苯与苯乙烯浮阀精馏塔课程设计
苯-苯乙烯脱氢法精馏塔工艺设计
化学工艺设计说明书题目：年产1.5万吨苯乙烯的乙苯脱氢工艺及乙苯苯乙烯减压精馏塔设计设计者：学号：班级：指导教师：摘要浮阀塔是目前工业中应用最广的精馏塔，通过全塔精馏可将不同挥发度的馏分分开，这里通过设计浮阀塔来回收乙苯—苯乙烯混合物中的苯乙烯。
通过设计年产1.5万吨苯乙烯脱氢工艺流程，进行反应的物料衡算，热量衡算以及将产物中的乙苯—苯乙烯通过精馏分离出来，进行塔径的选择，理论板与实际板层数的确定，通过水力学性能核算，设计简单的浮阀塔。
通过压力降、液沫夹带率、漏液条件、降液管面及液体停留时间等水力学性能的项目，并绘制塔板负荷性能图以校核塔的操作条件是否在适宜范围内，从而设计出合理的浮阀塔。
设计过程中使用了大量的参考书及工程图，均列设计书最后的参考书目及附图中。
目录设计任务书 (1)㈠.相关物性参数收集 (2)㈡.反应计算及物料进出反应器的平衡表 (3)㈢.塔板数的计算及加料板的位置 (4)㈣.塔径及塔板结构设计 (6)㈤.水力学校核 (9)㈥.负荷性能图 (10)㈦.塔高及接管尺寸的确定 (13)㈧.参考文献 (14)设计任务书题目：年产1.5万吨苯乙烯的乙苯脱氢工艺及乙苯苯乙烯减压精馏塔设计设计条件：⒈常压反应，水蒸气稀释，副反应忽略。
⒉粗产品组成（脱水后的油相）摩尔分率：乙苯：苯乙烯=0.54:0.46。
⒊塔压力6kpa,相对挥发度按1.54计。
⒋塔顶乙苯含量0.97，塔釜乙苯含量0.01。
设计要求：⒈计算转化率，按其为平衡转化率的90%计，求得平衡组成，选定水蒸气的用量，求出平衡常数及反应温度。
⒉列出物料进出反应器的平衡表。
⒊根据进料组成，黏度估算全塔效率。
⒋根据条件及分离要求计算最小回流比，确定实际回流比，计算理论及实际塔板数，并确定加料板的位置。
⒌根据塔顶第一块的汽液条件设计塔径，塔板结构，并进行水力学性能校核。
⒍做负荷性能图。
⒎塔高的确定及接管尺寸。
⒏塔设计列表。
⒐画出塔的结构图。
㈠相关物性参数收集㈡反应计算机物料进出反应器的平衡表⒈由设计条件，粗产物中乙苯∶苯乙烯＝0.54∶0.46 ,以苯乙烯计算转化率为x=0.46平衡转化率x e =90.046.0=0.51。
化工原理课程设计浮阀塔
化工原理课程设计(浮阀塔)板式连续精馏塔设计任务书一、设计题目：分离苯—甲苯系统的板式精馏塔设计试设计一座分离苯—甲苯系统的板式连续精馏塔，要求原料液的年处理量为50000 吨，原料液中苯的含量为35 %，分离后苯的纯度达到98 %，塔底馏出液中苯含量不得高于1%（以上均为质量百分数）二、操作条件1. 塔顶压强： 4 kPa （表压）；2. 进料热状态：饱和液体进料3. 回流比：加热蒸气压强：101.3 kPa（表压）；单板压降：≤ 0. 7 kPa三、塔板类型：浮阀塔板四、生产工作日每年300天，每天24小时运行。
五、厂址厂址拟定于天津地区。
六、设计内容1. 设计方案的确定及流程说明2. 塔的工艺条件及有关物性数据的计算3. 精馏塔的物料衡算4. 塔板数的确定5. 塔体工艺尺寸的计算6. 塔板主要工艺尺寸的设计计算7. 塔板流体力学验算8. 绘制塔板负荷性能图9. 塔顶冷凝器的初算与选型10. 设备主要连接管直径的确定11. 全塔工艺设计计算结果总表12. 绘制生产工艺流程图及主体设备简图13. 对本设计的评述及相关问题的分析讨论目录一、绪论 0二、设计方案的确定及工艺流程的说明 (1)2.1设计流程 (1)2.2设计要求 (2)2.3设计思路 (2)2.4设计方案的确定 (3)三、全塔物料衡算 (4)3.2物料衡算 (4)四、塔板数的确定 (5)4.1理论板数的求取 (5)4.2全塔效率实际板层数的求取 (6)五、精馏与提馏段物性数据及气液负荷的计算 (8)5.1进料板与塔顶、塔底平均摩尔质量的计算 (8)5.2气相平均密度和气相负荷计算 (9)5.3液相平均密度和液相负荷计算 (9)5.4液相液体表面张力的计算 (10)5.5塔内各段操作条件和物性数据表 (10)六、塔径及塔板结构工艺尺寸的计算 (13)6.1塔径的计算 (13)6.2塔板主要工艺尺寸计算 (14)6.3塔板布置及浮阀数目与排列 (16)七、塔板流体力学的验算及负荷性能图 (18)7.1塔板流体力学的验算 (18)7.2塔板负荷性能图 (21)八、塔的有效高度与全塔实际高度的计算 (26)九、浮阀塔工艺设计计算总表 (27)十、辅助设备的计算与选型 (29)10.1塔顶冷凝器的试算与初选 (29)10.2塔主要连接管直径的确定 (30)十一、对本设计的评述及相关问题的分析讨论 (32)13.1设计基础数据 (35)13.2附图 (37)天津大学仁爱学院化工系化工原理课程设计一、绪论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。
化工原理课程设计苯乙苯精馏装置工艺设计
