吉林化工學院化工原理課程設計PAGEPAGE46吉林化工學院化工原理課程設計題目乙醇丙醇二元物系篩板精餾塔設計教學院化學與制藥工程學院專業班級應用化學學生姓名學生學號指導教師課程設計任務書1、設計題目：乙醇丙醇二元物系篩板精餾塔設計2、工藝操作條件(1)加料量為:100kmol/h(2)加料狀態：泡點進料(3)分離要求：進料組成x=0.447餾出液組成xd=0.947釜液組成xw=0.037（以上均為摩爾分率）加料熱狀況q=1.0(4)操作壓力：常壓（絕壓），單板壓降≤0.7KPa(5)回流比3、設計任務：（1）完成該精餾塔的工藝設計，包括物料衡算、熱量衡算、篩板塔的設計計算。（2）畫出帶控制點的工藝流程圖(2號圖紙)、精餾塔工藝條件圖(2號圖紙)。（3）寫出該精餾塔的設計說明書，包括設計結果匯總和設計評價。 目錄摘要 1緒論 21.精餾塔概述 22.儀器的使用 3第1章設計方案 41.1裝置流程的確定 41.2操作壓力的選擇 41.3進料狀況的選擇 41.4加熱方式的選擇 41.5回流比的選擇 5第2章工藝計算 62.1物料衡算 62.1.1原料液及塔頂、塔底產品的平均摩爾質量62.1.2物料衡算原料處理量62.1.3平均相對揮發度72.1.4回流比的確定72.2熱量衡算 82.2.1加熱介質的選擇82.2.2冷卻劑的選擇82.2.3比熱容及汽化潛熱的計算82.2.4熱量衡算9.2.3理論塔板數的計算 .92.3.1精餾塔的氣、液相負荷102.3.2求操作線方程102.3.3用逐板法計算理論層板數10第3章板式塔主要工藝尺寸的計算 133.1塔的工藝條件及物性數據計算 133.1.1平均摩爾質量計算 133.1.2平均密度計算 143.1.3液相表面張力計算153.1.4精餾塔負荷計算163.2精餾塔的塔體工藝尺寸計算 173.2.1.塔徑的計算173.2.2.精餾塔有效高度的計算183.3.塔板的工藝尺寸計算183.3.1.溢流裝置計算183.3.2.塔板布置203.4.篩板的流體力學驗算213.4.1.塔板壓降213.4.2.液面落差223.4.3.液沫夾帶223.4.4.漏液233.4.5.液泛233.5.塔板負荷性能圖243.5.1.漏液線243.5.2.液沫夾帶線243.5.3.液相負荷下限253.5.4.液相負荷上限263.5.5.液泛線263.5.6.負荷性能圖及操作彈性273.6板式塔結構 283.6.1塔體結構 283.6.2塔總體高度計算 29第4章輔助設備及選型 304.1精餾塔的附屬設備 304.2精餾塔的接管 31本章符號說明英文字母 33篩板塔的工藝設計計算結果匯總表35參考文獻 36結束語 37化工原理課程設計教師評分 38 摘要

化工生產常需進行液體混合物的分離以達到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝達到輕重組分分離的方法。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業生產中中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設計和分析分離過程中的各種參數是非常重要的。

塔設備是化工、煉油生產中最重要的設備類型之一。本次設計的篩板塔是化工生產中主要的氣液傳質設備。此設計針對二元物系的精餾問題進行分析、選取、計算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設計過程，該設計方法被工程技術人員廣泛的采用。

精餾設計包括設計方案的選取，主要設備的工藝設計計算——物料衡算xF=0.447xD=0.947xW=0.037實際塔板數精餾段9塊，提餾段14塊。工藝參數的選定泡點進料、泡點回流。設備的結構設計和工藝尺寸的計計算塔高為21.96m,篩孔數目為5435個，輔助設備的選型，工藝流程圖，主要設備的工藝條件圖等內容。通過對精餾塔的運算，可以得出精餾塔的各種設計如塔的工藝流程、生產操作條件及物性參數是合理的，各種接管尺寸是合理的，以保證精餾過程的順利進行并使效率盡可能的提高。

關鍵詞：乙醇；丙醇；精餾段；提餾段；篩板塔。

緒論1.精餾塔概述精餾塔（fractionatingcolumn）是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據操作方式又可分為連續精餾塔與間歇精餾塔。關于各種類型塔板的介紹 主要的塔板型式有：泡罩塔板；浮閥塔板；篩孔塔板；舌形塔板（斜孔塔板）；網孔塔板；垂直浮閥；多降液管塔板；林德浮閥；無溢流塔板。⑴

泡罩塔板泡罩塔板的氣體通道是由升氣管和泡罩構成的。升氣管是泡罩塔區別于其它塔板的主要結構特征。這種結構不僅結構過于復雜，制造成本高，而且氣體通道曲折多變、干板壓降達、液泛氣速低、生產能力小。⑵

浮閥塔板

浮閥塔板是對泡罩塔板的改進，取消了升氣管，在塔板開孔上訪設置了浮閥，浮閥可根據氣體的流量自行調節開度。氣量較小時可避免過多的漏液，氣量較大時可使氣速不致過高，降低了壓降。⑶

篩孔塔板篩孔塔板是最簡單的塔板，造價低廉，只要設計合理，其操作彈性是可以滿足生產需要的，目前已成為應用最為廣泛的一種板型。⑷

舌形塔板

舌形塔板是為了防止過量液沫夾帶而設計的一種塔型，由舌孔噴出的氣流方向近于水平，產生的液滴幾乎不具有向上的初速度。同時從舌孔噴出的氣流，通過動量傳遞推動液體流動，降低了板上液層厚度和塔板壓降。⑸

