3），0.726F 0.274F 0.010.42F W ,2⨯⨯a ＋＝解得，0.5735 W ,2＝a1.00.41230.57350.013 W ,3W ,2W ,1＝＋＋＝＋＋a a a说明计算结果合理 已知，h t 8.8F ＝解得，ht 2.48.80.2724D ht 6.48.80.7267W ＝＝＝＝⨯⨯二、质量分率换算成摩尔分率（P411）物性参数 化工热力学 P189注：温度单位K ，压力单位0.1MPa换算关系式：()∑=Ni i ijj j M aM a x 1＝()3268.0168.1063.0114.9242.0114.7828.0114.7828.0111F ,1＝＋＋＝＝∑=Ni i iM aM a x同理，解得进料、塔顶、塔底各组分的摩尔分率解得，hkmol 65.78h kmol 30.74hkmol 6.529==W D F ＝三、物料平衡表将以上的结果列入下表中：物料平衡表第二节 操作温度与压力的确定一、回流罐温度一般应保证塔顶冷凝液与冷却介质之间的传热温差：℃＝△20t 已知，冷却剂温度：℃25=i t 则，℃△回45=+=t t t i二、回流罐压力纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学 P199）：CC S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=-饱和蒸气压关联式 化工热力学 P199K t T 15.31815.273=+=回回以苯为例，434.02.562/15.3181/1=-=-=C T T x1.5)434.033399.3434.062863.2434.033213.1434.098273.6()434.01()/ln(635.11-=⨯-⨯-⨯+⨯-⨯-=-C S P P01.02974.09.48)1.5ex p(a S P MPa P =⨯=⨯-=同理，解得MPa P b 1.00985.00⨯=MPa P x Px P b D a D 1.02957.00985.00085.02974.09915.00,20,1⨯=⨯+⨯=⨯+⨯=回∵atm P 1<回∴取MPa atm P 1.00133.11⨯==回三、塔顶压力塔顶管线及冷凝器的阻力可以近似取作0.15atm 则，MPa P P 1.01653.1atm 15.115.0⨯==+=回顶四、塔顶温度露点方程：∑==ni i i p p y 11 试差法求塔顶温度℃顶2.85=t五、塔底压力MPaP P P P N P 1.03652.1atm 2.0⨯=+=≈⋅=全顶底单实际全△△△六、塔底温度泡点方程：p x pni i i=∑=1试差法求塔底温度℃底7.128=t七、进料压力设计中可近似取：MPa P P P 1.02653.12⨯=+=底顶进八、进料温度（P498）物料衡算和相平衡方程：1)1(111,==-+∑∑==Ci Ci i iFi x eKx1.0=e （质量分率）试差法求进料温度℃进9.112=t将代入方程式的结果列如下表中：106.02995.05564.02995.03268.0,=--=--=ii i F i x y x x e （摩尔分率）第三节 最小回流比的确定（P502）005.011,≤+--∑=ni ij Fi ij q x θαα ℃操作温度底顶1072/)(=+=t t t mMPa p p pm 1.02653.12/)(⨯=+=底顶操作压力试差法求θ563.1=θ882.11562.110085.01562.13760.29915.03760.211,min ∑==--⨯--⨯=--=ni ij D i ij x R θαα第四节 最少理论板数的确定（P503）3879.22315.26435.16657.35551.24618.01799.10000=⋅=======W D m b a Wb a D p p p p ααααα 6.813879.2lg )0162.06058.00085.09915.0lg(1lg ))()lg((min =-⋅=-=m W l h D h l x x x x N α（不包括再沸器）第五节 适宜回流比的确定21)1(75.0minmin567.0+-=+-=-=N N N Y R R R X X Y （不包括再沸器）一、作N-R/R min 图二、作N （R+1）-R/R min 图三、选取经验数据58.1/min =R R974.2=R第六节 理论塔板数的确定（P504）4.153895.016.83895.02123895.0)2747.01(75.0)1(75.02747.01974.2882.1974.21min 567.0567.0min =-+⨯=-+==-=-==+-=+-=Y N Y N X Y R R R X4.161603.1]7404.307820.65)0085.00162.0(3268.04156.0[)]()()[(206.02206.02=+=+=⋅⋅==T S R Dh Wl F l h S R N N N D W x x x x N N 联立解得，3.61.10==S R N N第七节 实际塔板数及实际加料板位置的确定（P465）℃操作温度底顶1072/)(=+=t t t m液体粘度由查图确定（P375），sm P a s m P a sm P a c b a ⋅=⋅=⋅=29.025.023.0μμμsmPa x i F i L ⋅=⨯+⨯+⨯=⋅=∑2538.029.02576.025.04156.023.03268.0,μμ3760.29088.01595.200===b a m p p α5547.0)2538.03760.2(49.0)(49.0245.0245.0=⨯=⋅=--L m T E μα191185547.01.10285547.04.15=+=======RP T R RP T T P N N E N N E N N 进（不包括再沸器） N P 与假设实际塔板数N=30近似，可认为计算结果准确。
课程设计-板式塔
及辅助设备的选型，编写设计说明书。
2、绘制工艺流程图一张。 3、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。 4、说明书编写。
二、设计说明书的内容
– 1、目录；
– 2、设计题目及原始数据(任务书)；
– 3、简述酒精精馏过程的生产方法及特点； – 4、论述精馏总体结构(塔型、主要结构)及流程的安排、 材料选择； – 5、精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板
数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等)；
– 6、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等);
– 7、主体设备设计计算及说明；
– 8、主要附属设备的选择（换热器等）；
– 9、参考文献 ；
– 10、自我总结及有关问题的讨论。 – 说明书书写格式：每页的右边留30mm，用来标 注参考文献及简单备注。
设备的年运行时间平均为300天。
• 设计条件：
1、加热方式： 直接蒸汽加热，蒸汽压力为 1.0~2.0kg/cm2。 间接加热。 2、操作压力： 常压。 3、进料状况： 饱和液体。 30℃冷液进料。 4、冷却水进口温度：30℃，出口温度自定。 5、塔板形式：浮阀塔板。
• 应完成的工作量：
1、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计
是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成
熟的技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和 设备。
4、可行性：流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和
机
本设计的基本内容和要求
• 设计内容包括：
• 选定精馏方案及流程；
• 进行精馏塔的工艺计算；
• 结构和附属设备的选型设计； • 绘制精馏塔的装配图； • 将设计结果编写成设计说明书。
课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己 做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料， 进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和 核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案
《化工原理课程设计》板式精馏塔设计报告
《化工原理课程设计》报告4万吨/年甲醇~水板式精馏塔设计目录一、概述 (4)1.1 设计依据·································错误！未定义书签。
1.2 技术来源·································错误！未定义书签。
1.3 设计任务及要求 (5)二：计算过程 (7)1. 塔型选择 (7)2. 操作条件的确定 (8)2.1 操作压力 (8)2.2 进料状态 (8)2.3 加热方式 (8)2.4 热能利用 (8)3. 有关的工艺计算 (9)3.1 最小回流比及操作回流比的确定·········错误！未定义书签。
3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算错误！未定义书签。
3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 (17)3.4 热能利用·····························错误！未定义书签。