分离正戊烷-正己烷用浮阀精馏塔设计
课程设计说明书 题目: 分离正戊烷-正己烷用浮阀精馏塔设计
院 系： 专业班级 学 号： 学生姓名： 指导教师：
年 月 日
理工大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院 过控 教研室 学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 分离正戊烷-正己烷用浮阀精馏塔设计
设 计 技 术 参 数
料液种类：正戊烷-正己烷混合液 年处理量：45000吨 料液浓度：60％（轻组分质量分数） 塔顶产品浓度：98%（轻组组分质量分数） 塔底釜液浓度：98%（重相组分质量分数） 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4kPa（表压） 设备形式：浮阀精馏塔 厂址：淮南地区
设 计 要 求
完成精馏塔工艺设计、精馏设备设计、配管设计，绘制塔板结构简图，编制设计说明书。
工 作 量 说明书总页数不少于25页
工 作 计 第一周：根据设计任务查阅相关资料，并确定各流程。
进行计算，确定设备的设计数据。 划 第二周：在计算机上完成全部计算，并完成设计总结。
参 考 资 料 1、王志魁 刘丽英 刘伟《化工原理》 化学工业出版社 2010 2、 贾绍义 柴诚敬 《化工原理课程设计》 天津大学出版社2002
指导教师签字 教研室主任签字
2013年12月16日 安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表 学生姓名： 学号： 专业班级： 课程设计题目： 分离正戊烷-正己烷用浮阀精馏塔设计
指导教师评语：
成绩： 指导教师： 年 月 日 目录 第1章 序言8 第2章 精馏塔的物料衡算13 2.1. 物料衡算13 2.2. 常压下正戊烷—正己烷气、液平衡组成与温度的关系15 第3章 塔板数的确定16 3.1. 理论板数TN的确定16 3.2. 实际板数的确定17 第4章 精馏塔的工艺条件及有关物性数据17 4.1. 操作压力的计算17 4.2. 密度的计算18 4.3. 表面张力的计算19 4.4. 混合物的粘度20 4.5. 相对挥发度20 第5章 塔体工艺条件尺寸21 5.1. 气、液相体积流量计算21 5.2. 塔径的初步设计22 5.3. 溢流装置24 5.4. 塔板布置及浮阀数目与排列26 第6章 塔板负荷性能图29 6.1. 雾沫夹带线29 6.2. 液泛线30 6.3. 液相负荷上限31 6.4. 漏液线31 6.5. 液相负荷下限32 第7章 结束语34
设计任务书 （一）设计题目: 利用浮阀塔分离正戊烷与正己烷的工艺设计 分离要求：试设计一座正戊烷—正己烷连续精馏浮阀塔，要求年处理量45000吨，塔顶产品浓度98％(轻组分质量分数)，塔底釜液浓度98％（重组分质量分数）。 （二）操作条件：塔顶压力：4kPa（表压） 进料状态：泡点进料 回流比：1.4Rmin 塔釜加热蒸汽压力：0.5MPa（表压） 单板的压降：0.7kPa 全塔效率：52% （3）塔板类型：浮阀塔板（F1型) （4）工作日： 330天/年、24h/天连续生产 （5）厂址：淮南地区 （六）设计内容 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塔体工艺条件尺寸 ⑤塔板负荷性能图 正戊烷—正己烷连续精馏浮阀塔的设计 第1章序言 精馏是分离液体混合物，一种利用回流是液体混合物得到高度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛应用与石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏过程在能量剂的驱动下，使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分挥发度不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分分离。该过程是同时进行传质传热过程。精馏塔分为板式塔填料塔两大类。板式塔又有筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等。 本次设计任务是设计双组份连续精馏浮阀塔，实现从正戊烷、正己烷的混合溶液中分离出一定纯度的正己烷。本次设计选用浮阀塔。 本次设计基本流程：原料液（正戊烷、正己烷混合液，泡点进料），经过预热器预热达到指定温度后，送入精馏塔的进料板上，进料中的液体和上塔段下来的液体逐板溢流，最后流入塔底再沸器中，经过再沸器得到汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。进料中的蒸汽和下塔段来的蒸汽一起沿塔逐板上升，上升的蒸汽进入冷凝器，部分蒸汽得到冷凝返回塔顶，其余镏出液作为塔顶产品。