網孔塔板

網孔塔板采用沖有傾斜開孔的薄板制造，具有舌形塔板的特點，并易于加工。⑹

垂直浮閥

垂直浮閥是在塔板上開有若干直徑為100-200mm的大圓孔，孔上設置圓柱形泡罩，泡罩下緣于塔板有一定的間隙，泡罩側壁開有許多篩孔。氣流噴射方向是水平的，液滴在垂直方向的初速度為零，液沫夾帶量很小。⑺

多降液管塔板

在普通浮閥上設置多根降液管以適應大液體量的要求，降液管為懸掛式。⑻

林德浮閥

林德浮閥是專為真空精餾設計的高效低壓降塔板，在整個浮閥上布置一定數量的導向斜孔，并在塔板入口處設置鼓泡促進裝置。⑼

無溢流塔板無溢流塔板是一種簡易塔板，只是一塊均勻開有一定縫隙或篩孔的圓形平板，無降液管，結構簡單，造價低廉。2.儀器的選用篩板精餾塔是煉油、化工、石油化工等生產中廣泛應用的汽液傳質設備。它的結構特點是塔板上開有許多均勻的小孔。根據孔徑的大小，分為小孔徑篩板和大孔徑篩板兩類。工業上以小孔徑篩板為主，大孔徑篩板多用于某些特殊場合（如分離難度大、易結焦的物系）。篩板的優點是結構簡單，造價低；板上液面落差小，氣體壓降低，生產能力較大，氣體分散均勻，傳質效率較高。合理的設計和適當的操作能滿足要求的操作彈性，而且效率高。篩板塔制造維修方便，相同條件下生產能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦約高10%—15%，而每板壓力降則低30%左右，適用于真空蒸餾；塔板效率較高，但稍低于浮閥塔。具有較高的操作彈性，但稍低于泡罩塔。其缺點是小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。第1章設計方案1.1裝置流程的確定蒸餾裝置包括精餾塔，原料預熱器，蒸餾釜（再沸器），冷凝器，釜液冷卻器和產品冷卻器等設。按過程按操作方式的不同，分為聯組整流和間歇蒸餾兩種流程。連續蒸餾有生產能力大，產品質量穩定等優點，工業生產中以連續蒸餾為主。間歇蒸餾具有操作靈活，適應性強等優點，適合于小規模，多品種或多組分物系的初步分離。蒸餾通過物料在塔內的多次部分汽化與多次部分冷凝實現分離，熱量自塔釜輸入，由冷凝器中的冷卻質將余熱帶走。在此過程中，熱能利用率很低，為此，在確定裝置流程時應考慮余熱的利用。譬如，用余料作為塔頂產品（或釜液產品）冷卻器的冷卻介質，既可以將原料預熱，又可以節約冷卻質。另外，為保持塔的操作穩定性，流程中除用泵這節送入塔原料外也可以用高位槽送料，以免受泵操作波動的影響。塔頂冷凝裝置可采用全冷凝器，分冷凝器兩種不同的設置。甲醇和水不反應，且容易冷凝，故使用全凝器，用水冷凝。塔頂出來的氣體溫度不高，冷凝后回流液和產品溫度不高，無需進一步冷卻，此次分離也是希望得到甲醇，選用全凝器符合要求。總之，確定流程時要較全面，合理地兼顧設備，操作費用，操作控制及安全諸因素。1.2操作壓力的選擇蒸餾過程中按操作壓力不同，分為常壓蒸餾，減壓蒸餾和加壓蒸餾。一般地，除熱明性物系，凡通過常壓蒸餾能夠實現分離要求，并能用江河水或循環水將餾出物冷凝下來的物系，都能采用常壓蒸餾；對敏性物系或者混合物泡點過高的物系，則宜采用減壓蒸餾；對常壓下餾出物冷凝溫度過低的物系，需提高塔壓或者采用深井水，冷凍鹽水作為冷卻劑；而常壓下呈氣態的物系必須采用加壓蒸餾。乙醇和丙醇在常壓下就能夠分離出來，所以本實驗在常壓下操作就可以。1.3進料狀況的選擇進料狀況一般有冷液進料，泡點進料。對于冷液進料，當組成一定時，流量一定對分離有利，節省加熱費用。采用泡點進料不僅對穩定操作較為方便，且不受季節溫度影響。綜合考慮，設計上采用泡點進料。泡點進料時，基于恒摩爾流假定，精餾段和提餾段上升蒸汽的摩爾流量相等，故精餾段和提餾段塔徑基本相等，制造上較為方便。1.4加熱方式的選擇加熱方式可分為直接蒸汽和間接蒸汽加熱。直接蒸汽加熱直接由塔底進入塔內。由于重組分是水，故省略加熱裝置。但在一定的回流比條件下，塔底蒸汽回流液有稀釋作用，使理論板數增加，費用增加。間接蒸汽加熱使通過加熱器使釡液部分汽化。上升蒸汽回流下來的冷液進行傳質，其優點是釜液部分汽化，維持原來的濃度，以減少理論塔板數，其缺點是增加加熱裝置。本設計塔釡采用間接加熱蒸汽，塔底產品經冷卻后送至儲罐。1.5回流比的選擇回流方式可分為重力回流和強制回流。對于小型塔，回流冷凝器一般安裝在塔頂。其優點是回流冷凝器無需支持結構，其缺點是回流冷凝器回流控制較。如果需要較高的塔頂處理或塔板數較多時，回流冷凝器不宜安裝在塔頂。因為塔頂冷凝器不已安裝，檢修和清理。在這種情況下，可采用強制回流，塔頂上蒸汽采用冷凝器冷卻以冷回流流入塔中。由于本次設計為小型塔，故采用重力回流。本設計物系屬易分離物系，故操作回流比為最小回流比的2倍。第2章工藝計算2.1物料衡算已知F=100kmol/h,xF=0.447,xD=0.947,xW=0.037乙醇的摩爾質量丙醇的摩爾質量2.1.12.1.2物料衡算原料處理量原料液：總物料流量衡算：易揮發組分：聯立求解得： 表2—1物料衡算結果表進料塔頂出料塔底出料平均摩爾質量/(kg/kmol)53.74246.74259.482摩爾分數/%0.4470.9470.037摩爾流量/(kmol/h)10045.05554.945 溫度（露點）-氣相組成關系式：(1)溫度-飽和蒸汽壓關系式（安托因方程）：乙醇：(2)丙醇：(3)各層塔板壓力計算公式：(4)塔頂：已知乙醇的氣相組成y為產品組成0.98，操作壓力為常壓，則通過聯立（1）、（2）、(3)可求得操作溫度及組分飽和蒸汽壓；塔底：已知乙醇組成0.035，操作壓力經初步計算為。