化工原理课程设计--苯-乙苯精馏装置工艺设计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苯-乙苯精馏装置工艺设计专业班级生物工程学生学号学生姓名学生成绩指导教师课题工作时间武汉工程大学化工与制药学院化工与制药学院课程设计任务书专业生物工程班级学生姓名发题时间：2013 年 6 月17 日课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计一、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）文献资料：1．陈敏恒. 化工原理[M]. 北京：化学工业出版社，2002.2．王志魁. 化工原理第三版[M]. 北京：化学工业出版社，2005.3．王国胜. 化工原理课程设计[M]. 大连：大连理工大学出版社，2005.4．路秀林. 塔设备设计[M]. 北京：化学工业出版社，2004.5．汪镇安. 化工工艺设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2003.6．王松汉. 石油化工设计手册(第3卷) [M]. 北京：化学工业出版社，2002.7.周大军. 化工工艺制图[M]. 北京：化学工业出版社，2005.8.匡国柱，史启才. 化工单元过程及设备课程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2002.9.ASPEN Tech. ASPEN Plus 系列参考资料[R]. ASPEN Technology Co. Ltd.,2008.10.汤善甫，朱思明. 化工设备机械基础[M]. 上海：华东理工大学出版社，2004.11.贾绍义, 柴诚敬.化工原理课程设计[M]. 大连：天津大学出版社，2005.12.朱有庭, 曲文海, 于浦义. 化工设备设计手册上下卷[M]. 北京：化学工业出版社, 2004.二、设计任务某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含苯和乙苯的混合物。
经水解、水洗等工序获得烃化液。
烃化液经过精馏分离出的苯循环使用，而从脱除苯的烃化液中分离出乙苯用作生成苯乙烯的原料。
现要求设计一采用常规精馏方法从烃化液分离出苯的精馏装置。
化工原理》课程设计甲苯乙苯精馏塔浮阀
六盘水师范学院《化工原理》课程设计甲苯乙苯精馏塔（浮阀）学院六盘水师范学院专业化学工程与工艺目录第一部分设计任务书一、设计相关符号说明 (5)（二）、设计参考资料 (6)（三）、设计任务 (7)（四）、设计参数 (7)（五）、设计指标 (7)（六，设计项目 (7)第二部分精馏塔的设计一、精馏塔的物料衡算 (8)（一）、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (8)（二）、物料衡算 (8)二、塔板数的确定 (8)（一）、理论板层数的求取 (8)（二）、回流比的确定 (9)（三）、求精馏塔的气液相负荷 (10)（四）、操作线方程 (10)（五）、求实际踏板数 (11)三、塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 (11)（一）、操作压力计算 (11)（二）、操作温度计算 (12)（三）、平均摩尔质量计算 (12)（四）、平均密度计算 (13)（五）、液体平均表面张力计算 (14)（六）、液体平均粘度计算 (15)（七）提馏段液相平均粘度 (16)四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)（一）、塔径的计算 (17)(二）、精馏塔有效高度的计算 (18)五、塔板主要工艺尺寸的计算 (18)（一）、溢流装置计算 (18)（二）、塔板布置 (20)六、踏板的流体力学验算 (21)(一) 、塔板压降 (21)(二) 、淹塔 (22)(三) 、液沫夹带 (22)(四) 、液泛 (24)（五）、液相负荷上限 (25)(六) 、漏液 (25)（七）、液相负荷下限 (25)七、精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (25)八、冷凝器的设计 (26)（一）、确定设计方案 (26)（二）、确定物性数据 (27)(三)、热计算负荷 (28)（四）、冷却水用量 (29)（五）、估算传热面积 (30)（六）、换热器的工艺结构尺寸 (30)(七）、换热器核算 (31)（八）、换热器主要结构尺寸和计算结果 (35)九、精馏过程流程图 (37)十、结束语 (38)一、相关符号说明英文字母A a—塔板开孔区面积,m2；A f —降液管截面积,m2；A0 —筛孔总面积,m2；A T —塔截面积,m2；c0 —流量系数,无因次；C——计算u max时的负荷系数,m/s；C S —气相负荷因子,m/s；d——填料直径,m；d0——筛孔直径,m；D——塔径,m；e v—液体夹带量,kg（液）/kg（气）；E——液流收缩系数,无因次；E T—总板效率,无因次；F—气相动能因子,kg1/2/(s·m1/2）；F0—筛孔气相动能因子，kg1/2/(s·m1/2) ；g——重力加速度,9.81m/ s2；h——填料层分段高度,m；h1—进口堰与降液管间的水平距离,m；h c—与干板压降相当的液柱高度,m液柱；h d—与液体流过降液管的压降相当的液柱h f—塔板上鼓泡层高度,m；h1 —与板上液层阻力相当的液柱高度,m；h L—板上清液层高度,m；h0—降液管的底隙高度,m；h OW—堰上液层高度,m；h W—出口堰高度,m；h,W—进口堰高度,m；hб——与阻力表面张力的压降相当的液柱高度,m液柱；H——板式塔高度,m；H d——降液管内清液层高度,m；H