在整个精馏塔中，气液两相逆流接触，进行相互传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。在每层板上，回流液与上升蒸气互相接触，进行使热和使质过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（斧残液），部分液体气化，产生生升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器冷却后被送出作为塔顶产品（馏出液）。 本次设计主要内容是物料衡算、塔板数的确定、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算、塔板负荷性能图和生产工艺流程图。 图 1-1 精馏塔工艺流程图 基础数据 表1-1.组分的饱和蒸汽压PiommHg 温 度 （℃） 36.1 40 45 50 55 60 65 68.7 Pio 正戊烷 101.33 115.62 136.05 159.16 185.18 214.35 246.89 273.28 正己烷 31.98 37.26 45.02 54.05 64.66 76.36 89.96 101.33 x 1 0.82 0.62 0.45 0.31 0.18 0.07 0
y 1 0.93 0.83 0.71 0.57 0.38 0.17 0
表1-2.组分的液相密度ρkg/m3 温度（℃） 20 40 60 80 100 ρ 正戊烷 626.2 605.5 583.7 560.3 535.0 正戊烷 657.2 638.9 620 600.2 579.3
表1-3.表面张力 mN/m 温 度 （℃） 0 20 40 60 80 100 正戊烷 18.20 16.00 13.85 11.76 9.719 7.752 正己烷 20.10 18.02 15.99 13.23 12.06 10.18
表1-4.混合物的粘度mpa.s 温度 （℃） 0 25 50 75 100 正戊烷 6.23 6.80 7.37 7.96 8.50 正己烷 6.00 6.54 7.10 7.66 8.20 第2章精馏塔的物料衡算 2.1.物料衡算 F:原料液流量(kmol/h) xF:原料组成（mol%） D:塔顶产品流量(kmol/h) xD：塔顶组成（mol%） W:塔底残液流量(kmol/h) xW：塔底组成（mol%） 正戊烷—正己烷的相对摩尔质量分数分别为72kg/ kmol和86kg/ kmol 1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率 正戊烷的摩尔质量 kmol/kg72AM 正己烷的摩尔质量 kmol/kg86BM
024.086/98.072/02.072/02.0983.086/02.072/98.072/98.0642.086/40.072/60.072/60.0WDFxxx
2．原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量 kmol/kg664.8586)024.01(72024.0kmol/kg238.7286)983.01(72983.0kmol/kg012.7786)642.01(72642.0WDFMMM
3．物料衡算 原料处理量 h/73.778kmol012.7724330100045000F
总物料衡算 WDF
正戊烷物料衡算 W024.0983.0642.0DF 联立解得 h/kmol234.26h/47.544kmolF
D 2.2.常压下正戊烷—正己烷气、液平衡组成与温度的关系
温度： 利用表1-1中的数据由拉格朗日插值可求得tF、tD、tW.
tF: 62.0642.045t62.045.04550F tF=44.35℃
tD:82.0983.040t182.01.3640D tD =36.47℃ tW: 0024.07.68t07.00657.68w tW=67.43℃ 精馏段的平均温度：
1t =2ttDF =40.41℃
提镏段的平均温度：
89.552tttWF2℃
1t =40.41℃时的x1及y
1
92.081.093.04041.4093.083.0404582.04041.4082.062.040451111yxyx
89.552t℃时的x2及y2
正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述
正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述正戊烷正己烷精馏塔是一种常见的用于分离混合物的设备，在石油化工等行业得到广泛应用。
以下是正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述：