通過聯立（2）、（3）、(4)并進行迭代可得實際操作溫度及組分飽和蒸汽壓。（計算過程使用excel軟件進行迭代計算）結果如下：塔頂：kPa塔底：進料：2.1.3平均相對揮發度，根據上文求出的數據可得：塔頂：塔底：進料板：平均相對揮發度：2.1.4回流比的確定最小回流比(5)(6)（5），（6）聯立得：代入式（5）可以求得：取操作回流比2.2熱量衡算2.2.1常用的介質有飽和水蒸汽和煙道氣。飽和水是一種應用最廣的加熱劑。由于飽和水蒸汽冷凝時的傳熱系數很高，可以通過改變蒸汽壓力準確地控制加熱溫度。燃料燃燒所排放的煙道氣溫可達100～1000℃，適用于高溫加熱。煙道氣的缺點是比熱容及傳熱系數很低，加熱溫度控制困難。本設計采用300kPa(溫度133.3℃)的飽和水蒸氣作為加熱物質。水蒸氣易獲得、清潔、不易腐蝕加熱管，不但成本會相應降低，塔結構也不復雜。2.2.2常用的冷卻劑是水和空氣，應因地制宜地加以選用。本設計建廠吉林地區，吉林夏季最熱月份日平均氣溫為25℃。故選用25℃的冷凝水，選溫升10℃，即冷卻水的出口溫度為35℃。2.2.3比熱容及汽化潛熱的計算乙醇丙醇比熱容及汽化潛熱與溫度關系表溫度60708090100乙醇汽化熱879.17859.32828.05815.79792.52比熱容2.762.883.013.143.29丙醇汽化熱757.6741.78725.34708.20690.30比熱容2.692.792.892.922.96(1)、比熱容的計算（根據上表，利用插值法計算）塔頂溫度tD下的比熱容（78.594℃）求得CpD=2.998kj/(kg.k)=137.91KJ/Kmol.k同理求得CpD=168.18KJ/Kmol.k 同理分別求得進料溫度tF=86.53Cp乙醇=142.365KJ/Kmol.kCp丙醇=174.575KJ/Kmol.k塔底溫度tW=96.19Cp乙醇=148.711KJ/Kmol.kCp丙醇=176.856KJ/Kmol.k(2)、汽化潛熱的計算（方法與次熱熔的算法相同）2.2.4熱量衡算=1\*GB3①0℃時塔頂上升的熱量：Qv，塔頂以0℃為基準（）=2\*GB3②回流液的熱量：Qr,tD=79.13℃此溫度下Qr=LtR=164.901x139.514x79.13=1820464.631KJ/h=3\*GB3③塔頂流出液的熱量：因為塔頂流出液與回流液組成相同=139.514KJ/h=4\*GB3④進料的熱量：QF=5\*GB3⑤塔底殘液的熱量：=6\*GB3⑥冷凝器消耗的熱量：=7\*GB3⑦再沸器提供的熱量：（全塔范圍內列衡算式）塔釜熱損失為10%，則=0.1再沸器的實際熱負荷：計算得QB=6536319.89KJ/h=8\*GB3⑧熱量衡算計算結果：項目進料冷凝器塔頂溜出液塔底殘液再沸器平均比熱容KJ/Kmol.k152.175_139.514175.651_熱量Q/(KJ/h)1426888.3535883837.081497395.613928343.566536319.82.3理論塔板數的計算2.3.1精餾塔的氣、液相負荷 2.3.2求操作線方程精餾段操作線方程，代入數據得：（8）精餾段操作線方程（9），則相平衡方程為（10）2.3.3用逐板法計算理論層板數聯立（8）、（9）、（10）Yn-1xn-1ynxnyn+1xn+1在同一塔板上的計算運用相平衡方程，上下塔板間的計算，運用操作線方程表2-2塔板物料數據層數y值x值備注10.9470.8945塔頂20.90570.820130.84730.724740.77240.616850.68760.510860.60440.420270.53330.3505進料板80.43390.266790.32680.1872100.22660.1220110.14290.0740120.083710.0415底層塔板130.042740.02074塔釜（4）實際板層數的求取表2-3乙醇、正丙醇黏度表物質t/℃6080100乙醇0.6010.4950.361正丙醇0.8990.6190.444精餾段平均溫度t1=82.83℃提餾段平均溫度t1=91.36℃精餾段粘度：提餾段粘度：板效率：精餾段：提餾段：精餾段實際板層數：提餾段實際板層數：（全塔所需總板數：(不包括塔底再沸器)）全塔效率：加料板位置在塊板處3.1塔的工藝條件及物性數據計算乙醇和丙醇物性數據表3-1液相密度溫度t,℃708090100110ρA,kg/m3754.2742.3730.1717.4704.3ρB,kg/m3759.6748.7737.5726.1714.2表3-2液體的表面張力σ溫度t,℃6080100σA,mN/m20.2518.2816.29σB,mN/m21.2719.4017.50表3-3液體的粘度μL溫度t,℃6080100μLAmPa0.8990.6190.444μLBmPa0.6010.4950.3613.1.1平均摩爾質量計算塔頂進料板塔釜精餾段:提餾段3.1.2平均密度計算：液相平均密度塔頂℃，通過內差法：進料板℃塔底出料：精餾段液相平均密度提餾段液相平均密度氣相平均密度塔頂壓強：精餾段：提鎦段：有理想狀態方程計算，即3.1.3液相表面張力計算塔頂,用內差法有：進料板:進料板:精餾段平均表面張力提餾段平均表面張力3.1.4精餾塔負荷計算摩爾流量精餾段液相流量:提餾段液相流量:3.2精餾塔的塔體工藝尺寸計算3.2.1.