化工原理精馏塔课程设计(公式已全部编辑,输数即可)
化工原理课程设计(化工机械设计部分)精馏塔
化工机械设计部分设计条件:设计压力0.1Mpa ,工作温度130℃,设计温度150℃,介质名称为苯—氯苯,介质密度为973㎏/3m ,基本风压300N/㎡[1],地震烈度为8,场地类别Ⅱ,塔板数量22,塔高26m ,保温层材料厚度为100mm ,保温层密度为300㎏/3m一 塔体及封头厚度设计1壳体材料选取 该塔工作温度为130℃,设计压力为0.12Mpa ,塔体内径3400mm ,塔高21米。
介质苯-氯苯有轻微的腐蚀性,选用强度较好的16MnR ,16MnR 在设计温度下的许用应力[]t σ=170Mpa ,Rel=345Mpa ,腐蚀裕量2C =2mm ,采用双面对接焊缝,局部无损探伤,焊接系数为Φ=1.02塔体厚度计算计算压力:0.12c p M Pa = 2C mm = []170tM Pa σ= D=1.0φ= 圆筒的计算厚度:]0.124600 1.35217010.12c itcp D m mp δσφ⨯===⨯⨯--设计厚度:2 1.352 3.35d C mm δδ=+=+=考虑到其受到风载荷、地震载荷、偏心载荷和介质压力作用,取名义厚度:8n mm δ= 有效厚度:.8 2.8 5.2e n C mm δδ=-=-=3封头厚度计算 (封头采用标准椭圆形封头,材料与筒体相同)计算压力:0.12c p M Pa = 2C mm = []170tM Pa σ= 4600i D mm = 1φ=封头厚度:]0.14600 1.35217010.50.120.5c itcp D m mp δσφ⨯===⨯⨯-⨯-设计厚度:2 1.352 3.35d C mm δδ=+=+= 取名义厚度:8n mm δ=有效厚度:.8 2.8 5.2e n C mm δδ=-=-=二 塔设备质量载荷计算1 筒体、圆筒、封头、裙座的质量【8】()2222000.785(4.6164.6)227.851000236254im D D H kgπρ=⨯-=⨯-⨯⨯⨯=2附件的质量010.252375a m m kg ==3塔内构件的质量筛板塔塔盘单位质量265/N q kg m = 塔内构件的质量:22020.785 4.62265237534i m D Nq kg πN ==⨯⨯⨯=4 保温层的质量22220302()()0.785(4.816 4.616)(277)300237534i m D D H H kgπρ=⨯-⨯-⨯=⨯-⨯-⨯=5平台、扶梯的质量查得平台单位质量2150/P q kg m = 笼式扶梯单位质量40/F q kg m = 其中平台数3n =,笼式扶梯高度为26000mm 平台、扶梯的质量㎏()()222204002340210.785 4.6162 4.616150389754f p m q H D D q kgπ⎡⎤⎡⎤=⨯++-⨯⨯=⨯+⨯+-⨯⨯=⎣⎦⎣⎦6操作时物料的质量220510.785 4.60.04422973156454i m D h kg πρ==⨯⨯⨯⨯=7水压试验质量220.785 4.6(267)1000315604w i w m D H kg πρ==⨯⨯-⨯=8 操作质量:0010203040586345 am m m m m m m kg =+++++=9 全塔最大质量m max=m01+ m02+ m03+ m04+ m a+ m w=377326 10 全塔最小质量m min =m01+0.2 m02+ m03+ m04=43256kg计算前先对塔进行分段,以地面为0-0截面,裙座人孔为1-1截面,塔低封头焊缝为2-2截面,筒体分为两段,总共四段。
化工原理课程设计精馏塔
最常用的塔设备可分为两大类:板式塔和填料塔。此外,还 有多种内部装有机械运动构件的塔,例如脉动塔河转盘塔等,则 主要用于萃取操作。
1 概述 均相物系的分离方法有吸收、萃取、干燥、精馏等操作,其 中工业上分离均相液体混合物最常用的过程是蒸馏。利用液体混 合物中组分挥发性能的差异,以热能为媒介使其部分汽化,从而 在气相富集易挥发组分,液相富集难挥发组分,使混合物得以分
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化工原理课程设计
离的方法称为蒸馏。根据操作方式,蒸馏分为简单蒸馏、平衡蒸 馏和精馏。前两种只能实现初步分离,而精馏能实现混合物的高 纯度分离,无需与外界进行热量交换,采用多次平衡级的蒸馏过 程来实现混合液的高纯度分离,这种多级蒸馏过程的组合就是精 馏。
