化工原理課程設計--甲醇-水分離精餾塔的設計說明書

上傳人：奔*** IP屬地：河北更新時間：2024-03-01 格式：doc 頁數(shù)：36 大?。?.35MB 人氣指數(shù)：12 舉報 版權(quán)申訴

已閱讀1頁，還剩35頁未讀，繼續(xù)免費閱讀

版權(quán)說明：本文檔由用戶提供并上傳，收益歸屬內(nèi)容提供方，若內(nèi)容存在侵權(quán)，請進行舉報或認領

文檔簡介

1、　　化工原理課程設計　　設計題目：甲醇水分離精餾塔設計　　班級： 　　學號： 　　甲醇-水分離過程精餾塔的設計

2、;　　設計題目　　甲醇-水分離過程精餾塔的設計　?。ǘ┎僮鳁l件　　在抗生素類藥物生產(chǎn)過程中，需要用甲醇溶媒洗滌晶體，洗滌過濾后產(chǎn)生廢甲醇溶媒，另含有少量的藥物固體微粒。為使廢甲醇溶媒重復利用，擬建立一套板式精餾塔，以對廢甲醇溶媒進行精餾

3、。設計要求及條件如下：　　1．處理量：（23000+80×1）噸/年　　2. 料液組成（質(zhì)量分數(shù)）：含甲醇45%、水55%　　3. 塔頂產(chǎn)品組成（質(zhì)量分數(shù)）：含水量≤0.3%　　4. 塔底沸水中甲醇含量（質(zhì)量分數(shù)）：≤0.5%<p&

4、gt;　　5．操作壓力：常壓 　　6．進料熱狀態(tài)：泡點進料 　　7．回流比： 2Rmin　　8．塔底加熱蒸氣壓力 0.3Mpa（表壓）　?。ㄈ┧孱愋?lt;/b>　　浮閥塔<

5、/b>　　（四）工作日　　每年工作日為330天7920小時，每天24小時連續(xù)運行　　（五）設計內(nèi)容 　　1、設計說明書的內(nèi)容 　　1)設計方案的確定

6、及流程說明　　2) 精餾塔的物料衡算； 　　3) 塔板數(shù)的確定； 　　4) 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算； 　　5) 精餾塔的塔體工藝尺寸計算； 　　6) 塔板主要工藝尺寸的計算；

7、;　　7) 塔板的流體力學驗算； 　　8) 塔板負荷性能圖； 　　9) 設計結(jié)果一覽表；　　10) 板式塔的結(jié)構(gòu)計算； 　　11) 附屬設備的計算機選型；　　12) 對設計過程的評述和有關(guān)問題的討論。<

8、;p>　　2、設計圖紙要求： 　　1) 繪制生產(chǎn)工藝流程圖（A3號圖紙）； 　　2) 繪制精餾塔的工藝圖（A3號圖紙）；　　3) 繪制塔板構(gòu)造圖（A3號圖紙）。　　目錄　　1設計方案的

9、確定說明書及工藝流程草圖1　　2精餾塔的物料衡算1　　2.1原料液及塔頂和塔底的摩爾分率1　　2.2原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量1　　2.3物料衡算2　　3塔板數(shù)的確定2<

10、;p>　　3.1理論板層數(shù)的求取2　　3.1.1相對揮發(fā)度的求取2　　3.1.2求最小回流比及操作回流比2　　3.1.3求精餾塔的氣、液相負荷3　　3.1.4求操作線方程3　　3.1.5采用逐板法求理論

11、板層數(shù)4　　3.2實際板層數(shù)的求取4　　3.2.1液相的平均粘度4　　3.2.2全塔相對揮發(fā)度5　　3.2.3全塔效率ET 和實際塔板數(shù)5　　4精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算5&

12、lt;p>　　4.1操作壓力的計算5　　4.2操作溫度計算5　　4.3平均摩爾質(zhì)量計算5　　4.4平均密度計算6　　4.4.1氣相平均密度計算6　　4.4.2液相平均密度計算6

13、　　4.5液體平均表面張力的計算7　　4.6液體平均粘度8　　5精餾塔的塔體工藝尺寸計算8　　5.1塔徑的計算8　　5.2精餾塔有效高度的計算9　　6塔板主要工藝尺寸的計算9</p&

14、gt;　　6.1溢流裝置計算9　　6.1.1堰長9　　6.1.2溢流堰高度9　　6.1.3弓形降液管寬度和截面積10　　6.1.4降液管底隙高度10　　6.2塔板布置及浮閥數(shù)目與排列1

15、0　　6.3 浮閥塔的型號選取11　　7塔板的流體力學驗算12　　7.1塔板壓降12　　7.1.1干板阻力計算12　　7.1.2板上充氣液層阻力計算12　　7.1.