塔徑的計算取板間距HT=0.40m,板上液層高度hL=0.05m,則查史密斯關聯圖得C20=0.076取安全系數為0.7，則空塔氣速為按標準塔徑圓整后D=1.4m。精餾段塔截面積為實際空塔氣速為1.065m/s提鎦段：取板間距HT=0.40m,板上液層高度hL=0.05m,則查史密斯關聯圖得C20=0.075取安全系數為0.7，則空塔氣速為按標準塔徑圓整后D=1.4m。精餾段塔截面積為實際空塔氣速為0.79m/s3.2.2.精餾塔有效高度的計算精餾段有效高度為提餾段有效高度為在進料板上方開一個入孔，其高度為0.8米故精餾塔的有效高度為3.3.塔板的工藝尺寸計算3.3.1.溢流裝置計算塔徑D=1.4米可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。（1）堰長lW[5]（2）溢流堰高度hW由hW=hL-hOW,選用平直堰，堰上液層高度由弗朗西斯公式計算，近似取E=1則則取板上清液層高度hL=50mm,故hW=hL-hOW=0.05-0.014=0.36m同理：提鎦段（1）堰長lW[5]（2）溢流堰高度hW由hW=hL-hOW,選用平直堰，堰上液層高度由弗朗西斯公式計算，近似取E=1則則取板上清液層高度hL=50mm,故hW=hL-hOW=0.05-0.0216=0.02842m（3）弓形降液管寬度和截面積由故依式驗算液體在降液管中的停留時間,(符合要求)（符合要求）故降液管設計合理。（4）降液管底隙高度h0取u0’=0.1m/s則同理：提鎦段=0.0582m3.3.2.塔板布置（1）塔的分塊因，故塔板采用分塊式，查表得，塔板分為4塊表3-4塔徑,mm800~12001400~16001800~20212200~2400塔板分塊數3456(2)邊緣區寬度確定，WC=0.04m（3）開孔區面積計算故（3）篩孔計算及其排列本設計選用碳鋼板，取篩孔直徑取空中心t為篩孔數目開孔率為氣體通過篩孔的氣速同理提鎦段：3.4.篩板的流體力學驗算3.4.1.塔板壓降（1）干板阻力計算篩板開孔率%，干板阻力由式計算由，查干篩孔的流量系數圖得故液柱同理提鎦段：液柱（2）氣體通過液層的阻力計算氣體通過液層的阻力可由式：計算查充氣系數關聯圖得故液柱同理求得=0.029m（3）液體表面張力的阻力計算液柱提鎦：液柱氣體通過每層塔板的液柱高度可按下式計算，即液柱液柱氣體通過每層塔板的壓降為（設計允許值）提鎦段：3.4.2.液面落差對于的篩板塔，液面落差很小，可忽略液面落差的影響。本設計的,故液面落差可忽略不計。3.4.3.液沫夾帶液沫夾帶量由式計算故液/kg氣<0.1kg液/kg氣液、kg氣<0.1kg液/kg氣故本設計液沫夾帶量在允許范圍內3.4.4.漏液對于篩板,漏液點氣速可由式：計算實際孔速穩定系數為提鎦段：對于篩板,漏液點氣速可由式：計算實際孔速穩定系數為3.4.5.液泛為防止塔內發生液泛,降液管內液層高度應服從式的關系乙醇———丙醇物系屬一般物系,取則而液柱液柱故在本設計中不會發生液泛現象.同理測得提鎦段故在本設計中不會發生液泛現象.3.5.塔板負荷性能圖3.5.1.漏液線由得：整理得提鎦段：在操作范圍內,任取幾個值,依上式計算值結果列于表中0.00060.00150.00300.00450.6780.7000.730.750.620.640.660.68由上表數據即可作出漏液線13.5.2.液沫夾帶線以為限,求關系如下:由故整理得提鎦段：在操作范圍內,任取幾個值,依上式計算值結果列于表中0.00060.00150.00300.00451.891.831.751.691.851.791.711.65由上表數據即可作出液沫夾帶線23.5.3.液相負荷下限對于平直堰,取堰上液層高度作為最小液體負荷標準.由式取E=1,則由此可做出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限3.3.5.4.液相負荷上限線以作為液體在降液管中停留時間的下限,由式故由此可做出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限43.5.5.液泛線令由;;;聯立得忽略,將與,與,與的關系帶入上式,并整理得式中，及有關的數據代入得：故同理提鎦段：在操作范圍內,任取幾個值,依上式計算結果列于表中0.00060.00150.00300.00453.083.022.932.853.113.042.962.88由上表數據即可作出液泛線53.5.6.負荷性能圖及操作彈性根據以上各線方程,可做出篩板塔的負荷性能圖如圖所示在負荷性能圖上,作出操作點,連接,即作出操作線.由圖可知故操作彈性為：同理可算出提鎦段：3.6板式塔的結構3.6.1塔體結構(1)塔頂空間