1.混合物进料：将含有正戊烷和正己烷的混合物通过进料管道引入精馏塔的顶部。
2.加热和汽化：在精馏塔顶部设置加热器，对混合物进行加热，将其转化为蒸汽状态。
加热器中的热能来自外部供热介质，例如蒸汽或热水。
3.进料进入精馏塔：经过加热的混合物进入精馏塔顶部，与下方的填料层接触。
4.板间冷凝：在精馏塔内，混合物蒸汽随着上升冷却，逐渐凝结成液体。
液体落入板间，并继续往下流动。
5.萃取与浓缩：在精馏塔中存在多个横向隔板，称为浮状板。
这些板之间形成一个分离层，较重的组分趋向于下降，较轻的组分则向上升。
6.蒸汽-液体接触：在每个浮状板上，蒸汽与液体之间进行交换和接触。
这种接触促使组分分离，较轻的组分向上升，较重的组分向下降。
7.产品收集：经过一系列的板间冷凝和蒸汽-液体接触，较轻的正戊烷会逐渐富集于精馏塔顶部，而较重的正己烷则富集于精馏塔底部。
分离出的纯净正戊烷和正己烷可通过相应的侧管道进行收
集。
8.废料排出：在精馏塔底部还会产生一些残余物质，称为废料。
这些废料会通过底部排放口排出精馏塔。
正戊烷正己烷精馏塔的具体工艺参数和设备结构会因实际情况而有所差异，以上叙述仅为一般工艺流程的简要描述。
实际操作中，根据需求可能会采用不同的操作条件和设备配置来实现更好的分离效果和能耗控制。
浮阀塔塔板尺寸
塔板工艺尺寸计算(1)塔径欲求塔径应先求出空塔气速u，而u=(安全系数)×u maxu max=C√ρL−ρVρV式中C可由史密斯关联图查出，其横坐标的数值为L h V h (ρLρV)0.5=0.010×36002.65×3600(611.923.35)0.5=0.051取板间距H T=0.45m，取取板上液层高度h L=0.05m，则H T-h L=0.5-0.05=0.45m查得C20=0.1C=C20(σL20)0.2=0.1×(13.6320)0.2=0.093u max= C√ρL−ρVρV =0.093√611.92−3.353.35=1.25m/s取安全系数为0.7，则空塔气速为u=0.7u max=0.88 m/s塔径D=√4V sπu =√4×2.653.14×0.88=1.96m按标准塔径圆整为D=2m，则塔截面积 A T=π4D2=3.14m2实际空塔气速 u=2.65/3.14=0.84m/s(2)溢流装置选用单溢流弓形降液管，不设进口堰。
①堰长l W：取堰长l W=0.66D，即l W=0.66×2=1.32m②出口堰高h W：h W=h L-h OW采用平直堰，近似取E=1，堰上液层高度h OW=2.841000E(L hl W)23⁄=2.841000×1×(0.0095×36001.32)23⁄=0.025mh W=h L-h OW=0.05-0.025=0.025m③弓形降液管宽度W d和面积A f，由图弓形降液管的宽度与面积查得：A f A T =0.072，W dD=0.124A f= 0.072A T=0.072×3.14=0.23m2 W d=0.124D=0.124×2=0.25m液体在降液管中停留时间，即θ=3600H T A fL h =H T A fL s=0.23×0.50.0095=12.11s﹥5s，故降液管尺寸可用。
化工原理课程设计正戊烷和正己烷
课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计安徽理工大学课程设计（论文）任务书机械工程学院过控教研室目录前言 (5)1.概论1.1 设计目的 (5)1.2 塔设备简介 (6)2.流程简介................... 错误!未定义书签。
3.工艺计算 (7)3.1物料衡算 (8)3.2理论塔板数的计算 (9)3.2.1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图， (9)3.2.2 q线方程 (9)3.2.3平衡线 (10)3.2.4求最小回流比及操作回流比 (11)3.2.5求精馏塔的气、液相负荷 (11)3.2.6操作线方程 (12)3.2.7逐板法求理论板 (11)3.2.8实际板层数的求取 (13)4.塔的结构计算 (13)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (13)4.1.1平均温度t (13)m4.1.2平均摩尔质量 (14) (15)4.1.3平均压强pm4.1.4平均密度 (15)4.1.5液体的平均粘度 (17)4.1.6液相平均表面张力 (18)4.2塔高的计算 (18)4.2.1最大空塔气速和空塔气速 (18)4.2.2塔径 (19)4.2.3 塔径的圆整 (21) (21)4.2.4塔截面积AT4.2.5实际空塔气速u (21)4.3精馏塔有效高度的计算 (22)5.塔板主要工艺尺寸的计算 (22)5.1溢流装置计算 (22)5.1.1堰长lw (22)5.1.2溢流堰高度hw溢流堰高度计算公式 (22)5.1.3弓形降液管宽度Wd 及截面积Af (23)5.1.4降液管底隙高度h (24)5.2塔板布置筛板数目与排列 (24)5.2.1塔板的分块 (24)5.2.2边缘区宽度确定 (25)5.2.3开孔面积的计算 (25)5.2.筛孔计算及其排列............................. 错误!未定义书签。