16、3液體表面張力所的阻力的計算12　　7.2淹塔13　　7.3液沫夾帶13　　8塔板負荷性能圖14　　8.1霧沫夾帶線14　　8.2液泛線14&l

17、t;p>　　8.3液相負荷上限線15　　8.4漏液線15　　8.5液相負荷下限線16　　8.6塔板負荷性能圖及浮閥塔板工藝設計結(jié)果16　　9精餾塔塔高的計算和設計17　　9.1塔頂空間高度17<

18、/p>　　9.2塔底空間高度18　　9.3人孔尺寸18　　9.4進料段高度18　　9.5塔總高度18　　9.6支座高度18　　10接管尺寸設計18<

19、p>　　10.1塔頂蒸氣管18　　10.2回流管19　　10.3輸料管20　　10.4塔釜出液管20　　10.5蒸汽噴出器管徑dp21　　10.6飽和蒸氣管徑db22<p

20、>　　10.6.1釜液蒸氣管徑db122　　10.6.2進料管徑db223　　11輔助設備的計算24　　11.1再沸器24　　11.2料液預熱器24　　11.3塔頂冷凝回流器25

21、　　11.4塔頂產(chǎn)品冷卻器25　　11.5塔底產(chǎn)品冷卻器25　　12貯罐的計算26　　12.1原料罐26　　12.2塔頂產(chǎn)品罐26　　12.3塔底產(chǎn)品罐27<

22、;p>　　13封頭的計算27　　14料液輸送泵的選型27　　15設計過程評述和有關(guān)問題的討論28　　16圖紙設計29　　17參考文獻29　　18主要符號說明30

23、;　　設計方案的確定　　本設計任務為分離甲醇－水混合物。對于二元混合物的分離，應采用連續(xù)精餾流程。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分加回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。　　本設計

24、使用的是浮閥塔，浮閥塔有生產(chǎn)能力大、操作彈性大、塔板效率高、氣體壓降及液面落差小和抗腐蝕性較高等優(yōu)點。甲醇具有腐蝕性，所以浮閥塔適合本設計的要求。　　工藝流程草圖［1］：　　圖1甲醇-水分離工藝流程草圖　　精餾塔的物料衡算　　原料液及

25、塔頂和塔底的摩爾分率　　甲醇的摩爾質(zhì)量 =32.04kg/kmol　　水的摩爾質(zhì)量 =18.02kg/kmol　　2　　原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量　　=0.31532.0

26、4+(1-0.315) 18.02=22.44kg/kmol　　=0.99532.04+(1-0.995) 18.02=31.97kg/kmol　　=0.00332.04+(1-0.003) 18.02=18.06kg/kmol　　物料衡算<p&

27、gt;　　原料處理量 　　總物料衡算 130.43=D+W　　甲醇物料衡算 　　聯(lián)立解得 D=41.039kmol/h　　W=89.391kmol/h&

28、lt;p>　　塔板數(shù)的確定　　理論板層數(shù)的求取　　相對揮發(fā)度的求取　　由，再根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得到不同溫度下的揮發(fā)度，見表2　　表1<

29、;/b>　　表2　　所以　　求最小回流比及操作回流比　　泡點進料：　　由q線與平衡線的交點e（xe，ye）作圖

30、可得：　　圖2 甲醇-水的y-x相圖　　在上圖中我們可以得到q線與平衡線的交點為e（xe，ye）=（0.315，0.675）　　故最小回流比為　　==&l

31、t;b>　　取操作回流比為　　R=2=20.889=1.778　　求精餾塔的氣、液相負荷　　求操作線方程　　精餾段操作線方程為：　　=+=+=0.64+0.358