D——塔顶空间高度,m；H F——进料板处塔板间距,m；H P——人孔处塔板间距,m；H T——塔板间距,m；K——稳定系数,无因次；L W—堰长,m；L h —液体体积流量,m3/h；L s —液体体积流量,m3/s；L w —润湿速率,m3/(m·s)；m——相平衡系数,无因次；n——筛孔数目；N T——理论板层数；P——操作压力,Pa；△P—压力降,Pa；△P P气体通过每层筛板的降压,Pa；t——筛孔的中心距,m；u——空塔气速,m/s；u F—泛点气速,m/s；u0—气体通过筛孔的速度,m/s；u0, min—漏液点气速,m/s；u′0—液体通过降液管底隙的速度,m/s；V h——气体体积流量,m3/h；V s——气体体积流量,m3/s；w L——液体质量流量,kg/s；w V—气体质量流量,kg/s；W c——边缘无效区宽度,m；W d——弓形降液管宽度,m；W s——泡沫区宽度,m；x—液相摩尔分数；X——液相摩尔比；y——气相摩尔分数；Y——气相摩尔分比；Z——板式塔的有效高度,m；填料层高度,m。
化工原理课程设计---精馏塔设计
umax C
L V V
umax —最 大 空 塔 气 速 ， m/s
L、V — 分 别 为 液 相 与 气 相 密 度 ， k g m 3
负荷系数
C
C
20
20
0 .2
(C20 值 可 由 S m i t h 关 联 图 求 取 )
先求出分凝器内与 Xd 成相平衡的 X0,再由 操作线方程以 X0 计算得出 Y1，然后由相平衡方 程由 Y1 计算出 X1，如此交替地使用操作线方程 和相平衡关系逐板往下计算，直到规定的塔底组成为止，得到理论板 数和加料位置。
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（3）加料板位置的确定
求出精馏段操作线和提馏段操作线的交点 xq 、yq ，并以xq 为分
5 2
hOW 超过齿顶时 LS
0.735
lW hn
hOW
5 2
hOW
hn
5 2
LS —塔内液体流量,m3 S hn —齿深, m;可取为 0.015m
(3).堰高 hW
堰高与板上液层高度及堰上液层高度的关系：
hW hL hOW
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5、降液管的设计
塔径
流体 流 量 m3/h
Mm
U 形流型 单流型 双流型 阶梯流型
600
5 以下
5～ 25
900
7 以下
7～ 50
1000 1200 1400 1500 2000 3000 4000 5000 6000 应用 场合
7 以下
45 以下
9 以下
苯——乙苯 浮阀精馏塔设计书
目录一、毕业设计任务书- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1二、设计题目及原始条件- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - 2三、前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3四、物料衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4五、热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4六、塔板工艺尺寸计算(精馏段)- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -61、塔径- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -72、溢流装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -73、塔板布置及浮阀数目与排列- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7七、塔板流体力学验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -81、气相通过浮阀塔板的压强降- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -82、淹塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -83、雾沫夹带- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8八、塔板负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -81、雾沫夹带线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 82、液泛线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 93、液相负荷上限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 94、漏液线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -95、液相负荷下限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9九、计算结果十、塔板工艺尺寸，流体力学验算，负荷性能图(提馏段) - - - - - -10 十一、参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - 13课程设计任务书题目：设计一个分离苯－乙苯双组分均相混合液的常压连续浮阀精馏塔。