指塔內最上層塔極與塔頂的間距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應大于板間距，設計中通常取塔頂間距為(1.5~2.0)HT。若需要安裝除沫器時，要根據除沫器的安裝要求確定塔頂間距。

(2)塔底空間

指塔內最下層培板到塔底間距。其值由如下因素決定：

①塔底儲液空間依儲存液量停留3~8min(易結焦物料可縮短停留時間)而定；②再沸器的安裝方式及安裝高度；

③塔底液面至最下層塔板之間要留有1~2m的間距。

(3)人孔

對于D≥1000mm的板式塔，為安裝、檢修的需要，一般每隔6~8層塔板設一人孔。人孔直徑一般為450mm~600mm，其伸出塔體的筒體長為200~250mm，人孔中心距操作平臺約800~1200mm。設人孔處的板間距應等于或大于600mm。

(4)塔高

板式塔的塔高如圖所示。可按下式計算，即

H=(n-nF-nP-1)HT+nFHF+nPHP+HD+HB+H1+H2

式中H——塔高，m；

n——實際塔板數；

nF——進料板數；

HF——進料板處板間距，m；

np——人孔數；

HB——塔底空間高度，m；

HP——設人孔處的板間距，m；

HD——塔頂空間高度，m；

H1——封頭高度，m；

H2——裙座高度m。3.6.2塔總體高度計算塔體總高度利用下式計算：（1）塔頂封頭封頭分為橢圓形、蝶形封頭等幾種，本設計采用橢圓形封頭。由公稱直徑，查化工原理課程設計附錄2得，曲面高度直邊高度內表面積,容積。則封頭高度（2）塔頂空間設計中取塔頂間距考慮到需要安裝除沫器，所以選取塔頂空間1.2m。（3）塔底空間塔底空間高度HB是指從塔底最下一層塔板到塔底封頭的底邊處的距離，取釜液停留時間為5min，取塔底液面至最下一層塔板間距離為1.5m。則：(4)人孔對的板式塔，為安裝、檢修的需要，一般每隔6—8塊塔板設一個人孔，本塔具有32塊塔板，需設置3個人孔，每個人孔直徑為450mm，在設置人孔處板間距。（5）進料處板間距考慮在進口處安裝防沖設施，取進料板處板間距。(6)裙座塔底常用裙座支撐，本設計采用圓筒形裙座；由于裙座內徑>800mm，故裙座壁厚取16mm.基礎環內徑：基礎環外徑：圓整后：,考慮到再沸器，取裙高。塔體總高度：第4章輔助設備及選型4.1精餾塔的附屬設備精餾塔的附屬設備包括蒸氣冷凝器、產品冷卻器、再沸器(蒸餾釜)、原料預熱器等，可根據有關教材或化工手冊進行選型與設計。以下著重介紹再沸器(蒸餾釜)和冷凝器的型式和特點，具體設計計算過程從略。

（1）再沸器(蒸餾釜)

該裝置的作用是加熱塔底料液使之部分氣化，以提供精餾塔內的上升氣流。工業上常用的再沸器(蒸餾釜)有：內置式再沸器、釜式(罐式)再沸器、虹吸式再沸器、強制循環式再沸器等幾種，詳見第2章換熱器設計部分。

應予指出，再沸器的傳熱面積是決定塔操作彈性的主要因素之一，故估算其傳熱面積時安全系數要選大一些，以防塔底蒸發量不足影響操作。

（2）塔頂回流冷凝器

塔頂回流冷凝器通常采用管殼式換熱器，有臥式、立式、管內或管外冷凝等形式。按冷凝器與塔的相對位置區分，有以下幾類。

①整體式及自流式將冷凝器直接安置于塔頂，冷凝液藉重力回流入塔，此即整體式冷凝器，又稱內回流式，如圖3-21(a)、(b)所示。其優點是蒸氣壓降較小，節省安裝面積，可藉改變升氣管或塔板位置調節位差以保證回流與采出所需的壓頭。缺點是塔頂結構復雜，維修不便，且回流比難于精確控制。該方式常用于以下幾種情況：①傳熱面較小(例如50m2以下)；②冷凝液難以用泵輸送或泵送有危險的場合；③減壓蒸餾過程。

圖3-21(c)所示為自流式冷凝器，即將冷凝器置于塔頂附近的臺架上，靠改變臺架高度獲得回流和采出所需的位差。

②強制循環式當塔的處理量很大或塔板數很多時，若回流冷凝器置于塔頂將造成安裝、檢修等諸多不便，且造價高，可將冷凝器置于塔下部適當位置，用泵向塔頂輸送回流，在冷凝器和泵之間需設回流罐，即為強制循環式。圖3-21(d)所示為冷凝器置于回流罐之上，回流罐的位置應保證其中液面與泵入口間之位差大于泵的氣蝕余量，若罐內液溫接近沸點時，應使罐內液面比泵入口高出3m以上。圖3-21(e)所示為將回流罐置于冷凝器的上部，冷凝器置于地面，冷凝液藉壓差流入回流罐中，這樣可減少臺架，且便于維修，主要用于常壓或加壓蒸餾。

回流冷凝器的工藝計算步驟如下：

①按工藝要求決定冷凝器的熱負荷QR,選擇冷卻劑、冷卻劑進出口溫度并計算冷卻劑用量；

②初估設備尺寸，由平均溫度Δtm和總傳熱系數K的經驗數據，計算所需的傳熱面積A,并由此選擇標準型號的冷凝器，或自行設計；

③復核傳熱面積，對已選型號或自行設計的設備，核算實際上的總傳熱系數K和實際所需的傳熱面積；

④決定安裝尺寸，估計各管線長度及阻力損失，以決定冷凝器底部與回流液入口之間的高度差HR.