32、（a）　　提餾段操作線方程：　　（b）　　采用逐板法求理論板層數(shù)　　由得

33、　　將 =4.45 代入得相平衡方程　?。╟）　　聯(lián)立（a）、（b）、（c）式，可自上而下逐板計算所需理論板數(shù)。因塔頂為全凝　　則　　由（c）式求得第一塊板下降液體組成

34、　　利用（a）式計算第二塊板上升蒸汽組成為　　交替使用式（a）和式（c）直到，然后改用提餾段操作線方程，直到為止，　　計算結(jié)果見表3。　　表3　　精餾塔的理論塔板數(shù)為 =12

35、-1=11（不包括再沸器）　　進料板位置 　　實際板層數(shù)的求取　　液相的平均粘度　　根據(jù)表1，用內(nèi)插法求得<

36、;b>　　用內(nèi)插法求得　　用內(nèi)插法求得，　　則塔頂、塔底的平均溫度tm =（64.6+99.5）/2 =82.1 　　粘度的計算　　在tm =82.1 時，查得［2］μH

37、2O =0.347, μCH3OH=0.272　　則由　　求出　　全塔相對揮發(fā)度　　由表2可求得全塔的平均相對揮發(fā)度αm=4.45&l

38、t;p>　　全塔效率ET 和實際塔板數(shù)　　全塔效率可用奧爾康公式：計算　　所以全板　　精餾段實際板層數(shù) 塊　　提餾段實際板層數(shù) 塊　　全塔實際板層數(shù) N=14

39、+12=26塊　　精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算　　操作壓力的計算 　　塔頂操作壓力 　　每層塔板壓降 　　進料板壓力 　　精餾段平均壓力

40、 　　操作溫度計算　　依據(jù)操作壓力，由泡點方程通過試差法計算出泡點溫度，其中甲醇、水的飽和蒸氣壓由安托尼方程計算。計算結(jié)果如下：　　塔頂溫度 　　進料板溫度 <

41、;p>　　精餾段平均溫度 　　平均摩爾質(zhì)量計算　　塔頂平均摩爾質(zhì)量計算　　由，　　進料板平均摩爾質(zhì)量計算：

42、　精餾段平均摩爾質(zhì)量：　　提餾段平均摩爾質(zhì)量：　　平均密度計算　　氣相平均密度計算　　由理想氣體狀態(tài)方程計算，即　　液相平均密度計算&l

43、t;/b>　　液相平均密度依下式計算，即　　塔頂液相平均密度的計算　　由，查手冊[3]得　　進料板液相平均密度的計算：　　由，查手冊得：</p

44、>　　進料板液相的質(zhì)量分率：　　精餾段液相平均密度為：　　，查手冊[2]得：　　提餾段液相平均密度為：　　液體平均表面張力的計算　　液相平均表面張力依下式計算，即&

45、lt;/p>　　塔頂液相平均表面張力的計算　　由，查手冊[3]得　　進料板液相平均表面張力為 　　由，查手冊[3]得　　精餾段液相平均表面張力為

46、　　液體平均粘度　　計算見3.2.1　　精餾段液相平均黏度　　精餾塔的塔體工藝尺寸計算 　　塔徑的計算

47、;　　精餾段的氣、液相體積流率為：　　由式中的C由式計算，其中由史密斯關(guān)聯(lián)圖[4]查取，圖的橫坐標為： 　　取板間距，板上液層高度，則　　查史密斯關(guān)聯(lián)圖[3]得=0.068　　取安全系數(shù)為0.6，則空塔氣速為&l

48、t;/p>　　按標準塔徑圓整后為 D=1.0m　　塔截面積為　　實際空塔氣速為：　　精餾塔有效高度的計算　　精餾段有效高度為&

49、lt;/p>　　提餾段有效高度為　　在提溜段開1個人孔，在精餾段開1個人孔，其高度均為：0.8m，　　故精餾塔的有效高度為：　　塔板主要工藝尺寸的計算　　溢流裝置計算&

50、lt;/p>　　因塔徑D＝1.0m，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤。各項計算如下：　　堰長　　取　　溢流堰高度<b&

