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设计开题报告题目DN600甲醇精馏塔设计学生姓名班级学号专业1、选题的目的与意义精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏，虽然可以起到一定的分离作用，但是并不能将一混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。精馏过程所用的设备称为精馏塔，大体上可以分为两大类：板式塔，气液两相总体上作多次逆流接触，每层板上气液两相一般作交叉流。填料塔，气液两相作连续逆流接触。一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进人塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。板式精馏塔中溶液经过一块塔板即相当于一次相平衡，塔板的数目越多则分离效果越明显，但同时塔板费用也越高，故需要根据实际的费用及操作要求来确定塔板的数目。塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。斜孔塔板采用喷射态操作,汽液表面更新速率更快,可有效增强传质系数,因此斜孔塔板比FI浮阀的效率更高。斜孔塔板的斜孔尺寸大小一致,在板面上均布,气泡分布均小;板面广生数量大、单孔面积小的气泡,单位体积的传质比表面积大,效率较高斜孔板板效率较高的特点在一些装置立足板数不变,板间距不变进行提高产品质量改造时得以充分应用。舌形塔是喷射型塔，20世纪60年代开始应用。它是在塔盘板上开有与液流同方向的舌形孔，蒸气经舌孔流出时，其沿水平方向的分速度促进了液体的流动，因而在大液量时也不会产生较大的液面落差。由于气液两相呈并流流动，这就大大地减少了雾沫夹带。当舌孔气速提高到某一定值时，塔盘上的液体被气流喷射成滴状和片状，从而加大了气液接触面积。与泡罩塔相比，其优点是：液面落差小，塔盘上液层薄、持液量小，压力降小（约为泡罩塔盘的3350），处理能力大，塔盘结构简单，钢材可省1245，且安装维修方便；其缺点是：操作弹性小（仅24），塔板效率低，因而使用受到一定限制。浮动舌形塔盘也是一种喷射塔盘，其舌片综合了浮阀及固定舌片的结构特点，因此既有舌形塔盘的大处理量、低压力降、雾沫夹带小等优点，又有浮阀塔的操作弹性大、效率高、稳定性好等优点；缺点是舌片易损坏舌形塔盘的优越性:于塔板上的汽液流动方式为并流，所以塔板上液面落差小，气流分布比较均匀，而且无溢流堰、液体存量少，塔板阻力较小，允许空塔线速较高，处理能力大。舌型塔板还具有结构简单、易于制造、安装、检修方便等优点，所以造价和维修费用都比较低。 拟设计一舌形塔，用于甲醇-水溶液精馏。给定设计参数如下：塔内径： 600 mm 塔高：12 m设计压力：0.3MPa 设计温度：110 腐蚀余量：3mm 安装地区：衡阳2、国内、外现状及发展趋势 在上世纪五十年代前我国舌形塔基本上是空白的，第一个五年计划期间我国建设了新的化工、石油装置与设备，大部分设备从苏联引进，其技术基本上是三十年代水平。 塔器设备在炼油、化工、制药等过程工业中占有重委地位,其性能的优劣、技术水平的高低将直接影响产品的产量、质量、回收率,经济效益等各个方面。因此研究和使用新型的塔器设备对于强化气、液两相传质过程以及工业生产具有得要的意义。余国琮等人曾对精馏和萃取过程中塔器设备的作用和发展做过精辟分析，指出当前在环境保护和维持正常生态平衡提出更高要求的情况下,塔器设备性能的优劣、技术水平的高低还可能涉及到某些化工工艺能否继续维持下去的问题另一些研究人员亦对国外化工塔器的现状和应用进行了深入分析。 我国在舌形塔的研究开发工作方面虽然起步较晚，但在长期的努力和不断吸取经验总结下也取得很好成绩，与国外差距不断缩短。在1980年有关科研单位就开始了对舌形塔板的研究开发，1993年始逐渐在工业中应用，并得到进一步的完善。现在的舌形塔盘已经在化工生产中得到越来越广泛的应用。在国外舌形塔作为重要的单元设备一直受到重视，在对原有塔板的改进和性能研究以及新型塔板的开发与应用等方面都取得了进展。在塔板研究方面，国外近三十年来，塔板是按泡罩、筛孔和浮阀这三种基本塔类而发展的，一些新开发的塔板多数也是这三种塔板的改进型，它们均有气相分散的共同特点。真正有所创新的是六十年代推出的一些液相分散型（即喷雾液滴型）塔板。它们的出现是板式塔发展中的重大进步，因此一问世即受到人们的普遍重视。原因主要还与蒸馏塔设计应更多考虑节能要求有关。到八十年代这一趋势更为明显，节能和满足产品高纯度要求，已成为主要研究目标之一。因此，相继又出现了罩型挡板筛孔塔板和蒸汽对股流蒸馏塔板。总之，八十年代到九十年代国外塔器发展总的要求是：节能、高效和优质。为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加强对塔器的研究力度，而最近几年国外之所以放慢了关于塔的研究脚步，是因为现在已经研究出了塔盘的效率并不取决于塔盘的结构，而主要取决于物质的性质，如：挥发度、粘度、混合物的组分等。国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方面的填料。舌形塔在国外技术研究已经达到了成熟的阶段，更多的技术突破还在等着人类去不断探索。3、课题的主要工作3.1 准备工作 在互联网或者图书馆等广泛查阅相关科技文献资料，也可以去工厂了解精馏塔方面的各种知识，认识精馏塔设计安装的过程、原理、性能及应用。还应该了解舌形塔在国内外应用现状及发展趋势。掌握基本知识点，计算方法等，并安排设计进度。3.2 主体、零部件结构设计及材料选择各零部件的材料选择，选择精馏塔的类型与结构，操作条件的选择和操作方式的选择。舌形塔几何设计和结构设计。3.3 强度计算与校核 计算精馏塔各部件尤其受压部件的应力大小检验其强度是否在允许范围内，按照国家压力容器安全技术规定进行计算核算。3.4 加工工艺、装配程序、安全防腐等选择加工工艺，及编写装配程序，考虑安全性能及采取防腐措施。3.5 绘制装配图及零部件图 利用AutoCAD，UG等软件绘制出完成不少于3张零号图纸的方案设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的1号图纸，同时至少有折合4号图幅以上的图纸用手工绘制，并要求图面整洁，视图齐全，布局合理，线条、文字及尺寸标注等均应符合有关标准规定。3.6 翻译外文文献，撰写说明书查阅15篇以上与题目相关的文献，其中近三年的文献不少于5篇，按要求格式独立撰写不少于12000字的设计说明书；写出不少于400字的中文摘要，关键词的个数一般取5个左右。4、 课题的进度安排第一阶段 2019年12月14日前收集资料，阅读文献，完成开题报告。第二阶段 2020年4月25日中期检查。第三阶段 2020年4月30日前完成毕业实习。第四阶段 2020年5月27日前完成毕业设计初稿。第五阶段 2020年6月12日前修改毕业设计盲审。第六阶段 2020年6月18日前完成毕业答辩。 参考文献1 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，20042 工程材料实用手册编辑委员会.工程材料实用手册 .北京：中国标准出版社，20023 朱有庭.化工设备设计手册