3.2、物料衡算
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化工原理课程设计
3.2.1、质量流量 全塔物料横算式:
mF=mD+mW mFωF=mDωD+mwωw 已知mF=9200kg·h-1,代入数据得 9200=mD+mW 9200 × 0.248=mD × 0.893+mw × 0.0095 联立,解方程得
mD=2383.531 kg·h-1
4、选择进料泵进料,进料温度为 20℃冷液。 5、塔釜采用分离式间接蒸汽加热、塔顶蒸汽采用全凝器冷凝。 三、塔型
板式塔型自选 四、设计内容
1、二元物系精馏用筛板塔的工艺设计,主要包括精馏系统工艺流 程的确定、物料衡算、热量衡算、理论塔板数的计算、精馏塔的工艺 条件及有关物性数据设计计算、精馏塔的工艺尺寸计算,气体通过塔 板的压力降、降液管内液体停留时间和液面高度的计算,塔顶冷凝器 及管道的工艺计算和选型,泵的工艺选型等附属设备的选型计算。
化工原理课程设计——精馏塔设计
南京工程学院课程设计说明书(论文)题目乙醇—水连续精馏塔的设计课程名称化工原理院(系、部、中心)康尼学院专业环境工程班级K环境091学生姓名朱盟翔学号240094410设计地点文理楼A404指导教师李乾军张东平设计起止时间:2011年12月5日至 2011 年12月16日符号说明英文字母A a——塔板开孔区面积,m2;A f——降液管截面积,m2;A0——筛孔面积;A T——塔截面积;c0——流量系数,无因此;C——计算u max时的负荷系数,m/s;C S——气相负荷因子,m/s;d0——筛孔直径,m;D——塔径,m;D L——液体扩散系数,m2/s;D V——气体扩散系数,m2/s;e V——液沫夹带线量,kg(液)/kg(气);E——液流收缩系数,无因次;E T——总板效率,无因次;F——气相动能因子,kg1/2/(s·m1/2);F0——筛孔气相动能因子,kg1/2/(s·m1/2);g——重力加速度,9.81m/s2;h1——进口堰与降液管间的距离,m;h C——与干板压降相当的液柱高度,m液柱;h d——与液体流过降液管相当的液柱高度,m;h f——塔板上鼓泡层液高度,m;h1——与板上液层阻力相当的高度,m液柱;h L——板上清夜层高度,m;h0——降液管底隙高度,m;h OW——堰上液层高度,m;h W——出口堰高度,m;h'W——进口堰高度,m;Hσ——与克服表面张力的压降相当的液柱高度,m液柱;H——板式塔高度,m;溶解系数,kmol/(m3·kPa);H B——塔底空间高度,m;H d——降液管内清夜层高度,m;H D——塔顶空间高度,m;H F——进料板处塔板间距,m;H P——人孔处塔板间距,m;H T——塔板间距,m;K——稳定系数,无因次;l W——堰长,m;L h——液体体积流量,m3/h;L S——液体体积流量,m3/h;n——筛孔数目;P——操作压力,Pa;△P——压力降,Pa;△P P——气体通过每层筛板的压降,Pa;r——鼓泡区半径,m,t——筛板的中心距,m;u——空塔气速,m/s;u0——气体通过筛孔的速度,m/s;u0,min——漏气点速度,m/s;u'0——液体通过降液管底隙的速度,m/s;V h——气体体积流量,m3/h;V s——气体体积流量,m3/h;W c——边缘无效区宽度,m;W d——弓形降液管宽度,m;W s——破沫区宽度,m;x——液相摩尔分数;X——液相摩尔比;y——气相摩尔分数;Y——气相摩尔比;Z——板式塔的有效高度,m。
化工原理课程设计任务书精馏塔
化工原理课程设计任务书精馏塔本篇文档主要介绍化工原理课程设计任务书中关于精馏塔的要求和内容。
一、设计任务设计一座丙酮-甲醇精馏塔,要求:1. 产品:A级丙酮、B级丙酮、水、甲醇2. 输入流量:1000kg/h,A级丙酮50%,B级丙酮50%3. 操作压力:常压4. 输出流量:1000kg/h,A级丙酮90%,B级丙酮10%5. 设计基准:精馏32个板层二、设计步骤1. 精馏塔的结构设计(1) 塔的类型:管式塔(2) 塔的高度:设定32个板层,按传质条件设计最小高度(3) 填料类型:采用网格填料(4) 塔的直径:根据输入流量、精馏塔高度和填料设计(5) 塔的材质:不锈钢(6) 填料厚度:1.5cm2. 