51、gt;　　由　　選用平直堰，堰上液層高度由式　　近似取E=1，則　　取板上清液層高度　　故

52、　弓形降液管寬度和截面積　　由 　　查弓形降液管的參數(shù)圖[4]，得　　故 　　依式驗算液體在降液管中停留時間，即　　故降液管設計合理

53、。　　降液管底隙高度　　取 　　則 　　故降液管底隙高度設計合理。　　選用凹形受液盤，深

54、度。　　塔板布置及浮閥數(shù)目與排列　　取閥孔動能因數(shù)F0=10，則孔速0=(m/s)　　求取每層塔板上的浮閥數(shù)，即N=　　取邊緣區(qū)寬度=0.06m，泡沫區(qū)寬度=0.07m,計算鼓泡區(qū)面積，即　　=2</b&g

55、t;　　R=(m)　　x= (m)　　=0.496(m2)　　開孔所占面積：　　估算孔心距：<

56、;/b>　　浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的孔心距t=75mm=0.075m,　　則可按下式估算排間距t/,即　　t/=　　考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支撐與銜接也要占去一部分股跑區(qū)面積，因此排

57、間距不宜采用89mm,而應小于此值，故取t/=60mm=0.06m。　　按t=75mm=0.075m，t/ =0.06m以等腰三角形叉排方式作圖[5]（附圖），得閥數(shù)N=78個。　　按N=78重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)：　　F0 = =9.05　　閥孔動能因數(shù)變化不大

58、，仍在9~12范圍內(nèi)。　　塔板開孔率=　　浮閥塔型號的選取　　選用F1Z-3A型浮閥，其主要參數(shù)如表4：　　表4

59、圖3 F1型浮閥的結(jié)構(gòu)　　塔板的流體力學驗算　　塔板壓降　　可根據(jù)此式計算塔板壓降，即　　干板阻力計算<b&g

60、t;　　先計算臨界孔速，即　　（m/s）　　因 , 則可按下式計算，即　　板上充氣液層阻力計算　　本設計分離甲醇和水的混合液，即液相為水，可取充氣系數(shù)

61、　則= hL=(m)　　液體表面張力的阻力計算　　因本方案設計采用浮閥塔，其很小，可忽略不計。因此，氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓降相當?shù)囊后w高度為：　　= 0.0361+0.03=0.0661（m）　　單板壓降:<

62、;/p>　?。ㄔO計允許值）　　淹塔　　為防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度Hd。Hd可用下式子計算，即　　Hd =

63、與氣體通過塔板的壓降相當?shù)囊后w高度=0.0661m。　　液體通過降液管的壓頭損失，因不設進口堰，故可按下式計算，即=0.153=0.00075(m)　　板上液層高度，取hL=0.06m　　因此Hd ==0.0661+0.06+0.00075=0.127（m）　　取=0.5

64、，板間距，溢流堰高度hW =0.05281m　　則=0.5（0.40+0.0530）=0.226(m)　　可見Hd < ，符合防止淹塔的要求。　　液沫夾帶　　計算泛點率F1:</p&

65、gt;　　板上液體流經(jīng)長度 ZL =D-2Wd=1.0-20.12=0.76（m）　　板上液流面積 　　甲醇和水可按正常系統(tǒng)按表取物性系數(shù)K=1.0，又由泛電負荷圖查的得泛點負荷系數(shù)　　則F1可計算得：<p&

66、gt;　　又按下式計算泛點率，得　　%　　計算出的泛點率都在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足eV<0.1kg液/kg氣的要求。　　塔板負荷性能圖　　霧沫夾帶線</

67、b>　　由，對于一定的物系及一定的塔板結(jié)構(gòu)，式中及ZL 均為以知值，響應于eV =0.1 的泛點率上限值亦可確定，將各已知數(shù)代入上式，便得出~的關(guān)系式，據(jù)此作出霧沫夾帶線。　　將泛點率=80%計算如下：　　整理得 0.551 +15.51=0.8　　霧沫夾帶線為直

68、線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個圖，依上式算出相應的值列于表5中。　　表5霧沫夾帶線數(shù)據(jù)：　　液泛線　　由==確定液泛線。　　忽略式中項，得到：

69、　?。?5.34　　物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則、、、、、、及　　等均為定值，而u0 與又有如下關(guān)系，即 u0= 　　式中閥孔數(shù)N與孔徑 d0 =0.039m亦為定值,=0.5,E=1。因此，可將上式簡化，得=3.407-40491.71-34.32