苯甲苯浮阀精馏塔课程设计
苯甲苯浮阀精馏塔课程设计第⼀篇化⼯原理课程设计任务书1.1设计题⽬苯-甲苯连续精馏（浮阀）塔的设计1.2设计任务1、精馏塔设计的⼯艺计算及塔设备计算（1）流程及操作条件的确定；物料衡算及热量衡算；（2）塔板数的计算；（3）塔板结构设计（塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图）；（4）塔体各接管尺⼨的确定；（5）冷却剂与加热剂消耗量的估算。
2.设计说明及讨论3.绘制设计图（1）流程图（A4纸）；（2）塔盘布置图（8开坐标纸）；（3）⼯艺条件图（1号绘图纸）。
1.3原始设计数据1、原料液：苯-甲苯，其中苯含量为35 %（质量），常温；2、馏出液含苯：99.2 %（质量）；3、残液含苯： 0.5 %（质量）；4、⽣产能⼒：4000 (kg/h).第⼆篇流程及流程说明为了能使⽣产任务长期固定，适宜采⽤连续精流流程。
贮罐中的原料液⽤机泵泵⼊精馏塔，塔釜再沸器⽤低压蒸汽作为热源加热料液，精馏塔塔顶设有全凝器，冷凝液部分利⽤重⼒泡点回流部分连续采出到产品罐（具体流程见附图）。
在流程确定⽅案选择上，本设计尽可能的减少固定投资，降低操作费⽤，以期提⾼经济效益。
1、加料⽅式的选择：设计任务年产量虽⼩，但每⼩时4000Kg的进料量，为维持⽣产稳定，采⽤⾼位槽进料，从减少固定投资，提⾼经济效益的⾓度出发，选⽤泡点进料的加料⽅式。
2、回流⽅式的选择：塔的⽣产负荷不⼤，从降低操作费⽤的⾓度出发，使⽤列管式冷凝器，利⽤重⼒泡点回流,同时也减少了固定投资。
3、再沸器的选择：塔釜再沸器采⽤卧式换热器，使⽤低压蒸汽作为热源，做到了不同品位能源的综合利⽤，⼤⼤降低了能源的消耗量。
第三篇设计计算3.1全塔的物料衡算1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数，进料h km ol 4000=F35%78.110.33835%78.1165%92.13F x ==+（摩尔百分数）0.5%78.110.005890.5%99.5%92.13W x ==+（摩尔百分数）99.2%78.110.99399.2%78.110.8%92.13D x ==+（摩尔百分数）2、求平均分⼦量，将h kg 换算成 h km ol进料处: 78.110.38892.130.61286.69kg kmol F M =?+?= 塔顶处: 78.110.99392.130.00778.21kg kmol D M =?+?= 塔釜处: 78.110.0058992.130.9941192.05kg kmol W M =?+?= 进料: kmol/h 46.144000/86.69==F 3、全塔的物料衡算由物料衡算得：F F DF W DF x W x D x =+=?+??代⼊数据得： +?=?+=993.000589.0388.014.4614.46D W DW解之得： ==h kmol 86.17hkmol 28.28D W3.2相对挥发度α及回流⽐Rα：1、求全塔平均相对挥发度表3-1（1）塔内温度的计算：采⽤内插法计算塔内的温度1）塔顶：由于采⽤全凝器，因此10.993D x y ==。
苯_乙苯连续精馏浮阀塔设计说明
第1 章设计方案1.1 设计方案1.1.1 装置流程的确定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却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔经多次部分冷凝精馏分离，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。
为此在确定装置流程时应考虑余热的利用。
另外，为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接将原料送入塔。
塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.1.2 加料热状况的选择设计中采用泡点进料。
虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料1.1.3 回流比的选择回流比的确定，是精馏塔设计中的一个关键性问题。
它确定的合理与否，直接影响到所设计的塔能否正常操作及投资的大小。
首先根据物系的性质及进料状况确定最小回流比，再根据最小回流比选定几个回流比，通过作图，从中找出适宜的操作回流比。
1.2 确定设计方案的原则1. 满足工艺和操作要求2. 满足经济上的要求3. 保证安全生产第2章工艺计算及主体设备设计2.1设计条件及基础数据2.1.1苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计1. 处理量：4.8万吨/年；2•料液组成（质量分数，下同）：乙苯：30%苯：70%3. 塔顶产品组成：塔顶的乙苯含量低于2.0%；4. 塔底产品组成：残液中乙苯含量不得少于94%5 .年工作生产时间：330天。