6.筛板的流体力学验算 (24)6.1气相通过筛板塔板的压降...................... 错误!未定义书签。
正己烷-环己烷设计精馏装置精馏塔
目录一、设计任务书 (2)二、概述 (4)三、物料衡算 (6)1. 计算依据 (6)2. 物料衡算 (6)2.1 全塔物料衡算 (6)2.2精馏塔物料衡算表 (7)四、设备设计与选型 (8)1. 精馏塔工艺设计 (8)2. 精馏塔的结构尺寸设计 (26)五、总结 (30)六、参考文献 (31)七、致谢 (32)八、附工程图纸 (33)08级化学工程专业《化工原理》课程设计任务书设计课题：环己烷-正己烷精馏装置精馏塔设计一、设计条件1、年产环己烷：40000 (吨)2、产品环己烷组成：C6H1299.5% (质量分数，下同) 、C6H140.5%3、原料为常温液体，原料组成：C6H1290%、C6H1410%4、分离要求：塔顶环己烷含量不大于1%二、设计内容1、物料衡算（精馏塔、预热器、冷凝器、再沸器）2、热量衡算（预热器、冷凝器、再沸器）3、精馏塔理论塔板数4、精馏塔实际塔板数、塔径和塔高的计算5、精馏塔结构、材质的选择6、精馏塔工艺尺寸、塔盘结构尺寸的设计计算等7、精馏塔流体力学性能验算8、精馏塔塔板性能负荷图9、精馏塔附件的设计计算（接管、支座、人孔等）10、精馏塔装配图的绘制三、设计要求1、设计方案简介对产品的性能、用途、工业状况及未来的发展前景进行概括和总结。
对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2、工艺设计选定工艺参数，对单个设备作出衡算示意图，进行物料衡算、热量衡算，以表格形式表达衡算结果，其中的数据（非给定数据）及计算公式（经验公式）必须交待来源（即何种参考书目，并在参考文献中列出）。
3、设备计算选择设备的结构形式，并说明理由。
进行设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算。
4、辅助设备选型典型辅助设备的主要工艺尺寸的计算，设备规格型号的选定。
5、设计说明书的编写要求严格按照邵阳学院毕业设计（论文）格式进行编写。
设计说明书应按顺序包括以下内容：(1)设计说明书封面；(2)设计任务书； (3)目录； (4)概述（设计方案简介）；(5)工艺计算（物料衡算、热量衡算）； (6)设备设计（主要设备设计、辅助设备设计或选型）； (7)设计总结、评述； (8) 参考资料； (9)致谢；（10）附工程图纸。
化工原理课程设计正戊烷和正己烷
课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计安徽理工大学课程设计（论文）任务书机械工程学院过控教研室目录前言 (5)1.概论1.1 设计目的 (5)1.2 塔设备简介 (6)2.流程简介................... 错误!未定义书签。
3.工艺计算 (7)3.1物料衡算 (8)3.2理论塔板数的计算 (9)3.2.1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图， (9)3.2.2 q线方程 (9)3.2.3平衡线 (10)3.2.4求最小回流比与操作回流比 (11)3.2.5求精馏塔的气、液相负荷 (11)3.2.6操作线方程 (12)3.2.7逐板法求理论板 (11)3.2.8实际板层数的求取 (13)4.塔的结构计算 (13)4.1混合组分的平均物性参数的计算 (13)4.1.1平均温度t (13)m4.1.2平均摩尔质量 (14) (15)4.1.3平均压强pm4.1.4平均密度 (15)4.1.5液体的平均粘度 (17)4.1.6液相平均表面张力 (18)4.2塔高的计算 (18)4.2.1最大空塔气速和空塔气速 (18)4.2.2塔径 (19)4.2.3 塔径的圆整 (21) (21)4.2.4塔截面积AT4.2.5实际空塔气速u (21)4.3精馏塔有效高度的计算 (21)5.塔板主要工艺尺寸的计算 (22)5.1溢流装置计算 (22)5.1.1堰长lw (22)5.1.2溢流堰高度hw溢流堰高度计算公式 (22)5.1.3弓形降液管宽度Wd 与截面积Af (22)5.1.4降液管底隙高度h (24)5.2塔板布置筛板数目与排列 (24)5.2.1塔板的分块 (24)5.2.2边缘区宽度确定 (24)5.2.3开孔面积的计算 (24)5.2.筛孔计算与其排列............................. 错误!未定义书签。