70、　　在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依式算出相應的值列于表6中。　　表6　　液相負荷上限線　　液體的最大流量應保證在降液管中提留時間不低于3~5s，依式知液體在降液管內(nèi)停留時間&

71、lt;p>　　3~5s　　求出上限液體流量值（常數(shù)），在~圖上，液相負荷上限線為與氣體流量無關(guān)的豎直線。　　以5s作為液體在降液管中停留時間的下線，則　?。ǎ﹎ax =

72、漏液線　　對于F1型重閥，依F0=u0 =5計算，則u0=。又知=，即=　　式中d0 、N、均為已知數(shù)，故可由此式求出氣相負荷的下限值，據(jù)此作出與液相流量無關(guān)的水平漏液線。　　以F0 =5 作為規(guī)定氣體最小負荷的標準，則　　（）mi

73、n ==　　=0.452(/s)（2）　　液相負荷下限線　　取堰上液層高度h0w =0.006 m 作為液相負荷下限條件，依下列h0w 的計算式 w 　　計算出的下限值，依此作出液相負荷下限線，該線為與氣相流

74、量無關(guān)的豎直直線。　　=0.006　　取E=1，則　　=（/s)（3）　　塔板負荷性能圖及浮閥塔板工藝設計結(jié)果　　根

75、據(jù)本題附表5、附表6及式（1）-（3）可分別作出塔板負荷性能圖上的①-⑤共五條線，見附圖2　　圖4 塔板負荷性能圖　　由塔板負荷性能圖可以看出：　　在任務規(guī)定的氣液負荷下的操作點A（設計點），處在適宜操作區(qū)域的適中位置。　　塔板的氣相負荷上限完全由霧沫夾帶控制。</

76、p>　　按照固定的氣液比，由附圖2查出塔板的氣相負荷上限, 氣相負荷下限，所以：操作彈性= 　　所設浮閥塔的主要結(jié)果匯總于表7：　　表7　　精餾塔塔高的計算和設計　　塔頂空間高度

77、　　取塔頂空間高度HD=1.5m=1500mm　　塔底空間高度　　取釜液停留時間，已知塔底釜液流出　　塔底空間高度　　取一位小數(shù)Hz=

78、2.6m=2600mm　　人孔尺寸　　設計人孔數(shù)S=2，分別設計在第4塊板與第5塊板之間、第19塊與第20塊板之間（從塔頂向塔底數(shù)，下同）。人孔直徑設計為500mm，人孔處的板間距　　進料段高度

79、　進料段為第13塊板與第15塊板之間，取進料段高度　　塔總高度　　塔總高度（不包含裙座與封頭）　　支座高度　　本設計采用圓柱形裙座式支座，高度取<b

80、>　　10 接管尺寸設計　　10.1塔頂蒸汽管　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則此時核算（在15~20 m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用全平面板式平焊管法蘭，其參數(shù)（查HG/T20593-97）如表8，PN 0.25Mpa&

81、lt;/p>　　表8　　10.2回流管　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則 　　核算速度（在1.5~2.5 m/s內(nèi)合格）　　則，此管選用的全平面板

82、式平焊管法蘭參數(shù)（查HG/T20593-97）如表9，PN 0.25Mpa　　表9　　10.3輸料管　　設料液由泵輸送，取進料速度　　=MF F=22.44130.43=2926.85 kmol/

83、h　　則　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則 　　核算速度：（在1.5~2.5 m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用的全平面板式平焊管法蘭參數(shù)（查HG/T20593-97）如表10，PN 0.25Mpa</p&g

84、t;　　表10　　10.4塔釜出液管　　取塔釜液流出速度，　　=　　=</

85、b>　　流出量　　則　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則此時核算（在0.5~1.0 m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用全平面板式平焊管法蘭，其參數(shù)（查HG/T20593-9

86、7）如表11， PN 0.25Mpa　　表11　　10.5 蒸汽噴出器管徑dp　　當用于加熱釜液時:　　本方案采用401.3Kpa（絕壓）水蒸氣為熱源，其溫度ts=143.5℃，