需要注意的是，由于冷凝器常用于精餾過程，考慮到精餾塔操作常需要調整回流比，同時還可能兼有調節塔壓的作用，故應適當加大其傳熱面積的裕度。按經驗，其面積裕度應在30％左右。

4.2精餾塔的接管（1）塔頂蒸氣出口管的直徑dv操作壓力為常壓，蒸汽管中常用流速為u=12-20m/s，取由所以查標準系列選取φ325×10規格的熱軋無縫鋼管。（2）回流管的直徑dR由于塔頂冷凝器安裝在塔頂平臺，回流液靠重力自留入塔內，本設計取所以有查標準系列選取φ18×3.5規格的熱軋無縫鋼管。(3)進料管的直徑dF進料管得結構類型很多，有直管進料管、彎管進料管、T形進料管。本設計采用直管進料管。管徑計算如下：本設計采用泵輸送料液，料液速度可取uF=1.5-2.5m/s，本設計取查標準系列選取φ42×4規格的熱軋無縫鋼管。(4)塔底出料管的直徑dW一般可采用塔底出料管的流速uW，本設計取查標準系列選取φ70×3規格的熱軋無縫鋼管。(5)塔底蒸汽的直徑dW′一般可采用塔底出料管的流速uV=20-25m/s，本設計取查標準系列選取φ325×10規格的熱軋無縫鋼管。本章符號說明

英文字母Aa——塔板開孔區面積，m2；

Af——降液管截面積，m2；

A0——篩孔總面積，m2；

AT——塔截面積，m2；

C0——流量系數，無因次；

C——計算umax時的負荷系數，m/s；

Cs——氣相負荷因子，m/s；

d0——篩孔直徑，m；

D——塔徑，m；

eV——液沫夾帶量,kg(液)/kg(氣)；

E——液流收縮系數，無因次;

F——氣相動能因子，kg1/2/(s·m1/2)；

F0——篩孔氣相動能因子，kg1/2/(s·m1/2)；

hl——進口堰與降液管間的水平距離，m；

hc——與干板壓降相當的液柱高度，m液柱；

hd——與液體流過降液管的壓降相當的液柱高度，m：

hl——與板上液層阻力相當的液柱高度，m；

hL——板上清液層高度，m；

h0——降液管的底隙高度，m；

how——堰上液層高度，m；

hw——溢流堰高度，m；

h’w——進口堰高度，m；

hσ——與克服σ的壓降相當的液柱高度，m；

H——板式塔高度;

Hd——降液管內清液層高度，m；

HT——塔板間距，m；

K——穩定系數，無因次；

lW——堰長，m；

Lh——液體體積流量，m3/h；

LS——液體體積流量，m3/s；

n——篩孔數目；

NT——理論板層數；

P——操作壓力，Pa；

△P——壓力降，Pa；

t——篩孔的中心距，m；

u——空塔氣速，m/s；

u0——氣體通過篩孔的速度，m/s；

u0.min——漏液點氣速，m/s；

u’0——液體通過降液管底隙的速度，m/s；

VS——氣體體積流量，m3/s；

LS——液體體積流量，m3/s；

Wc——邊緣無效區寬度，m；

Wd——弓形降液管寬度，m；

Z——板式塔的有效高度，m；

希臘字母

β——充氣系數，無因次；

δ——篩板厚度，m

θ——液體在降液管內停留時間，s；

μ——粘度，Pa·s；

ρ——密度，kg/m3；

σ——表面張力，N/m；

——開孔率或孔流系數，無因次；

ψ——液體密度校正系數，無因次。

下標

max——最大的；min——最小的；

L——液相的；

V——氣相的。篩板塔的工藝設計計算結果匯總表項目符號單位計算數據備注精餾段提餾段各段平均壓力PmkPa105.175112.175各段平均溫度tm℃82.8391.36平均流量氣相Vsm3/s1.641.21液相Lsm3/s0.00310.0057實際塔板數N塊914板間距HTm0.40.4塔的有效高度Zm9.2m塔的實際高度Hm17.129m塔徑Dm1.41.4實際空塔氣速um/s1.060.79溢流裝置堰長lWm0.980.98單溢流弓形降液管平形受液盤平形溢流堰堰高hWm0.350.322堰液層高度Howm0.0140.036降液管的寬度Wdm0.1960.196降液管的面積Afm20.11690.1169降液管底隙高度h0m0.03260.0418板上清液層高度hLm0.050.05孔徑d0m0.0050.005正三角形排列孔間距tm0.0150.015孔數n個5435開孔面積A0m20.10660.1066篩孔氣速u0m/s15.3811.34塔板壓降hPkPa0.5510.557液體在降液管停留時間θs15.088.20穩定系數K2.122.63霧沫夾帶evkg液/kg氣0.03060.0123液相負荷下限線Ls,minm3/s0.0008350.000835相液負荷上限線Ls,maxm3/s0.011690.01169氣相最大負荷Vs，maxm3/s3.103.15氣相最小負荷Vs，minm3/s0.650.60操作彈性4.775.25參考文獻[1]陳敏恒.叢德滋.方圖南.齊鳴齋.化工原理(下冊）.化學工業出版社.2021[2]吉林化工學院化工原理教研室.《化工原理課程設計指導書》.化學工業出版社.2021[3]盧煥章等.《石油化工基礎數據手冊》.化學工業出版社.1982[4]天津大學化工原理教研室.化工原理（上、下）.天津科學技術出版社.1994[5]化工原理（上、下）第二版譚天恩、麥本熙、丁惠華著.化學工業出版社.2021.[6]化工制圖.張淑榮、王守發著.延邊大學出版社.1979.[7]華東化工學院.化工制圖.人民教育出版社.1980.[8]王國勝.《化工原理課程設計》（第二版）.大連理工大學出版社.2021.[9]王志魁.《化工原理》第三版.化學工業出版社.2021..結束語通過這次課程設計，讓我對化工設備機械基礎這門課有了進一步的認識。這次課設是對這門課程的一個總結，對化工機械知識的應用。通過這次設計對我們獨自解決問題的能力也有所提高。在整個過程中，我查閱了相關書籍及文獻，取其相關知識要點應用到課設中，而且其中有很多相關設備選取標準可以直接選取，這樣設計出來的設備更加符合要求。學會了疊加法，對精餾這張有了更深的了解。同時，感謝那些知道我的同學們，沒有他們的熱心幫助我也就不能完全領略課程設計的樂趣，真心感謝他們。這次課設的書寫中對格式的要求也很嚴格，在老師的指導下我們按照畢業設計的格式要求完成課設。這就為我們做畢業設計打下了基礎。因為的知識有限，所做出的設計存在許多缺點和不足，請老師做出批評和指正。最后感謝老師對這次課設的評閱。化工原理課程設計教師評分表評價單元評價要素評價內涵滿分評分平時成績20%出勤能按時到指定設計地點進行課程設計，不曠課，不遲到，不早退。10紀律學習態度認真，遵守課程設計階段的紀律，作風嚴謹，按時完成課程設計規定的任務，按時上交課程設計有關資料。10說明書質量30%說明書格式符合課程設計說明書的基本要求，用語、格式、圖表、數據、量和單位及各種資料引用規范等。10工藝設計計算根據選定的方案和規定的任務進行物料衡算，熱量衡算，主體設備工藝尺寸計算，附屬設備的選型等。20制圖質量30%制圖圖形圖紙的布局、線形、字體、箭頭、整潔等。20制圖正確性符合化工原理課程設計任務書制圖要求，正確繪制流程圖和工藝條件圖等。10答辯20％對設計方案的理解答辯過程中，思路清晰、論點正確、對設計方案理解深入，主要問題回答正確20指導教師綜合評定成績：實評總分；成績等級指導教師（簽名）：年月日201注：按優（90-100分）、良（80-89分）、中（70-79分）、及格（60-69分）、不及格（60分以下）五級評定成績。化工原理教學與實驗中心