6.筛板的流体力学验算 (24)6.1气相通过筛板塔板的压降...................... 错误!未定义书签。
正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述
正戊烷正己烷精馏塔的工艺流程叙述首先，混合的原料通过预加热设备被加热至适宜的温度，并被送入塔中的底部。
这样做的目的是为了提高产物的蒸发速率，加快分离过程。
当原料进入塔时，由于高温高压，其开始蒸发。
由于正己烷的沸点比正戊烷高，所以正己烷会首先被蒸发出来。
蒸汽上升通过分馏塔中的塔板，逐渐接触到冷凝器中流动的冷却介质。
冷却介质常常是冷水或者环境空气。
在冷却器中，蒸汽被迅速冷却，然后凝结成液体，被收集起来。
这一液体被称为顶流。
正戊烷和正己烷的混合液体会从塔板中下降，经过多个塔板的逐段凝固，逐渐分离。
分馏塔内部一般会设置多个塔板，用于实现多级凝固。
不同塔板之间的操作参数如温度和压力可以有所不同，以便更好地控制分离。
在每个塔板上，液体组分会进一步行程蒸发过程。
蒸汽会上升并再次与冷凝器中的冷却介质接触。
然后，蒸汽凝结成液体，被收集。
这个收集的液体被称为中游流。
整个过程中，塔板中的液体组分逐渐减少，纯度逐渐提高。
经过多级凝固后，塔板顶部的液体会达到纯正己烷。
要想得到纯正戊烷，需要进行塔板下部的一种操作。
在这种操作下，塔板下部的液体会被抽出，通过调节温度和压力，使其能够分离出纯正戊烷。
通过以上的操作，正戊烷和正己烷被成功分离出来。
分离出的纯正戊烷和纯正己烷可以在进一步的处理过程中用于生产各种化工产品。
整个工艺流程中，包括原料加热、塔板操作、冷凝和收集等多个环节。
通过精确的温度和压力控制，以及多级凝固的方式，可以有效地分离出纯度较高的正戊烷和正己烷。
这对于化工产品的生产有着重要的意义。
中国石油大学课程设计-曹震-正戊烷-正己烷-正庚烷-正辛烷
化工原理课程设计之巴公井开创作说明书设计题目：设计连续精馏分离装置（分离正戊烷,正己烷,正庚烷,正辛烷混合物）班级：化工06-2班姓名：曹震指导老师：马庆兰设计成果：日期：2009年6月8日——2009年7月1日目录设计方案简介 (2)工艺流程简图 (3)第一章塔的工艺计...4§ (4)§ (5)§ (9)§ (11)§ (11)§ (13)§ (14)§....................................................................................14§ (18)§ (21)第二章塔板的结构设计 (22)§2.1塔板的安插 (22)§2.2塔板流体力学计算 (23)§2.3塔板负荷性能图 (30)第三章塔体结构设...33§3.1塔体的尺寸、资料及开孔 (33)§ (34)§...........................................................................35计算结果汇总表 (41)自我评述 (44)工艺流程简图设计方案简介所设计的任务是：设计连续精馏分离装置,分离正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷,是一个多元精馏过程,轻关键组分是正己烷,重关键组分是正庚烷.根据工艺把持条件和分离任务,初步确定精馏方案,画收工艺流程草图.确定方案流程后,逐步计算和确定多元混合物精馏塔的把持条件及装备设施.首先,通过清晰分割法以及全塔物料衡算,确定塔顶、塔底的组分及其组成,根据回流罐的温度及泡露点方程,计算出塔顶、塔底和进料的压力和温度,进而确定精馏把持条件.通过经验估算出到达分离目的所需的最少理论板数,再结合全塔把持条件,得出最小回流比,通过作理论板数与回流比的关系曲线图,得出适宜回流比,即可确定理论板数和实际板数,并得出实际加料位置.其次,进行全塔热量衡算,算出塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷,然后算出精馏段和提馏段的流量,确定塔径,即可以进行塔体的设计了.我们先从塔板入手,通过计算开孔率,设计并选择出最佳塔板,并进行合理布图.通过塔板水力学计算来验证塔板的设计是否合理,是否会发生过量雾沫夹带、过量漏液和淹塔等现象,并作出塔板负荷性能图,进一步验证计算结果的合理性.接下来,在设计条件下,为精馏塔定出尺寸、资料和规格：选择筒体壁厚和资料,选择适宜的封头,确定人孔的数目和位置,塔体的高度和裙座的形式、尺寸.完成这以后,就可以确定各接管的管径,塔顶冷凝器、塔底再沸器和回流泵等辅助设备的型号,并将所设计的精馏塔反映在图纸上,使设计更加清晰明了.最后,将计算的结果汇总,整理出一份完整的设计说明书.第一章 塔的工艺计算§产物的组成及产物量简直定采纳清晰分割法.