87、;　　再沸器內(nèi)將釜液由99.5℃加熱到溫度為100℃的蒸汽，　　其吸收的熱量：=　　Q吸 =　　Q放=Q吸=M1r= 　　由化工原理附錄九中差得：壓力為401.3Kpa（絕壓

88、）的飽和水蒸氣，其汽化潛熱為r=2138.16KJ/Kg,密度為2.1683Kg/m3。　　故　　其體積流量　　取管內(nèi)蒸汽速度為u=20m/s,　　則由得=134mm</b

89、>　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則此時核算（在20~25m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用全平面板式平焊管法蘭，其參數(shù)（查HG/T20593-97）如表12，PN 0.25Mpa　　表12

90、　　當用于加熱料液時:　　其吸收的熱量Q吸為：　　Q放=Q吸=M2r=350.06KW　　故　　其體積流量　　取管內(nèi)蒸汽速度為u=20

91、m/s,　　則由得=69.4mm　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則此時核算（在20~25m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用全平面板式平焊管法蘭，其參數(shù)（查HG/T20593-97）如表13，PN 0.25Mpa　　表13</b&

92、gt;　　10.6飽和蒸汽管db　　10.6.1釜液飽和蒸氣管　　當用于加熱釜液時:　　由前面計算可得其體積流量　　取管內(nèi)蒸汽速度為u=40m/s,&

93、lt;b>　　則由得=94mm　　根據(jù)GB/T17395-2008，選用規(guī)格為mm，則此時核算（在40~60m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用全平面板式平焊管法蘭，其參數(shù)（查HG/T20593-97）如表14，PN 0.25Mpa　　表14</p

94、>　　10.6.2 進料管　　當用于加熱料液時:　　由前面計算可得其體積流量　　取管內(nèi)蒸汽速度為u=40m/s,　　則由得=49.1mm　　根據(jù)GB/T17395-

95、2008，選用規(guī)格為mm，則此時核算（在40~60m/s內(nèi)，合格）　　則，此管選用全平面板式平焊管法蘭，其參數(shù)（查HG/T20593-97）如表15，PN 0.25Mpa　　表15　　管路匯總表表16:<p&

96、gt;　　11輔助設備的計算　　11.1 再沸器　　采用401.3Kpa（絕壓）水蒸氣為熱源，其溫度ts=143.5℃，再沸器內(nèi)將釜液由99.5℃加熱到溫度為100℃的蒸汽，選取傳熱系數(shù)k=2500w/(m2/K)［］,

97、　　溫差　　釜液可視為純水，水的沸點為100℃，與釜液溫度相近，故可用純水沸點下的汽化潛熱代替釜液的汽化潛熱。　　11.2料液預熱器　　采用401.3Kpa（絕壓）水蒸氣為熱源，其溫度ts=143.5℃，假設原料液為25℃，將原料液由25℃加熱至泡點77.

98、6℃，采取逆流換熱，則：溫差　　取傳熱系數(shù)［5］　　11.3 塔頂回流冷凝器　　取江河水冷凝劑，逆流冷卻，傳熱系數(shù)k= 600W/（m2k）［5］；由安托尼方程計算得塔頂蒸汽溫度為67.2℃，回流液溫度為64.6℃；則回流冷凝器內(nèi)熱蒸汽由67.2℃降至64.6℃，而冷卻水則由

99、25℃升高至35℃。　　溫差：　　被冷凝蒸汽可視為純甲醇蒸汽，甲醇在64.6℃下的汽化潛熱為　　甲醇蒸汽的流量　　傳熱面積<p&

100、gt;　　11.4塔頂產(chǎn)品冷卻器　　取江河水為冷凝劑，逆流冷卻，傳熱系數(shù)為k=600W/(m2K)；塔頂產(chǎn)品由64.6℃冷卻至30℃，冷卻水由25℃升至35℃　　溫差：　　傳熱量：

101、;　　傳熱面積　　11.5塔底產(chǎn)品冷卻器　　取江河水為冷凝劑，逆流冷卻，傳熱系數(shù)k=600W/(m2K)；塔頂產(chǎn)品由99.5℃冷卻至30℃，冷卻水由25℃升至35℃　　溫差： ℃　　輔助設備匯總表表17</p

