机械类毕业设计开题报告模板.doc

南京工程学院毕业设计开题报告课 题 名 称： 甲醇-水分离过程填料精馏塔设计 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 所在院(系)部： 专 业 名 称： 年 月 日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名学 号专 业过程装备与控制工程指导教师姓名职 称所在院(系)部课题来源课题类型课题名称甲醇水分离过程填料精馏塔设计毕业设计的内容和意义课题背景：在石油，化工，轻工等工业生产中，塔设备是实现气相和液相或者液相和液相间的传质设备。在塔设备中完成的单元过程有精馏、吸收、解吸、萃取等。这些过程是在一定的温度、压力、流量等工艺条件下，在塔中进行的。要完成上述过程还必须使塔的结构能保证气-液两相或者液-液两相的充分接触和必要的传质、传热面积以及两相的分离空间因此，根据传质过程的种类的不同及工艺条件的差异，要求塔设备的结构类型也是不同的。课题内容：精馏是分离液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。精馏过程在能量剂驱动下，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的不同，使易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的分离。该过程是同时进行传质和传热的过程。必须在塔设备中进行，所以塔的设计是必要的。 要求：根据所给原料条件设计甲醇-水分离过程填料精馏塔；精馏塔工艺流程计算；精馏塔机械本体设计；撰写毕业设计论文。内容： 1 开题报告3000字； 2 精馏塔工艺流程计算； 3 精馏塔工艺流程图； 4 精馏塔机械本体计算； 5 精馏塔总图、主要零件图绘制：折合0号图纸3张以上； 6 符合要求的毕业设计论文：设计说明书1.5万字以上； 7 英文翻译和全部电子文档（提交光盘一张）。毕业设计的内容和意义课题的意义：塔设备在石油化工生产中的投入所占的比例越来越大，占到大概40%50%。塔设备的性能整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等方面有重要的意义。因此对塔设备的设计和研究具有重要的意义。文献综述这次毕业设计的课题是“甲醇-水分离过程填料精馏塔设计”。在石油、化工、轻工等工艺生产过程中，塔设备是实现气-液和液-液间的传质设备。常用的塔设备大致可分为两类：板式塔和填料塔。选择什么类型的塔，涉及的因素很多，必须结合具体情况作具体分析。应根据设计条件满足生产需要为原则进行设计1 。塔设备的分类方法有很多：按操作压力可分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元过程可分为精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、反应塔和干燥塔等。塔设备的结构，除种类繁多的各种内部构件外，其余结构是大致相同的。一般包括：塔体、塔体支座、除沫器、接管、人孔和手孔、吊柱2。 填料塔的基本结构简单，压力降小传质效率高，便于采用耐腐蚀材料的制造。对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性3。填料是填料塔的核心内件，它为气-液两相接触进行传质和换热提供表面，与塔的其他内件共同决定了填料塔的性能。因此，设计填料塔时，首先要选择填料。填料一般可分为散装填料以及规整填料两大类。散装填料是指安装以乱堆为主的填料，也可以整砌。这种填料可分为环形、鞍形及环鞍形。每一种填料按其尺寸、材质的不同又有不同的规格。规整填料是一种在塔内按均匀的几何图形规则、整齐地堆砌的填料，这种填料人为地规定了填料层中气、液的流路，减少了沟流和壁流的现象，大大降低了压降，提高了传热、传质的效果。根据其结构可分为丝网波纹填料及板波纹填料。填料塔的内件是整个填料塔的重要组成部分。内件的作用是为了保证气液更好的接触，以便发挥填料塔的最大效率和生产能力。因此内件的设计好坏直接影响到填料性能的发挥和整个填料塔的效率。主要包括以下部分：填料的支 文献综述撑装置、填料塔的液体分布器、液体收集再分布器以及填料的压紧和限位装置3。塔设备的机械设计大致按以下内容和步骤进行：（1）总体结构设计，按照工艺设计所提出的条件单，考虑机械制造、拆装和密封等，确定各部分结构形式尺寸，如封头、支座、塔板（和填料）及其支承、法兰等的结构型式及其连接型式等。