已知进料组成1,F 2,F 3,F 4,F x =0.15,x =0.3,x =0.4,x =0.15,轻关键组分是正己烷,重关键组分是正庚烷,现将已知和未知列入下表中：可见需要求1,D x 、2,D x 、3,W x 、4,W x .列全塔总物料衡算及组分1、2、3、4的全塔物料衡算可得：1,D2,D3,W 4,W 1,D 2,D 3,W 4,W F =D +W 0.15F =Dx 0.3F =Dx +0.04W0.4F =0.04D +Wx 0.15F =Wxx +x +0.04=10.04+x +x =1⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩ 已知进料平均摩尔质量72015860.31000.41140.1593.7kg kmol i i M M x ==⨯+⨯+⨯+⨯=∑进料 则 进料的摩尔流率12000kg h128.07kg kmol 93.7kg kmolF F M ===质量流率进料代入方程组可求得：1,0.34D x =,2,0.62D x =,3,0.69W x =,4,0.27W x =57.07kg kmol D =,71kg kmol W =由此可以求出塔顶、塔底产物的平均摩尔质量：720.34860.621000.04114081.8kg kmol i i M M x ==⨯+⨯+⨯+⨯=∑顶720860.041000.691140.27103.22kg kmol i i M M x ==⨯+⨯+⨯+⨯=∑底 由以上结果得出全塔物料衡算表：§把持温度与压力简直定一般保证塔顶冷凝器与冷却介质之间的传热温差：20t ∆=℃已知冷却剂温度为31℃,则t =t +Δt =30+20=50回流罐冷却水℃已知°°°°111222333444=γp x +γp x +γp x +γp x (1)P 回流罐式中p ︒为组分饱和蒸汽压,γ为组分活度系数.因所求混合物可视为理想组分,故γ取1,又因回流罐中液体即为塔顶产物的组成,所以上式可化为：11,22,33,44, (2)D D D D P p x p x p x p x ︒︒︒︒=+++回流罐由安托因公式求饱和蒸汽压,查文献得：12477.07lnP 15.833339.94T ︒=--22697.55lnP 15.836648.78T ︒=--32911.32lnP 15.873756.51T ︒=--43120.29lnP 15.942663.63T ︒=--P i ︒——各组分饱和蒸汽压,mmHgT ——温度,K已知回流罐温度为50℃,代入安托因公式求得1P 1196.19mmHg 1.574atm ︒==2P 405.37mmHg 0.533atm ︒== 3P 141.91mmHg 0.187atm ︒==4P 50.37mmHg 0.066atm ︒==代入（2）式求得11,22,33,44, 1.5740.340.5330.620.1870.04 0.8733atm 1atmD D D DP p x p x p x p x ︒︒︒︒=+++=⨯+⨯+⨯=<回流罐 因此,取一个年夜气压,使其常压把持.塔顶管线及冷凝器的阻力可以近似取作0.1atm,则：0.110.1 1.1atm P P =+=+=塔顶回流罐即求塔顶露点温度.采纳试差法,先假设一个温度,由安托因公式求得该温度下各组分的饱和蒸汽压值,并分别求出平衡常数K,用露点方程nii=1i y =1 K i i P P ︒∑ 塔顶（K =） 检验等式是否成立,若成立则该温度为塔顶温度,若不成立,继续假设.试差结果如下表：℃时,nii=1iy =1.000K ∑,℃.P =P +ΔP ΔP =N ΔP =225mmHg =0.138atm P =1.1+0.138=1.238atm⨯塔顶塔底全塔全塔实际单板塔底 故塔底压力为1.238atm.即求塔底泡点温度.采纳试差法,先假设一个温度,由安托因公式计算出该温度下各组分的饱和蒸汽压,并分别求出平衡常数K,由泡点方程：11 ()ni i i i i P K x K P ︒===∑塔底 检验等式是否成立,若成立,则该温度即为塔底温度,若不成立,继续假设.试差结果如下表：℃时,11.0011ni i i K x ==≈∑,故塔底温度为℃.设计时,取近似1.1 1.238 1.169atm 22P P P ++===塔顶塔底进料进料为泡点进料,此时进料温度即进料泡点温度,同样采纳试差法,先假设一个温度,由安托因公式计算出该温度下各组分的饱和蒸汽压,并分别求出平衡常数K,由泡点方程：11 ()ni i i i i P K x K P ︒===∑进料 检验等式是否成立,若成立,则该温度即为进料温度,若不成立,继续假设.试差结果如下表：℃时,10.99731ni i i K x ==≈∑,因此进料温度为℃.