2.1.2基础数据2.2物料衡算及塔板数的确定2.2.1全塔物料衡算1.原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数X F= (0.7/78 )/( 0.7/78+0.3/106 ) =0.7602X D= (0.98/78 )/( 0.98/78+0.02/106) =0.9852X W= (0.06/78 )/( 0.06/78+0.94/106 ) =0.07982. 塔底产品的平均摩尔质量M W 0.0798 78 (1 0.0798) 106 103.8kg/kmol 所以：W=__48 10=58.39Kmol/h330 24 103.83. 全塔物料衡算F=D+\；FX=DX+W W即：F=D+58.390.7602 X F=0.9852 X D+39.51 X 0.0798则：可知F=234.96Kmol/h ; D=176.57Kmol/h2.2.2平均相对挥发度a的计算lg P0 A B/(t C)①；将P=101.325 KPa代入①式，在分别代入苯和乙苯的A、B、C 得苯的沸点为80.05,乙苯的沸点为136.15 C。
化工原理课程设计 苯-乙苯浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计解析
2007级化学工程与工艺专业《化工原理》课程设计说明书题目：浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计姓名：何滔滔班级学号：0708102-08指导老师：王锋同组学生姓名：孙威、李湘、牟立梁完成时间：2010年5月7日《化工原理》课程设计评分细则说明：评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89)，中等(70-79)，及格(60-69)和不及格(<60)目录一、设计任务书----------------------------------------------------------(3)二、主要设备设计计算和说明----------------------------------------(5)1.课程设计的目的--------------------------------------------------------(5)2.课程设计题目描述和要求--------------------------------------------(5)3.课程设计报告内容-----------------------------------------------------(5) 3.1流程示意图------------------------------------------------------------(5) 3.2流程和方案的说明及论证------------------------------------------(6) 3.2.1流程的说明----------------------------------------------------------(6) 3.2.2方案的说明和论证-------------------------------------------------(6)3.2.3设计方案的确定----------------------------------------------------(7)4.精馏塔的工艺计算------------------------------------------------------(8) 4.1精馏塔的物料衡算----------------------------------------------------(8) 4.2分段物料衡算--------------------------------------------------------(8) 4.3理论塔板数N T的计算-----------------------------------------------(9) 4.4实际塔板数的计算------------------------------------------------(10)4.5工艺条件及物性数据计算----------------------------------------(10)4.5.1操作压强P m-------------------------------------------------------(10)4.5.2 操作温度t m------------------------------------------------------(11)4.5.3平均摩尔质量M m-------------------------------------------------(11)4.5.4平均密度ρm------------------------------------------------------(11) 4.5.4.1 