化工原理課程設(shè)計(jì)板式餾塔設(shè)計(jì)

化工原理課程設(shè)計(jì)——板式精餾塔設(shè)計(jì)

——篩板式精餾塔設(shè)計(jì)第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書第二部分：設(shè)計(jì)方法第三部分：化工塔器CAD設(shè)計(jì)軟件介紹第四部分：設(shè)計(jì)示例化工原理課程設(shè)計(jì)2/3/2023

第一部分：化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一.設(shè)計(jì)題目：苯——甲苯混合液篩板(浮閥)精餾塔設(shè)計(jì)

二.

原始數(shù)據(jù)年處理量：250003000035000400004500050000噸料液初溫：35℃料液濃度：40%45%50%55%60%（苯質(zhì)量分率）塔頂產(chǎn)品濃度：98%98.5%（苯質(zhì)量分率）塔底釜液含甲苯量不低于98%(以質(zhì)量計(jì))每年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù)：330天（一年中有一個(gè)月檢修）精餾塔塔頂壓強(qiáng)：4kpa（表壓）冷卻水溫度：30℃飽和水蒸汽壓力：2.5kgf/cm2(表壓)設(shè)備型式：篩板(浮閥)塔廠址：

三.設(shè)計(jì)任務(wù)完成精餾塔工藝設(shè)計(jì)，精餾設(shè)備設(shè)計(jì)，有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用，繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖，編制設(shè)計(jì)說明書。

四.設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.

工藝設(shè)計(jì)（1）選擇工藝流程和工藝條件

a．加料方式b.加料狀態(tài)c.塔頂蒸汽冷凝方式

d.塔釜加熱方式e.塔頂塔底產(chǎn)品的出料狀態(tài)塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。（2）精餾工藝計(jì)算：

a.

物料衡算確定各物料流量和組成。

b.經(jīng)濟(jì)核算確定適宜的回流比根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費(fèi)和設(shè)備投資費(fèi)綜合核算最經(jīng)濟(jì)原則，盡量使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，確定適宜回流比。

c.

精餾塔實(shí)際塔板數(shù)用近似后的適宜回流比在計(jì)算機(jī)上通過逐板計(jì)算得到全塔理論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù)。然后根據(jù)全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實(shí)際塔板數(shù)，確定加料板位置。

2.

精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)

(1)選擇塔型和板型采用板式塔，板型為篩板(浮閥)塔。

(2)塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體力學(xué)計(jì)算

(3)繪制塔板負(fù)荷性能圖畫出精餾段或提餾段某塊的負(fù)荷性能圖。

(4)有關(guān)具體機(jī)械結(jié)構(gòu)和塔體附件的選定*接管規(guī)格：根據(jù)流量和流體的性質(zhì)，選取經(jīng)驗(yàn)流速，選擇標(biāo)準(zhǔn)管道。*全塔高度：包括上、下封頭，裙座高度。

3.

附屬設(shè)備設(shè)計(jì)和選用

(1)加料泵選型，加料管規(guī)格選型加料泵以每天工作3小時(shí)計(jì)（每班打1小時(shí)）。大致估計(jì)一下加料管路上的管件和閥門。

(2)高位槽、貯槽容量和位置高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積。貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn)10天計(jì)算確定。

(3)換熱器選型對原料預(yù)熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進(jìn)行選型。

(4)塔頂冷凝器設(shè)計(jì)選型根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。4.編寫設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想闡明設(shè)計(jì)特點(diǎn)，列出設(shè)計(jì)主要技術(shù)數(shù)據(jù)，對有關(guān)工藝流程和設(shè)備選型作出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的論證和評價(jià)。應(yīng)按設(shè)計(jì)程序列出計(jì)算公式和計(jì)算結(jié)果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗(yàn)公式圖表應(yīng)注明來歷。設(shè)計(jì)說明書應(yīng)附有帶控制點(diǎn)工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖和計(jì)算機(jī)程序框圖和原程序。5.注意事項(xiàng):寫出詳細(xì)計(jì)算步驟,并注明選用數(shù)據(jù)的來源;每項(xiàng)設(shè)計(jì)結(jié)束后,列出計(jì)算結(jié)果明細(xì)表;設(shè)計(jì)說明書要求字跡工整,裝訂成冊上交。第二部分：篩板式精餾塔設(shè)計(jì)方法一.工藝計(jì)算二.設(shè)備計(jì)算三.輔助設(shè)備計(jì)算四.塔體結(jié)構(gòu)五.帶控制點(diǎn)工藝流程圖

主要內(nèi)容是(1)物料衡算(2)確定回流比(3)確定理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)(4)塔的氣液負(fù)荷計(jì)算(5)熱量衡算塔設(shè)備的生產(chǎn)能力一般以千克/小時(shí)或噸/年表示，但在理論板計(jì)算時(shí)均須轉(zhuǎn)換成kmol/h,在塔板設(shè)計(jì)時(shí)，氣液流量又須用體積流量m3/s表示。因此要注意不同的場合應(yīng)使用不同的流量單位。1.全塔物料衡算：

F=D+WFxF=DxD+WxW

塔頂產(chǎn)品易揮發(fā)組分回收率η為：η=DxD/FxF

式中:F、D、W分別為進(jìn)料、塔頂產(chǎn)品、塔底餾出液的摩爾流量(kmol/h),xF、xD、xW分別為進(jìn)料、塔頂產(chǎn)品、塔底餾出液組成的摩爾分率

一．工藝計(jì)算

2/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/2023二．設(shè)備計(jì)算2/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/2023塔板的負(fù)荷性能圖在確定了塔板的工藝尺寸，又按前述各款進(jìn)行了流體力學(xué)驗(yàn)算之后，便可確認(rèn)所設(shè)計(jì)的塔板能在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下正常操作。此時(shí)，有必要進(jìn)一步揭示該塔板的操作性能，即求出維持該塔板正常操作所允許的氣、液負(fù)荷波動(dòng)范圍。這個(gè)范圍通常以塔板負(fù)荷性能圖的形式表示。2/3/2023塔板負(fù)荷性能圖Vs,m3/sLs,m3/s(1)霧沫夾帶線(2)液泛線(3)液相上限線(4)漏夜線(5)液相負(fù)荷下限線AVs,minP操作點(diǎn)BVs,maxO2/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/20232/3/