102、>　　.12 貯罐的計算　　12.1原料罐　　原料罐中通過的物流量為　　原料液密度　　設原料在原料罐中的停留時間為0.5h，罐的填

103、充系數(shù)φ取0.7，則該罐的容積V計算如下：　　圓整后，可取原料罐V-101容積為3.0m3　　12.2 塔頂產(chǎn)品罐　　塔頂產(chǎn)品罐中通過的物流量為　　塔頂產(chǎn)品的密度為　　設塔頂產(chǎn)品在罐中的停留時

104、間為72h，罐的填充系數(shù)φ取0.7，則該罐的容積V計算如下：　　圓整后，可取塔頂產(chǎn)品罐V-102的容積為200m3　　12.3塔底產(chǎn)品罐　　塔底產(chǎn)品罐中通過的物流量為　　塔底產(chǎn)品的密度為</

105、p>　　設塔底產(chǎn)品在罐中的停留時間為72h，罐的填充系數(shù)φ取0.7，則該罐的容積V計算如下：　　圓整后，可取塔底產(chǎn)品罐V-103的容積為200m3　　主管估算結(jié)果匯總表表18：　　.13 封頭的計算　　本設

106、計選用標準橢圓形封頭，其厚度計算為　　其中： 　　許用應力　　所以：　　參照橢圓形封頭參數(shù)表［4］得：曲面高度h1=250mm 直邊高度h2=25mm

107、　　.14 液料輸送泵的選型　　為確定泵輸送一定流量所需的揚程H，應對輸送系統(tǒng)進行機械能衡算。本方案選擇V-101內(nèi)的液面與進料口處的管截面建立機械能衡算式：H= 　　式中，為兩截面處位頭差；為兩截面處靜壓頭之差；為兩截面處動壓頭之差；為直管阻力；為管件、閥門局部阻力。　　根據(jù)前面的數(shù)

108、據(jù)對上式各項進行估算　　=　　=　　=　　較小可以忽略，將各項代入上式中，計算泵的揚程H=27.15（m）　　由前面

109、數(shù)據(jù)可知其流量Q=　　查《化工原理》（上）附錄十七，可確定泵的選型為：IS 50-32-200，n=2900r.min-1　　15對設計過程的評述和有關(guān)問題的討論　　設計的前期工作：本小組在詳細閱讀設計任務書后，在圖書館借了大量的參考文獻以為設計做準備。　　設計方案的確定

110、：在閱讀部分參考書后，經(jīng)組員討論，擬出一套較理想的甲醇-水分離精餾塔設計方案，決定取用的塔板類型為浮閥塔，因為甲醇具有腐蝕性，而浮閥塔的抗腐蝕性較高，又具有生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降及液面落差小等優(yōu)點，非常符合我們甲醇-水分離精餾塔設計的要求。　　物料衡算階段：我們采取總體的物料衡算，計算過程要考慮的因素很多，溫度、密度和粘度的計算都采用內(nèi)插法計算，參考數(shù)據(jù)來源網(wǎng)上電子版參考文

111、獻。　　管路計算和輔助設備的計算與選型：我們的操作壓力是在常壓下進行，年產(chǎn)量也比較少，所以有相應數(shù)據(jù)計算出來的有些管路通經(jīng)會相對較小，塔體和封頭的厚度也相對較薄。但是我們對這些設備都進行了安全核算，不存在安全隱患。　　制圖中遇到的問題：采用CAD制圖，在制圖過程中遇到的問題不大，打印過程就有些麻煩，打印店安裝的CAD版本如果與我們繪圖版本不一樣的話，打印

112、出來的效果就不好，同樣版本的CAD，在安裝過程中，如果選擇安裝的內(nèi)容不一樣，一樣的圖打開效果也不一樣，如字體，多行文字對齊方式都會不一樣。　　經(jīng)過這次課程設計，我們等于是復習了很多以前學過的內(nèi)容，如排版時格式、字體要求用到《科技寫作》內(nèi)容，物料衡算、熱量衡算、泵的選型和管路計算等，要用到《化工原理》《物理化學》的內(nèi)容，法蘭的選型和封頭的計算與選型要用到《化工設備機械基礎》。當然我們也學到了，很多