社會實踐報告系別：班級：學號：姓名：作為祖國未來的事業的繼承人，我們這些大學生應該及早樹立自己的歷史責任感，提高自己的社會適應能力。假期的社會實踐就是很好的鍛煉自己的機會。當下，掙錢早已不是打工的唯一目的，更多的人將其視為參加社會實踐、提高自身能力的機會。許多學校也積極鼓勵大學生多接觸社會、了解社會，一方面可以把學到的理論知識應用到實踐中去，提高各方面的能力；另一方面可以積累工作經驗對日后的就業大有裨益。進行社會實踐，最理想的就是找到與本專業對口單位進行實習，從而提高自己的實戰水平，同時可以將課本知識在實踐中得到運用，從而更好的指導自己今后的學習。但是作為一名尚未畢業的大學生，由于本身具備的專業知識還十分的有限，所以我選擇了打散工作為第一次社會實踐的方式。目的在于熟悉社會。就職業本身而言，并無高低貴賤之分，存在即為合理。通過短短幾天的打工經歷可以讓長期處于校園的我們對社會有一種更直觀的認識。實踐過程：自從走進了大學，就業問題就似乎總是圍繞在我們的身邊，成了說不完的話題。在現今社會，招聘會上的大字報都總寫著“有經驗者優先”，可還在校園里面的我們這班學子社會經驗又會擁有多少呢？為了拓展自身的知識面，擴大與社會的接觸面，增加個人在社會競爭中的經驗，鍛煉和提高自己的能力，以便在以后畢業后能真正真正走入社會，能夠適應國內外的經濟形勢的變化，并且能夠在生活和工作中很好地處理各方面的問題，我開始了我這個假期的社會實踐-走進天源休閑餐廳。實踐，就是把我們在學校所學的理論知識，運用到客觀實際中去，使自己所學的理論知識有用武之地。只學不實踐，那么所學的就等于零。理論應該與實踐相結合。另一方面，實踐可為以后找工作打基礎。通過這段時間的實習，學到一些在學校里學不到的東西。因為環境的不同，接觸的人與事不同，從中所學的東西自然就不一樣了。要學會從實踐中學習，從學習中實踐。而且在中國的經濟飛速發展，又加入了世貿，國內外經濟日趨變化，每天都不斷有新的東西涌現，在擁有了越來越多的機會的同時，也有了更多的挑戰，前天才剛學到的知識可能在今天就已經被淘汰掉了，中國的經濟越和外面接軌，對于人才的要求就會越來越高，我們不只要學好學校里所學到的知識，還要不斷從生活中，實踐中學其他知識，不斷地從各方面武裝自已，才能在競爭中突出自已，表現自已。在餐廳里,別人一眼就能把我人出是一名正在讀書的學生,我問他們為什么,他們總說從我的臉上就能看出來,也許沒有經歷過社會的人都有我這種不知名遭遇吧!我并沒有因為我在他們面前沒有經驗而退后,我相信我也能做的像他們一樣好.我的工作是在那做傳菜生,每天9點鐘-下午2點再從下午的4點-晚上8:30分上班,雖然時間長了點但,熱情而年輕的我并沒有絲毫的感到過累,我覺得這是一種激勵,明白了人生,感悟了生活,接觸了社會,了解了未來.在餐廳里雖然我是以傳菜為主,但我不時還要做一些工作以外的事情，有時要做一些清潔的工作，在學校里也許有老師分配說今天做些什么，明天做些什么，但在這里，不一定有人會告訴你這些，你必須自覺地去做，而且要盡自已的努力做到最好，一件工作的效率就會得到別人不同的評價。在學校，只有學習的氛圍，畢竟學校是學習的場所，每一個學生都在為取得更高的成績而努力。而這里是工作的場所，每個人都會為了獲得更多的報酬而努力，無論是學習還是工作，都存在著競爭，在競爭中就要不斷學習別人先進的地方，也要不斷學習別人怎樣做人，以提高自已的能力！記得老師曾經說過大學是一個小社會，但我總覺得校園里總少不了那份純真，那份真誠，盡管是大學高校，學生還終歸保持著學生的身份。而走進企業，接觸各種各樣的客戶、同事、上司等等，關系復雜，但我得去面對我從未面對過的一切。記得在我校舉行的招聘會上所反映出來的其中一個問題是，學生的實際操作能力與在校理論學習有一定的差距。在這次實踐中，這一點我感受很深。在學校，理論的學習很多，而且是多方面的，幾乎是面面俱到；而在實際工作中，可能會遇到書本上沒學到的，又可能是書本上的知識一點都用不上的情況。或許工作中運用到的只是很簡單的問題，只要套公式似的就能完成一項任務。有時候我會埋怨，實際操作這么簡單，但為什么書本上的知識讓人學得這么吃力呢？這是社會與學校脫軌了嗎？也許老師是正確的，雖然大學生生活不像踏入社會，但是總算是社會的一個部分，這是不可否認的事實。但是有時也要感謝老師孜孜不倦地教導，有些問題有了有課堂上地認真消化，有平時作業作補充，我比一部人具有更高的起點，有了更多的知識層面去應付各種工作上的問題，作為一名大學生，應該懂得與社會上各方面的人交往，處理社會上所發生的各方面的事情，這就意味著大學生要注意到社會實踐，社會實踐必不可少。