液相密度ρlm-------------------------------------------------(11) 4.5.4.2 气相密度ρm-------------------------------------------------(12) 4.6 液体表面张力σm-------------------------------------------------(12) 4.7精馏段气液负荷计算---------------------------------------------(12) 4.8 塔和塔板主要工艺尺寸计算-----------------------------------(12) 4.8.1塔径--------------------------------------------------------------- (12) 4.8.2溢流装置（设有进口堰）-------------------------------------(14) 4.8.3 降液管的宽度W d与降液管的面积A f----------------------(14) 4.8.4降液管底隙高度h0---------------------------------------------(15) 4.8.5塔板布置及浮阀数目与排列---------------------------------(16) 4.9 塔板流体力学计算-----------------------------------------------(17) 4.9.1气体通过塔板的压强降相当的液柱高度------------------(17) 4.9.2 淹塔--------------------------------------------------------------(17) 4.9.3雾沫夹带---------------------------------------------------------(18) 4.10塔板负荷性能图--------------------------------------------------(18)4.11 辅助设备--冷凝器的选取--------------------------------------(21)三、工艺设计计算结果汇总表--------------------------------------(21)四、参考文献-----------------------------------------------------------(24)五、后记-----------------------------------------------------------------(25)一、设计任务书1 设计题目 9万吨浮阀式连续精馏塔及其主要附属设备设计2 工艺条件生产能力:90000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：40%苯，60%甲苯（质量分率，下同）产品组成：馏出液 97%苯，釜液 2%苯操作压强：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：间接蒸汽加热回流比：自选3 设计内容(1)确定精馏装置流程，绘出流程示意图。
浮阀式精馏塔课程设计
浮阀式精馏塔课程设计
一、设计任务和要求
1.设计一个浮阀式精馏塔，以满足给定的分离要求。
2.根据给定的进料条件、产品要求和操作条件，确定合适的操作方式和工艺参数。
3.使用适当的设计软件进行模拟和优化，以确定最佳塔体尺寸和分离效果。
4.编写设计报告，包括塔体尺寸、分离流程、操作条件、经济效益等方面的分析。
二、设计步骤
1.确定设计任务和要求，明确进料条件、产品要求和操作条件。
2.进行物性分析和热力学分析，选择合适的精馏分离流程。
3.根据流程图和工艺参数，使用设计软件建立浮阀式精馏塔的模型。
4.进行模拟计算，优化塔体尺寸和分离效果。
5.根据模拟结果，确定塔体尺寸、填料和附件等参数。
6.编写设计报告，包括流程图、模拟结果、塔体尺寸、经济效益等方面的分析。
7.准备答辩材料，向老师和同学展示设计成果。
三、注意事项
1.在设计过程中，应充分考虑安全、环保和经济效益等方面的因素。
2.注意数据的准确性和可靠性，以确保设计的可行性和可靠性。
3.在答辩过程中，应注意表达清晰、逻辑严谨，回答问题时要准确、全面。
四、总结
本课程设计通过模拟和优化浮阀式精馏塔，使我们更深入地了解了精馏分离的原理和工艺参数，提高了我们的工程设计能力和实际操作能力。
同时，也使我们认识到了工程实践中的复杂性和多样性，培养了我们的创新思维和实践能力。
在未来的学习和工作中，我们将不断积累经验，提高自己的综合素质和能力水平。
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化工原理课程设计说明书苯-苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计系别：化工系班级：09化工2班学号：09062102姓名：指导老师；摘要本设计的任务是设计用于分离苯-甲苯的苯浮阀精馏塔。
精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
精馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
根据加热方式来决定塔底是否设置再沸器，塔底设置再沸器时为间接加热，这种加热方式适用于各种物系，且被广泛使用。
由于本设计设置了再沸器，故采用间接加热。
因为苯-甲苯是易于分离的二组分物系，故采用常压精馏。
进料热状况选择泡点进料，这样塔内精馏段和提馏段的上升的蒸汽量相等，而且不受季节气候的影响。
板式塔的种类繁多，本设计采用浮阀塔，它是在泡罩塔的基础上发展起来的。
浮阀塔被广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中，塔径从200mm到6400mm，使用效果较好。
它具有处理能力大，操作弹性大，塔板效率高，压强小，使用周期长等特点。
确定回流比有图解法和逐板计算法，本设计采用逐板计算法，虽然计算过程较为繁琐，但计算精度较高。
理论板确定后，计算实际板数，再设计塔和塔板中所有的参数，初选塔板间距并计算塔径，这些数据的计算都是以精馏段的数据为依据的。
设计中采用平直溢流堰，因为这样可以使得塔板上具有一定高度的均匀流动的液层。
浮阀塔的开孔率设计中要满足一定的要求，即要确定合适的浮阀数，浮阀的孔径是由所选浮阀的型号确定的，浮阀数通过上升蒸汽量、阀孔气速和孔径确定，这只是计算的理论浮阀数，实际的要通过作塔板布置图确定，如果布置图中的浮阀数不符合开孔率和阀孔气速，就要重新布置直至满足要求，阀孔的排列采用等腰三角形叉排。
最后是塔板负荷性能图中雾沫夹带上限线、液泛线、漏液线、液相负荷下限线的计算以及确定塔体结构。
目录第一部分概述 (6)一、设计目标 (6)二、设计任务 (6)三、设计条件 (6)四、设计内容 (6)五、工艺流程图 (7)第二部分工艺设计计算 (8)一、设计方案的确定 (8)二、精馏塔的物料衡算 (8)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (8)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (8)3.物料衡算原料处理量 (8)三、塔板数的确定 (8)1.理论板层数T N的求取 (8)2.全塔效率T E ................................................................. - 14 -3.实际板层数的求取 ....................................................... - 14 -四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14)1.操作压强计算 (14)2.操作温度计算 (14)3.平均摩尔质量计算 (14)4.平均密度计算 (14)5.液相平均表面张力计算 (14)6.液相平均粘度计算 (14)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17)1.塔径的计算.................................................................. - 18 -2.精馏塔的有效高度的计算............................................. - 19 -3.塔总高度计算 (17)六、塔板主要工艺尺寸的计算......................................... - 21 -1.溢流装置计算............................................................... - 21 -2.塔板布置...................................................................... - 24 -3.筛孔数n与开孔率 ...................................................... - 25 -七、筛板的流体力学验算................................................ - 25 -1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h........................... - 26 -2.雾沫夹带量V e的验算.................................................... - 27 -3.漏液的验算.................................................................. - 28 -4.液泛验算...................................................................... - 28 -八、塔板负荷性能图................................... 错误!未定义书签。