§最小回流比简直定计算最小回流比的公式如下：1min 11 (3)1 (4)nij Fii ij nij Dii ij x q x R ααθααθ===--=+-∑∑ 取温度为塔顶塔底平均温度66.6109.688.12t C +==︒,求得该温度下的相对挥发度ij α,以最重组分正辛烷为比较组分j ,计算结果如下：（3）式中的θ应介于轻、重关键组分的相对挥发度之间,由于已知轻、重关键组分相邻,故式（3）、（4）仅有一个通根,且5.727 2.367θ>>由于泡点进料,1q =,10q -=,设3θ=,代入（3）式得114.3760.15 5.7270.3 2.3670.410.1514.3763 5.7273 2.367313 =0.75nij Fi i ij x ααθ=⨯⨯⨯⨯=+++------∑ 此值与（1q -）值0相差较年夜,因此继续假设,采纳试差法,得出下表结果：可以看出,当θ=3.435时,10.001840.005nij Fii ijx ααθ==≤-∑,因此取θ=3.435,将θ代入（3）式,得min114.3760.34 5.7270.62 2.3670.041 114.376 3.435 5.727 3.435 2.367 3.435 =0.9073nij Di i ij x R ααθ=⨯⨯⨯=-=++-----∑§最小理论板数简直定对多元混合物系,有下式：minlg 1 ()lg l h h l D W mx x x x N α⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦=-不包括再沸器式中,l x 、h x 为轻组分和重组分的摩尔分率,m α=轻重关键组分于塔顶、塔底条件下的相对挥发度见下表：于是 2.435m α==,由之前所得塔顶塔底的组成可算出：min0.620.69lg 0.040.041 5.28lg 2.435N ⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭=-= 故最小理论塔板数为5.28,但不包括再沸器.§适宜回流比简直定如果R 增加,理论板数下降,塔高下降,设备费用下降,但液相、气相流率增加,再沸器、冷凝器的热负荷增年夜,把持费用也会增加,因此选择适宜的回流比,获得最经济的方案.用以下方法求得适宜回流比及理论板数.所分离混合物系可以视作理想溶液,有如下经验关联式：()0.567min min 0.751 12Y X R R N N X Y R N =---==++ 式中N 及N min 不包括再沸器.根据上式,回流比R 从R min =0.9073至6取一组数,获得相应的X 及Y 值,最终获得N 与R 的一组关系数据,如下表：—R/R min 图,如下：2.作N(R+1)—R/R min 图,如下：3.从图中获得回流比的适宜区,取R/R min =1.478,即R=1.3413,相应的N=11.4.因此适宜回流比为1.3413,理论板数为11.4. §理论板数及理论加料位置简直定设N R 为理论精馏板数.N S 为理论提镏板数,对泡点进料多元混合物,有如下计算公式：0.20621h Wl RS l Dh F R S T x x N W N x x D N N N ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦+=+式中,N T 为理论板数,求适宜回流比时已得出理论板数为11.4,将已知代入上式,解得N R =6.79,N S =5.61.因此,理论加料位置应为6.79块板上. §实际板数及实际加料位置简直定根据O′connell 经验关联式：0.49() T m L L Fi LiE x αμμμ=•=•∑可确定全塔效率E T .已知 2.435m α=.根据全塔平均温度t m =88.1℃查得该温度下正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷的粘度分别为···s 和0.29mPa ·s,由经验关联式可得0.150.1450.30.1790.40.2300.150.290.211mPa sL Fi Li x μμ=•=⨯+⨯+⨯+⨯=•∑代入公式,得()0.2450.49()0.49 2.4560.2110.5757T m L E αμ-=•=⨯⨯=由全塔效率可知,实际板数11.419.80.5757T P T N N E === 取整得,实际板数为20块.（不包括再沸器）实际精馏段板数6.7911.790.5757R RP T N N E ===⇒取整，为12块。
正己烷-正庚烷分离过程筛板精馏塔课程设计