畢竟，很快我就不再是一名大學生，而是社會中的一分子，要與社會交流，為社會做貢獻。只懂得紙上談兵是遠遠不及的，以后的人生旅途是漫長的，為了鍛煉自己成為一名合格的、對社會有用的人才.很多在學校讀書的人都說寧愿出去工作，不愿在校讀書；而已在社會的人都寧愿回校讀書。我們上學，學習先進的科學知識，為的都是將來走進社會，獻出自己的一份力量，我們應該在今天努力掌握專業知識，明天才能更好地為社會服務。實踐心得：雖然這次的實踐只有短短的幾天，而且從事的是比較簡單的服務工作，但是通過與各種各樣的人接觸，還是讓我學會了很多道理。首先是明白了守時的重要性。工作和上學是兩種完全不同的概念，上學是不遲到很多時候是因為懼怕老師的責怪，而當你走上了工作崗位，這里更多的是由于自己內心的一種責任。這種責任是我學會客服自己的惰性，準時走上自己的崗位。這對我以后的學習生活也是一種鞭策，時刻牢記自己的責任，并努力加強自己的時間觀念。其次讓我真實的體會到了合作的重要性。雖然我工作的只是小小的一家餐廳，但是從點單到制作到遞送到結帳這一環環的工作都是有分工的，只有這樣才能使整家店的工作效率都大大的提高。以前雖然在書上看見過很多的團隊合作的例子，但這一次是深刻的體會到了，正所謂“眾人拾柴火焰高”，“團結就是力量”。在以后的學習和工作中，一定會要牢記這一點，將自己融入到集體中，和大家一起攜手走向輝煌。再次，這次打工的經歷也讓我的心理更加趨于成熟。在餐廳里每天面對形形色色的客人，重復著單調的工作。讓從未涉世的我還是有那么一點點不適應的，但是堅持就是勝利。打工畢竟和在家是完全不同的概念，我們學會需要忍耐，需要學會承受，需要學會堅持。將自己這短短的一月的實踐同理論相聯系，我了解到當代大學生與以往的大學生相比較，求學經歷、生活條件、所處社會大環境都相對優越，也沒有經過必要的挫折教育，因此，意志往往比較脆弱，克服困難的能力也較差，常常是對社會的要求較高，對自我的要求較低。大學生的責任意識日益成為社會關注的熱點問題，責任意識和誠信意識成為不少地方采用人才的兩個新標準。大學生參與社會實踐是促進大學生素質教育,加強和改進青年學生思想政治工作，引導學生健康成長和成才的重要舉措，是學生接觸社會、了解社會、服務社會，培養創新精神、實踐能力和動手操作能力的重要途徑。對于當代大學生來說，應當刻苦學習專業知識，不斷提高綜合素質和運用知識的技能。從大學生活的開始到走進社會的大圈子中，就只有短短的幾年時間，誰不想在將來的社會中能有一席之地呢？所以大家認為大學生必須投身校園內外的各類實踐活動，有助于鍛煉品質，提高能力。可見其對大學生綜合素質的提高有不可抵觸的重要性。不能否認有過打工經歷的同學，看起來要比其它同學更成熟、社會適應力更強，但對于學生，社會適應力只是一方面的衡量指標，大學期間主要的任務是學業結構的搭建，即知識結構、專業結構的搭建，為了打工影響甚至放棄了專業知識的學習，結果是得不償失的。實踐出真知，社會實踐活動是大學生活的重要組成部份，培養當代大學生的歷史使命感、社會責任感和積極向上的精神風貌，充分發揮實踐育人的作用，提高大學生的綜合素質，也是檢驗所學理論知識的標準，社會實踐不但為大學生提供了一個發揮自我才能，展現自我風采的舞臺，也是培養和鍛煉同學們綜合能力的一個階梯，更是一個大學生進入社會，走上工作崗位前的演練場地。社會實踐活動，從而確定比較正確的人生前進方向。河南理工大學計算機科學與技術學院實習報告20—20學年第學期實習名稱生產實習實習地點實習日期學生姓名學號專業班級指導教師20**年**月**日一、實習基本情況20**年**月通過網絡招聘，我應聘到河南中方紡業有限公司進行實習，該公司位于周口市，主要承擔棉紡制造與銷售工作，進入公司后我被分配到信息管理部門，主要從事的工作是對公司的網絡進行管理與維護，同時對公司網站的管理與維護進行學習，三個月的實習讓學會了從不同的角度去看待問題和解決問題，對網絡工程師的工作有了全面的認識，為以后的就業積累了經驗。二、實習內容1.單位情況河南中方實業（集團）有限公司是以棉花種植、收購、加工、經營、倉儲、紡織及棉花與紡織品進出口為產業鏈條，集研發、生產、經營、投資、管理于一體的現代產業化集團企業。旗下擁有多家從事棉花、紡織等生產、經營的全資、控股子公司。經過多年的發展，公司已形成了以“棉花經營、棉花物流、棉紡織、紡織品出口”為主干業務，以“國內、國際”為兩大市場的經營格局。棉花經營涵蓋進口棉、新疆棉、地產棉三大系列多個品種；棉花物流業務以地產棉交易為主，填補了河南無地產棉交易市場的空白，并融入了全國棉花物流體系；棉紗產品從精梳40s到精梳120s、氣流紡紗16s到21s等兩大系列；外貿出口涵蓋棉紗、面料、服裝等三大系列