篩板精餾塔課程設(shè)計(2013)

化工原理課程設(shè)計——篩板式精餾塔設(shè)計

2010年12月化工原理課程設(shè)計2023/12/19——篩板式精餾塔設(shè)計第一部分：化工原理課程設(shè)計任務(wù)書第二部分：設(shè)計方法第三部分：化工塔器CAD設(shè)計軟件介紹第四部分：設(shè)計示例

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

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)每年實際生產(chǎn)天數(shù)：330天（一年中有一個月檢修）精餾塔塔頂壓強：4kpa（表壓）冷卻水溫度：30℃飽和水蒸汽壓力：0.25Mpa(表壓)設(shè)備型式：篩板(浮閥)塔廠址：常州地區(qū)

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

四.設(shè)計內(nèi)容

1.

工藝設(shè)計

（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）精餾工藝計算：

a.

物料衡算確定各物料流量和組成。

b.經(jīng)濟核算確定適宜的回流比根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費和設(shè)備投資費綜合核算最經(jīng)濟原則，盡量使用計算機進行最優(yōu)化計算，確定適宜回流比。

c.

精餾塔實際塔板數(shù)用近似后的適宜回流比在計算機上通過逐板計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、提餾段的實際塔板數(shù)，確定加料板位置。2.

精餾塔設(shè)備設(shè)計

(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)計和流體力學(xué)計算

(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小時計（每班打1小時）。大致估計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)品冷卻器等進行選型。

(4)塔頂冷凝器設(shè)計選型根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進行選型設(shè)計。4.編寫設(shè)計說明書設(shè)計說明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)思想闡明設(shè)計特點，列出設(shè)計主要技術(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)濟上的論證和評價。應(yīng)按設(shè)計程序列出計算公式和計算結(jié)果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗公式圖表應(yīng)注明來歷。設(shè)計說明書應(yīng)附有帶控制點工藝流程圖，塔板結(jié)構(gòu)簡圖和計算機程序框圖和原程序。5.注意事項:寫出詳細計算步驟,并注明選用數(shù)據(jù)的來源;每項設(shè)計結(jié)束后,列出計算結(jié)果明細表;設(shè)計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)計方法一.工藝計算二.設(shè)備計算三.輔助設(shè)備計算四.塔體結(jié)構(gòu)五.帶控制點工藝流程圖

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)和實際板數(shù)(4)塔的氣液負(fù)荷計算(5)熱量衡算塔設(shè)備的生產(chǎn)能力一般以千克/小時或噸/年表示，但在理論板計算時均須轉(zhuǎn)換成kmol/h,在塔板設(shè)計時，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分別為進料、塔頂產(chǎn)品、塔底餾出液組成的摩爾分率

一．工藝計算

2023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/19二．設(shè)備計算2023/12/192023/12/192023/12/193

液流型式的選擇

2023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/192023/12/19塔板的負(fù)荷性能圖

在確定了塔板的工藝尺寸，又按前述各款進行了流體力學(xué)驗算之后，便可確認(rèn)所設(shè)計的塔板能在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下正常操作。此時，有必要進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)荷波動范圍。這個范圍通常以塔板負(fù)荷性能圖的形式表示。2023/12/19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