2012化工原理课程设计

1、化工原理课程设计筛板塔设计2012-05-237/28/20221综合应用学过的知识学会翻书、查资料、找数据培养独立工作能力、综合应用知识能力一、课程设计总体说明7/28/20222课程设计讲解，发设计任务；明确设计任务，拟定设计步骤；设计计算；写设计说明书；交说明书。课程设计过程7/28/20223设计地点：固定教室。设计时间：上午、下午、晚上。答疑时间：上午、下午。抄别人的设计，成绩不及格。平时要求7/28/20224设计任务书格式 二、设计任务书7/28/20225一、设计题目：年产 A 吨 筛孔 板式精馏塔工艺设计二、已知条件 1原料组成：含 B %（质量）甲醇的30液体，其余为水。

2、2产品要求：含量 C%（质量）的乙醇。 3塔底残液：含乙醇0.5%（质量）。 4加热剂：0.2MPa（表压）的饱和水蒸汽。 5冷却剂：入口为32的循环冷却水。三、设计要求 1给出精馏流程图、负荷性能图、塔板结构图和塔体工艺条件图； 2给出物料衡算表、热量衡算表、精馏塔工艺参数汇总表、塔板设计结果汇总表、各料口管口尺寸； 3给出塔顶、塔釜热负荷及冷却剂、加热剂用量。7/28/20226课程设计讲解，发设计任务；明确设计任务，拟定设计步骤；设计计算；写设计说明书；交说明书，回答提问。课程设计过程7/28/20227选定精馏方案精馏塔工艺计算塔板工艺尺寸计算塔体工艺尺寸设计辅助设备要求 三、设计计算

3、内容各料口管口尺寸热量衡算表给出塔体工条件艺图负荷性能图、塔板结构图汇总塔板设计结果物料衡算表精馏塔工艺参数汇总表精馏流程图7/28/20228精馏方式操作压力塔板型式加料方式加料热状态附属设备2 选定精馏方案参考板式塔设计、化工原理连续精馏 塔顶常压 筛孔塔板 与流程图对应 高位槽或加料泵预热 =1与流程图对应 7/28/20229再沸器冷凝器回流比控制器回流泵回流罐产品冷却器 附属设备间接蒸汽加热、直接蒸汽加热 冷凝冷却器 冷凝后冷却1020再回流 小塔利用位差回流，大塔用回流泵 在冷凝器与回流泵之间起缓冲作用 塔顶、塔底产品冷却减少产品挥发损失7/28/202210精馏方案确定后 精馏流

4、程图流程说明7/28/202211选定精馏方案精馏塔工艺计算塔板工艺尺寸计算塔体工艺尺寸设计辅助设备要求 三、设计计算内容各料口管口尺寸热量衡算表给出塔体工条件艺图负荷性能图、塔板结构图汇总塔板设计结果物料衡算表精馏塔工艺参数汇总表精馏流程图7/28/202212进料塔顶产品塔底产品流量浓度A组分量计算过程四位有效数字，最终计算结果三位有效数字 3 精馏塔工艺计算物料衡算、回流比、气液相流量、理论板数、实际板数按每年300天、每天24小时连续生产计算7/28/202213（R0+1）DR0D, q0（R+1）DD, xDRD图解选定回流比步骤 图解吉利兰图2.5、3.0、3.5、4.0取大值（

5、R0+1）DR0D, q0（R+1）DD, xDRD塔外液量气量塔内液量气量7/28/202214计算精馏段、提馏段的气液相流量确定理论板数确定实际板数理论板数和全塔效率再沸器、分凝器是理论板全塔效率：教材118页图10-20精馏塔工艺参数汇总 7/28/202215选定精馏方案精馏塔工艺计算塔板工艺尺寸计算塔体工艺尺寸设计辅助设备要求 三、设计计算内容各料口管口尺寸热量衡算表给出塔体工条件艺图负荷性能图、塔板结构图汇总塔板设计结果物料衡算表精馏塔工艺参数汇总表精馏流程图7/28/2022164 塔板工艺尺寸计算选择设计板、塔板设计、流体力学验算负荷性能图、塔板结构图提馏段精馏段分别设计变直径

6、塔等直径塔只设计一块板设计板参数气相体积流量液相体积流量气液相密度 表面张力m3/s7/28/202217塔板液流型式P130表10-2单流型塔板塔径8002400mm塔径20002400mm双流型塔板单流型弓形降液管塔板分区AfAaWsWsAfWc7/28/202218塔径D计算初选计算D圆整P129表10-1，400500mm 300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1500、1600、1800、2000 7/28/202219溢流装置溢流堰形式平直堰齿形堰P131表10-3弓形降液管和受液盘形式降液管底隙高度7/28/202220塔板布置=5

7、0100mm不设=2550mm=38mm515%整块塔板分块塔板扣除衔接区面积7/28/202221塔板分块塔径小不分块，塔节塔径800mm，可以分块，整体塔体化工过程及设备设计P191化工过程及设备设计P192页表4-10人孔直径为450500mm每块宽度小于450mm弓形板、矩形板衔接宽度50mm塔板结构图 7/28/202222流体力学验算操作点是否在正常操作范围塔板压降 液沫夹带溢流液泛降液管停留时间漏液允许压降常压操作约500600Pa减压操作，压降小P132图10-45P132图10-4610-3410-3510-36 EP134图10-487/28/202223液沫夹带P132图