（2）材料的选择，根据压力、温度、介质的情况，经济合理地选择材料。对受压元件应按GB150选取，对非受压元件必须选用已列入材料标准的钢材，其中裙座圈材料按受压元件用钢的要求选用，地脚螺栓一般选用Q235B或16Mn。（3）强度的计算和稳定性校核，对塔体、封头、裙座等进行强度计算和稳定性校核。塔设备是典型的直立设备，工作过程中除承受内部压力外，设备本身的质量和由风、地震等产生的外部载荷对设备的强度影响较大，设计计算时必须考虑在内。（4）零部件设计选用，包括法兰、人孔、接管、补强圈、液体和气体的分配装置，以及塔外平台、扶梯、保温层等。（5）绘制图样，根据过程设备图示表达的特点及要求画出设备的总装图，对局部具有特点和要求的区域应用节点图表示，非标的零部件需绘制零件图或部件图。（6）提出技术要求，根据设备的特点提出制造、装配检验和试车等方面的要求。（7）编写计算说明书，包括设备设计重要的问题论证，主要零部件的机械计算及主要零部件选用说明4。 塔设备是一种典型的直立设备，设备在工作时受内部压力以及外载荷的影响，为保证设备能承受这些载荷的作用，必须进行强度和稳定性计算。主要包括以下内容：（1）设备所受载荷和应力分析：在设计时应考虑：设计压力、塔文献综述的质量、风载荷、风弯矩、偏心弯矩等。（2）圆筒轴向应力校核:圆筒轴向应力、圆筒稳定性校核、圆筒拉应力校核（3）塔器压力试验时的应力校核：试验压力引起的轴向应力、试验引起的周向应力、重力引起的轴向应力。（4）地脚螺栓座校核4。参考文献：1 邵泽波 . 化工机械及设备. 北京：化学工业出版社， 2007年3月2化工设备设计全书编委会 路秀林，王者相. 化工设备设计全书 塔设备 北京：化学工业出版社 2003年12月3 郑津洋，董其伍，桑芝富. 过程设备设计 北京：化学工业出版社 2005年7月第2版4 潘红良，郝俊文. 过程设备机械设计 上海：华东理工大学出版社 2006年4月5 GB150-1998 钢制压力容器6 贾绍义，柴敬诚. 化工传质与分离过程. 北京：化学工业出版社， 20017 姚玉英. 化工原理（修订版）. 天津：天津科学技术出版社，20048 陈乙崇. 压力容器与化工设备实用手册. 上海：上海科技出版社，19859 Nadim Dahdal,Deron Grzetich,Steven Jackson,Satinderpal Chadha. Absorption & tripping 201010 Douglas, J.M., “Conceptual Design of Chemical Engineering,” McGraw-Hill, New York, 1988. 研究内容在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶媒，其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体颗粒。为使废甲醇溶媒重复利用，拟建立一套填料精馏塔，得到含水量0.3%（质量分数）的甲醇溶媒。设计要求废甲醇溶媒的处理量为2400吨/年，塔底废水中甲醇含量0.5%（质量分数）。根据以上条件，设计一甲醇-水分离过程填料精馏塔。包括塔的类型选择、工艺计算、结构以及机械设计、工艺流程图绘制、塔体总图以及零件图绘制、毕业论文撰写等。研究计划第1周 调研、收集资料第2周 英文翻译，撰写开题报告第3周 确定设计方案，进行精馏塔工艺流程计算第6周 精馏塔工艺流程计算第7周 精馏塔工艺流程计算，精馏塔总图设计第8周 精馏塔总图设计第9周 精馏塔总图设计第10周 精馏塔总图设计第11周 主要零部件图设计第12周 主要零部件图设计第13周 指导教师全面审阅，修改图纸第14周 整理、撰写论文，检查、修改图纸第15周 整理、撰写论文，检查、修改图纸第16周 装订、检查论文、准备答辩特色与创新填料精馏塔相对板式塔具有以下优点：1) 压降非常小。气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质，不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。在正常情况下，规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/51/6；2) 热、质交换充分，分离效率高，使产品的提取率提高； 3) 操作弹性大，不产生液泛或漏液，所以负荷调节范围大，适应性强。负荷调节范围可以在30%1