化工原理课程设计指南备用

1、化工原理课程设计-指南一、如何编写设计说明书（1）绪论1、设计内容2、被分离物系的用途、分离方法、所分离设备的特点3、分离方案简介（操作压力、加热方式、进料状况等）（2）工艺设计计算1、物料衡算2、塔板数的确定3、塔板设计计算（1）物性数据 （2）塔径初选 （3）塔板设计计算（4）流体力学校核 （5）负荷性能图（3）辅助设备的计算和选择1、塔高 2、再沸器 3、冷凝器 4、回流管 5、接管（4）设计结果一览表（5）设计体会（6）符号说明（7）参考文献（8）附图二、详细设计（精馏段、所有表格和图均按顺序编号）1、物料衡算（1）进料、塔顶及塔底的产品含苯的摩尔分数（2）平均相对分子量 （3）物料衡

2、算（要求kmol/kg） 确定F、D、W（要求：物料衡算各数值列表表示）2、塔板数的确定（1）气液平衡数据 由苯-甲苯数据做x-y图设塔顶温度 tD, 精馏塔定性温度 （2）回流比选择加热状态（q）自选-我们-泡点进料R=（1.2-2）Rm 自选 （3）操作线方程（4）理论板数NT的确定用逐板计算法求NT（5）塔板效率和实际塔板数N由查液体粘度共线图 由精馏塔全塔效率关联图实际板数 实际加料位置3、塔板设计计算主要依据汽相：流量液相：流量(1) 物性数据 （精馏段）精馏段查得此温度下将mol分数转换成质量分数汽相平均分子量 汽相密度 汽相体积流量质量流量 液相平均分子量 液相平均体积流量 液相

3、质量流量 (2) 塔径初选HT（板间距）选定之后，可根据夹带液泛条件初步确定D。计算液泛速度确定泛点百分率确定液流型式和溢流堰长计算塔径并进行圆整（3）塔板结构设计溢流堰的型式和高度的选择降液管和受液盘的结构和有关尺寸的选择安定区和边缘区宽度的选择孔径和开孔率的选择（4）流体力学校核板压降的校核液沫夹带的校核溢流液泛条件的校核液体在降液管内停留时间的校核漏液点的校核（5）负荷性能图线1为过量液沫夹带线。其位置通常是以液沫夹带量ev=0.1kg液体/kg干气为依据确定的。线2为漏液线。其位置可根据漏液点气速确定。线3为溢流液泛线。该线可根据溢流液泛的产生条件确定。线4为液量下限线。其位置可根据h

4、ow=6mm确定。线5为液量上限线。其位置可根据液体在降液管中停留时间不小于35s确定。负荷性能图对于现有塔的操作、塔板的改造和设计有一定的指导意义。4、辅助设备的选择（1）热量衡算目的：确定再沸器的热负荷和冷凝器的冷却负荷。塔顶蒸汽带出热量Qv=V Iv (I 焓，kJ/kg)塔底产品带出热量Qw=W Iw 进料带入热量 QF=F IF 回流带入热量 QL=L IL 塔釜加热量QB 设备热损失 Qn0.1QB总热量衡算 Qv+Qw+Qn=QL+QF+QB QB=1.1(Qv+Qw-QL-QF) 塔顶冷凝器带走的热量QC塔顶产品带走的热量 QD = D ID冷凝器热量衡算 QV = QC+QD

5、+QL塔顶冷凝器冷却负荷 QC = QV-QD-QL若为恒摩尔流，塔顶全凝，泡点回流且热损失很小，则可化简计算： QB=V rb QC =Vrc式中rc 组成为xD的混合液的平均气化热 rb 组成为xw 的混合液的平均气化热。 冷凝器的选型回流型式小型塔冷凝器可安装在塔顶，冷凝液由重力作用回流入塔。大型塔冷凝器安装在地面或平台上，回流液由泵输送，即强制回流。冷凝器常采用管壳式换热器，一般认为卧式壳程冷凝较好。再沸器的选型小塔再沸器可直接安装在塔底部，大型塔再沸器一般安装在塔外。 常用再沸器的型式有热虹吸式再沸器，此种型式的再沸器可分为立式和卧式两种。(2)塔高板式塔的塔高如图5-13所示。可按

6、下式计算，即 1.塔顶空间塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距。为利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距，设计中通常取塔顶间距为(1.52.0) HT。若需要安装除沫器时，要根据除沫器的安装要求确定塔顶间距。2.塔底空间 塔底空间指塔内最下层塔板到塔底间距。其值由如下因素决定： 塔底储液空间依储存液量停留38 min(易结焦物料可缩短停留时间）而定； 再沸器的安装方式及安装高度； 塔底液面至最下层塔板之间要留有12m的间距。3人孔对于D1000的板式塔，为安装、检修的需要，一般每隔68层塔板设一人孔。人孔直径一般为450600，其伸出塔体的筒体长为200250，人孔中心距操作平台约8001200。设人孔处的板间距应等于或大于600。(3)接管尺寸（圆整）