课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计院系：机械工程学院专业班级：过控11-1学号： 2011301936学生姓名：冒鹏飞指导教师：李雪斌2013 年 12 月30 日目录第一部分 概述 (4)一、设计目标 (4)二、设计任务 (4)三、设计条件 (4)四、设计内容 (4)五、工艺流程图 (4)第二部分 工艺设计计算 (6)一、设计方案的确定 (6)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)3.物料衡算原料处理量 (6)三、塔板数的确定 (7)1.理论板层数T N 的求取 (7)2.全塔效率T E (8)3.实际板层数的求取 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)1.操作压强计算 (9)2.操作温度计算 (9)3.平均摩尔质量计算 (9)4.平均密度计算 (10)5.液相平均表面张力计算 (11)6.液相平均粘度计算 (11)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)1.塔径的计算 (12)2.精馏塔的有效高度的计算 (13)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (14)1.溢流装置计算 (14)2.塔板布置 (15)3.筛孔数n 与开孔率 (16)七、筛板的流体力学验算 (16)1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h (16)2.雾沫夹带量V e 的验算 (17)3.漏液的验算 (18)4.液泛验算 (18)八、塔板负荷性能图 (19)1.漏液线 (19)3.液相负荷下限线 (20)5.液泛线 (21)6. 操作线 (22)九、设计一览表 (24)十、操作方案的说明： (25)附表 (26)总结 (29)参考文献 (29)第一部分概述一、设计目标分离正己烷-正庚烷（正戊烷-正己烷）混合液的筛板式精馏塔设计二、设计任务试设计分离正己烷-正庚烷（正戊烷-正己烷）混合物的筛板精馏塔。
精馏分离含正己烷30%（正戊烷60%）的正己烷-正庚烷（正戊烷-正己烷）混合液，要求塔顶馏岀液中含正己烷（正戊烷）不小于96%，塔底釜液中含正己烷不高于2%（正己烷96%）。
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
新建 Microsoft Office 分离乙醇-正丙醇混合液的浮阀式精馏塔的设计
成绩华北科技学院环境工程系《化工原理》课程设计报告设计题目分离乙醇-正丙醇混合液的浮阀式精馏塔的设计学生姓名学号指导老师专业班级化工B091班教师评语设计起止日期：2012年6月11日至2012年6月21设计任务书1.设计题目：分离乙醇—正丙醇二元物系浮阀式精馏塔的设计2.原始数据及条件：进料：乙醇含量35%（质量分数，下同），其余为正丙醇分离要求：塔顶乙醇含量90%；塔底乙醇含量0.01%生产能力：年处理乙醇-正丙醇混合液25000吨，年开工7200小时操作条件：间接蒸汽加热；塔顶压强1.03atm(绝压)；泡点进料； R=5 3.设计任务：1、精馏塔的工艺设计；2、附属设备（如再沸器、冷凝冷却器）进行简单计算并选型（不必校核）；3、绘制塔板负荷性能图、精馏塔设备图；4、编写设计说明书目录第一部分设计方案的确定 (5)1.1塔的选择 (5)1.2操作压力的选择 (6)1.3进料热状况的选择 (7)1.4加热及冷凝方式的选择 (7)1.5回流比的选择 (7)第二部分塔板的工艺设计 (7)2.1精馏段和提馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)2.1.1精馏塔全塔物料衡算 (7)2.1.2密度 (9)2.1.3混合液体平均表面张力 (10)2.1.4 混合物的粘度 (11)2.1.5 相对挥发度 (11)2.1.6气、液相体积流量计算 (12)2.2理论塔板数的计算 (13)2.3 热量衡算 (15)2.4 塔径的初步计算 (19)2.5 溢流装置 (20)2.6 塔板分布、浮阀数目与排列 (21)第三部分塔板的流体力学计算 (22)3.1通过浮阀塔板的压降 (22)3.2淹塔 (24)3.3雾沫夹带 (24)3.4塔板负荷性能图 (25)3.5浮阀塔工艺设计计算结果 (29)第四部分塔附件的设计 (30)4.1接管 (30)4.2筒体与封头 (31)4.3除沫器 (32)4.4裙座 (32)4.5人孔 (32)第五部分塔总体高度的设计 (33)5.1塔的顶部空间高度 (33)5.2塔的底部空间高度 (33)5.3塔总体高度 (33)第六部分附属设备的计算 (33)6.1冷凝器的选择 (33)6.2再沸器Q B的选择 (34)第七部分参考文献 (35)第八部分对本设计的评述 (36)附录乙醇—正丙醇二元物系浮阀式精馏塔设计图第一部分设计方案的确定精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。