精馏塔的操作参数及控制(1) 操作压力:常压(2) 丙酮的重心温度:58℃(3) 甲醇的重心温度:52℃(4) 塔顶压力:1atm(5) 塔底压力:1atm(6) 板间压力降:0.015atm(7) 蒸汽进口管直径:50mm(8) 汽液分离器直径:100mm(9) 泵的扬程:15m3. 精馏塔的热力学计算(1) 设定板层数:32(2) 输入流量:1000kg/h,A级丙酮50%,B级丙酮50%(3) 设定塔顶压力:1atm(4) 设定塔底压力:1atm(5) 设定塔板温度,参考数值文献或软件计算(6) 根据塔板温度确定物质的蒸汽压(7) 根据物质的蒸汽压计算物质的分馏、回流比等参数4. 精馏塔的动力学模拟(1) 建立模型:使用MATLAB或其他模拟软件建立动力学模型(2) 确定控制方案:根据设定的输出要求,确定控制方案(3) 模拟仿真:进行塔的动态仿真,查找可能的故障及出现的问题(4) 评价:对模拟结果进行评价,并应对出现的问题进行处理三、设计成果1. 绘制精馏塔的结构图:包含填料、板层、进口出口等2. 绘制精馏塔的液相、气相平衡图3. 计算精馏塔流程图:包括输入和输出物质流量、温度、压力等参数4. 编写精馏塔的操作说明:包括操作控制、参数设定、操作步骤等5. 输出精馏塔的动态模拟成果:包括MATLAB或其他模拟软件的代码和仿真结果以上是化工原理课程设计的精馏塔任务书的要求和内容,本文档中介绍了设计步骤和要求,设计成果等部分,可以为读者提供一定帮助,同时也展示了精馏塔设计工作的一般流程和方法。
精馏塔课程设计
七、塔板结构
塔板有整块式和分块式两种类型。
当塔直径小于800mm时,一般将塔板加工成整块式;当
塔直径大于800mm,一般将塔板加工成分块式。
分块式塔板由两块弓形板、一块通道板和数个矩形板构 成。
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第四部分 塔辅助设备的选用与校核
塔顶冷凝器的选用与校核 塔顶再沸器的选用
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一、塔顶冷凝器的选用与校核
1、冷凝器热负荷的计算 冷凝器的热负荷是塔顶饱和蒸汽从露 点气相冷凝为泡点液相所放出的热量,可 用以下办法计算。
露点气 相,Td HV 液相,Td Qc 泡点液 相,Tb HL=Cp(Td-Tb)
Qc=Hv+HL
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2、再沸器热负荷的计算 再沸器的热负荷是塔底液相部分汽化成饱 和蒸汽所吸收的热量,蒸汽的量就是塔内气相 流量,可用全塔热平衡计算。 QB+FHF=DHLD+WHLW+QC+Q损 QB=DHLD+WHLW+QC+Q损-FHF Q损=5% QB 或近似由下式计算 QB=V’w(HV’W-HLW)
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化工原理课程设计
化工原理课程设计 化工原理课程设计: 化工传递与单元操作课程设计 常用化工单元设备设计 石油炼制图表计算机处理方法
刘雪暖
裴世红
石油大学
大连理工
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贾绍义
李功样 金桂三
天津大学
华南理工 石油化工
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传热学
杨世铭
高等教育
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第二部分 工艺计算设计要点
物料衡算
塔顶和塔底温度和压力的确定
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塔板的负荷性能图绘制 ⒈过量雾沫夹带线 ⒉淹塔线(液泛线) ⒊过量泄漏线(气相负荷下限线) ⒋降液管超负荷线(液相负荷上限线) ⒌液相负荷下限线 ⒍操作线: Origin 绘制塔板负荷性能图, 并计算塔的操作弹性K,要求K不小于3。 根据塔板的流体力学计算结果和塔板的负荷性能图,分析讨 论所设计塔板的特点及优缺点。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
在化工原理课程设计中,精馏塔是一个非常重要的主题。
精馏塔是化工生产中
用来进行精馏分离的装置,其原理和设计对于化工工程师来说至关重要。
本文将对精馏塔的原理、结构和设计进行详细介绍,希望能对化工原理课程设计有所帮助。