8、10-470.1kg液体/kg干气降液管内停留时间35s溢流液泛=0.6 7/28/202224漏液稳定系数1.52.0试差法计算漏液时的气体动能因子P135图10-49 水柱高度液柱高度7/28/202225负荷性能图流量单位m3/s过量液沫夹带线直线处理，找两个点=0.1kg液体/kg干气=0.1P132图10-47设漏液线直线处理，找两个点设P135图10-497/28/202226溢流液泛线直线处理，找两个点设(10-34)(10-36)液相负荷下限线=0.006m液相负荷上限线=3s7/28/202227负荷性能图操作线操作点操作弹性12354气相负荷上限气相负荷下限设计结果汇总表初

9、步设计结果调整操作点不变，改变塔板结构参数，调整各线位置设计点落到图中部7/28/202228选定精馏方案精馏塔工艺计算塔板工艺尺寸计算塔体工艺尺寸设计辅助设备要求 三、设计计算内容各料口管口尺寸热量衡算表给出塔体工条件艺图负荷性能图、塔板结构图汇总塔板设计结果物料衡算表精馏塔工艺参数汇总表精馏流程图7/28/2022295塔体工艺尺寸设计塔外管口塔顶空间实际塔板数进料口人孔塔体有效段高度塔釜空间裙座全塔总高度上升气体出口液相回流口进料口气相回流口下降液体出口测温口、测压口7/28/202230塔高1.52m，设人孔、测试口、除沫器板间距加大， HT600mm釜液停留1015分钟，设人孔、测试

10、口2m，人孔两个，对开板间距0.150.2m精馏段提馏段塔体工艺条件图有效段7/28/202231选定精馏方案精馏塔工艺计算塔板工艺尺寸计算塔体工艺尺寸设计辅助设备要求 三、设计计算内容各料口管口尺寸热量衡算表给出塔体工条件艺图负荷性能图、塔板结构图汇总塔板设计结果物料衡算表精馏塔工艺参数汇总表精馏流程图7/28/2022326辅助设备要求釜温校核管口尺寸预热器冷凝器再沸器热负荷载热体流量、100110之间加热量、蒸汽消耗量 预热器原料30至泡点塔顶冷凝冷却器冷凝后再冷却1020回流冷却量、冷却剂消耗量最小温差大于57 ， 循环冷却水温升小于307/28/202233加入热量移出热量原料预热器

11、再沸器冷凝冷却器塔顶产品釜液热损失再沸器全塔热量衡算，热损失10%加热剂温度比塔底产品沸点高2040小于沸腾传热中的临界温差加热量、蒸汽消耗量热量衡算表加料泵、回流泵放在地面上泵的流量和扬程7/28/202234管口尺寸塔顶蒸汽出口管、液相回流管进料管釜液出口管、塔釜蒸汽进口管塔外气液相流量适宜流速管子内径标准管子规格材料与零部件上摩尔流量体积流量7/28/2022357精馏流程图、塔板结构图及塔体工艺条件图化工制图标准精馏流程图主要设备及附属设备名称和物料流向特性数据、物料组成、物料流量说明书白纸上塔板结构图塔板结构及尺寸正视图、俯视图鼓泡区、降液区、安定区、边缘区鼓泡区局部区域内筛孔中心线

12、局部放大筛孔大小、孔间距、排列方式用坐标纸塔体工艺条件图全塔结构、尺寸、管口方位图塔体高，重复部分断开技术特性表、接管表用坐标纸按比例画7/28/2022368需要学生画的图图解图解（用芬斯克方程时，没有此图）图图解，包括顶部放大图和底部放大图负荷性能图精馏流程图塔板结构图塔体工艺条件图小图贴在说明书适宜位置大图装订在说明书最后7/28/202237绘图要求2535cm坐标纸标题栏装订7/28/202238物料衡算表精馏塔工艺参数汇总表塔板设计结果汇总表热量衡算汇总表9整理的表7/28/202239封面格式年产10000吨乙醇精馏塔筛板塔工艺设计说明书 单 位 学 校 专业、 班 设 计 者

13、姓名、学号 指导教师 姓 名 日 期 _四、设计说明书7/28/202240设计说明书内容1. 设计任务书2. 说明书目录3. 符号表4. 精馏方案论证说明5. 精馏塔工艺计算6. 塔板工艺尺寸计算7. 塔体工艺尺寸设计8. 辅助设备要求9. 参考资料 10.结束语图纸3张正文每项另起一页每项另起一页A4白纸，左侧装订封面打印，其余手写符合格式要求内容完整，论述严谨文字简练，字迹工整7/28/202241化学工程手册第1篇化工基础数据化学工程手册第13篇气液传质设备材料与零部件上化工原理课程设计指导化工原理课程设计大连理工化工原理上、下册，陈敏恒等编化工原理实验科大化原教研室编板式塔设计科大教研室编五、参考资料1. 参考资料目录图书馆教研室借教研室买，每本12元图书馆图书馆教研室借7/28/202242 每班借6本（各三本），统一借还。 班长、课代表到教研室找刘宝树借， 做完设计还书。 凭学生证借阅，每证一本， 谁的证件谁负责保管。2教研室资料借阅规定7/28/2022433使用说明 设计方法以一种资料上的为主，不能与其它参考书上的设计方法混用。板式塔设计作为参考书，错误多。 可以借鉴3个例子的设计过程。 气液平衡数据化工原理实验81页； 化学工程手册第二版上卷，第十三篇： 蒸馏