113、新的知識，如對塔設備有了更進一步的了解，對如何做設計有了一定的了解掌握，學會了使用參考文獻等。　　我們都體會到了牢牢掌握專業(yè)知識的重要性，經(jīng)過大量的閱讀，我們用了將近三周的時間做這門課程設計，但是覺得我們的知識面較窄，做的還是比較粗糙，考慮的問題可能還不夠全面，希望老師能給予我們寶貴的意見和建議。感謝老師的指導！　　16設計圖紙 <

114、;/b>　　繪制生產(chǎn)工藝流程圖（A3號圖紙）； 　　繪制精餾塔的工藝圖（A3號圖紙）；　　繪制塔板構(gòu)造圖（A3號圖紙）。　　17參考文獻　　[1]陳均志,李磊.《化工原理試驗及課程設計》

115、. 北京:化學工業(yè)出版社,2008.7　　[2]譚天恩,竇梅,周明華等.化工原理(上冊).北京:化學工業(yè)出版社,2006.4　　[3] 《石油化工基礎數(shù)據(jù)手冊》（上）.http://www.docin.com/p-91517711.html.[4]申迎華,赫小剛.《化工原理課程設計》.北京:化學工業(yè)出版社,2009.5

116、　　[5]匡國柱,史啟才.《化工單元過程及設備課程設計》（2版）. 北京:化學工業(yè)出版社,2007.10　　[6]薛焱,王新平編.中文版AutoCAD2007基礎教程.北京:清華大學出版社,2006.[7]楊松林，于奕峰編.化工CAD技術(shù)應用及實例.北京:化學工業(yè)出版社,2008.[8]黃璐,王保國.化工設計. 北京:化學工業(yè)出版社,2001.[9]《石油化工基

117、礎數(shù)據(jù)手冊》(上)http://www.docin.com/p-91517711.html[10]天津大學化工原理教研室編.化工原理(下冊).天津科技出版社.1990.　　[11]石油化學工業(yè)規(guī)劃設計院編.塔的工藝計算. 北京：石油化學工業(yè)出版社，1997.　　[12]化工設備技術(shù)全書編輯委員會編.化工設備全書—塔設備設計.上海:上?？茖W技術(shù)出版社,1

118、988.　　[13]化學工程手冊編輯委會編.化學工程手冊,第1篇化工基礎數(shù)據(jù):第13篇氣液傳質(zhì)設備.北京:化學工業(yè)出版社,1986.　　[14]上海化工工業(yè)設計院石油設備設計建議組編.化工設備圖冊—塔設備(4),1976.　　[15]上海醫(yī)藥設計院編.化工工藝設計手冊(上,下).北京:化學工業(yè)出版社,1986.&

119、lt;/p>　　[16]大連理工大學化工原理教研室編.化工原理課程設計.大連:大連理工大學出版社,1994.　　[17]柴誠敬,劉國維,李阿娜編.化工原理課程設計.天津:天津科學技術(shù)出版社,1995.　　[18]譚天恩,麥本熙,丁惠華編.化工原理(上,下冊).北京:化學工業(yè)出版社,1990.<p&

120、gt;　　[19]陳敏恒,叢德茲,方圖南,齊鳴齋編.化工原理(上,下冊)(第二版).北京:化學工業(yè)出版社,2000.　　[20]天津大學化工原理教研室編.化工原理.　　[21]大連工學院化工原理教研室編.化工原理.　　[22]《化工設備設計手冊全書》編輯委員會編.塔設備設計. <

121、p>　　[23]《化工設備設計手冊全書》編輯委員會編.換熱器設計. 　　[24]《化學工程手冊》編委會編.傳熱設備及工業(yè)生產(chǎn)（8篇）.　　[25]《化學工程手冊》編委會編.氣液傳質(zhì)設備(13）.　　[26] 王靜康，黃璐編.化工設計.　　[27]潘國昌,郭慶豐編

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設計

溫馨提示

1. 本站所有資源如無特殊說明，都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等，如果需要附件，請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙，網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽，若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間，僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理，對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯，并不能對任何下載內(nèi)容負責。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容，請與我們聯(lián)系，我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

化工原理課程設計--甲醇-水分離精餾塔的設計說明書

文檔簡介

溫馨提示

最新文檔

評論

化工原理課程設計--甲醇-水分離精餾塔的設計說明書

文檔簡介

溫馨提示

最新文檔

評論

免費下載