1.漏液线 ......................................................................... - 29 -2.雾沫夹带线.................................................................. - 29 -3.液相负荷下限线........................................................... - 30 -4.液相负荷上限线........................................................... - 30 -5.液泛线 ......................................................................... - 30 -6. 操作线 ....................................................................... - 32 -九.接头管设计 (31)十一.热量恒算 (33)1.热量计算 (33)2.冷凝器的选择 (33)3.再沸器的选择 (33)十二.设计一览表 (36)十三.操作方案的说明： (38)附表 (38)总结 (38)参考文献 (38)第一部分概述一、设计目标分离苯与苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计二、设计任务试设计分离苯与苯乙烯混合物的浮阀精馏塔。
精馏分离含苯40%的苯与苯乙烯混合液，要求塔顶馏岀液中含苯不小于99%，塔底釜液中含苯乙烯不高于2%。
（以上均为质量分数）年处理量为2.4万吨苯与苯乙烯混合液。
三、设计条件四、设计内容编制一份设计说明书，主要内容包括：1、前言2、流程的确定和说明3、生产条件的确定和说明4、精馏塔的设计计算：（1）工艺条件及有关物性数据的计算（2）精馏塔塔体工艺尺寸的计算（3）塔板主要工艺尺寸的计算（4）塔板的流体力学验算（5）塔板负荷性能图（精馏段）（选作）5、设计结果列表6、设计结果的讨论和说明7、主要参考资料8、结束语五、工艺流程图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汽化与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进入精馏塔内。
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汽化，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）。
以测量物流的各项参数。
塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，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较全面，合理的兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。
连续精馏操作流程图第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定本设计任务书为分离苯与苯乙烯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
设计中采用气液混合进料，将原料液通过预热器加热至90℃后送入精馏塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
二、精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量M=78kg/molA苯乙烯的摩尔质量 B M =104.21kg/mol 原料处理量为：hkmol F /956.3824300100000004.2=⨯⨯=2.原料液及塔顶、塔底产品含正己烷摩尔分数和平均相对分子质量 苯的摩尔质量为78，苯乙烯的摩尔质量为104.21709.021.104/34.3578/66.6478/66.64=+=F x9924.021.104178/9978/99=⨯+=D x 0231.021.100/)21(17.86/217.86/2=-+=W xF M =0.322⨯86.17+ (1-0.322)⨯100.21=95.68kg/kmolD M =0.965⨯86.17+ (1-0.965)⨯100.21=86.66kg/kmol W M =0.0231⨯86.17+ (1-0.0231)⨯100.21=99.88kg/kmol3物料衡算原料处理量mol g M F /566.85104291.078709.0=+=⨯⨯取一年工作日为300天则h kmol F /956.38566.852*******.27=⨯⨯⨯=W D F +=XW XD XF W D F +=联立解得 D=28.701kmol/hW=11.155kmol/h三、塔板数的确定1.理论板层数T N 的求取苯与苯乙烯物系的饱和蒸汽压查下表：（kpa ）2求相对挥发度在某一温度下由表1.1可查的该温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸气压AP 和 B P ，由于总压P 为定值，即P=101.33KPa ，由拉乌尔定律可求得液相组成x,平衡气相组成y 。