首先,我们来介绍一下精馏塔的原理。
精馏塔利用不同组分的沸点差异来进行
分离,通过在塔内加热并在塔顶冷凝,使得液体沸腾蒸发,然后在塔顶冷凝成液体,从而实现组分的分离。
在精馏塔内,通常会设置填料或塔板,增加塔内表面积,促进传质和传热,提高分离效率。
其次,我们将介绍精馏塔的结构。
精馏塔通常由塔底、塔体和塔顶三部分组成。
塔底主要用来加热液体,使其蒸发;塔体内设置填料或塔板,用来增加接触面积;塔顶则用来冷凝蒸发的液体,使其凝结成液体。
此外,精馏塔还包括进料口、顶部产品出口和底部残液出口等部件。
最后,我们将讨论精馏塔的设计。
精馏塔的设计需要考虑诸多因素,如进料组分、产品要求、操作压力和温度等。
在设计精馏塔时,需要进行热力学计算和传质计算,确定塔板或填料的高度和类型,保证塔内的传热和传质效果。
此外,还需要考虑塔底加热方式、塔顶冷凝方式以及塔内液体分布等问题,确保精馏塔能够稳定、高效地进行分离操作。
总之,精馏塔作为化工生产中常用的分离设备,其原理、结构和设计都是化工
工程师需要掌握的重要知识。
通过本文的介绍,相信读者对精馏塔有了更深入的了解,希望能够对化工原理课程设计有所帮助。
化工原理 课程设计 精馏塔
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计:精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式,将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%(质量分数),水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数:
操作压力:常压
进料流量:10万吨/年
进料组成:乙醇40%,水60%(质量分数)
产品要求:乙醇95%,水5%
2. 设计内容:
完成精馏塔的整体设计,包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时,还需完成塔内件(如进料口、液体分布器、再沸器等)的设计。
3. 绘图要求:
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图,并标注主要设备参数。
4. 报告要求:
完成设计报告,包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案:根据题目要求,选择合适的精馏塔类型(如筛板塔、浮阀塔等),并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径:根据精馏原理和物料性质,计算所需塔高和塔径,以满足分离要求。
3. 选择填料类型:根据物料的特性和分离要求,选择合适的填料类型,以提高传质效率。
4. 设计塔内件:根据塔板数和填料类型,设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算:根据进料组成、产品要求和操作条件,计算每块塔板的温度和组成,以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析:根据设计方案和工艺计算结果,分析项目的投资成本和运行成本,评估项目的经济可行性。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计任务书1.设计题目:分离乙醇—正丙醇二元物系旳浮阀式精馏塔2.原始数据及条件:进料:乙醇含量45%(质量分数,下同),其他为正丙醇分离规定:塔顶乙醇含量 93%;塔底乙醇含量 0.01%生产能力:年处理乙醇-正丙醇混合液 25000 吨,年动工 7200 小时操作条件:间接蒸汽加热;塔顶压强 1.03atm(绝压);泡点进料; R=53.设计任务:⑴完毕该精馏塔旳各工艺设计,包括设备设计及辅助设备选型。
⑵画出带控制点旳工艺流程图、塔板版面布置图、精馏塔设计条件图。
⑶写出该精馏塔旳设计阐明书,包括设计成果汇总和设计评价。
概述本次设计针对二元物系旳精馏问题进行分析、计算、核算、绘图,是较完整旳精馏设计过程。
精馏设计包括设计方案旳选用,重要设备旳工艺设计计算、辅助设备旳选型、工艺流程图旳制作、重要设备旳工艺条件图等内容。
通过对精馏塔旳核算,以保证精馏过程旳顺利进行并使效率尽量旳提高。
本次设计成果为:理论板数为 20 块,塔效率为 42.2%,精馏段实际板数为 40块,提馏段实际板数为 5 块,实际板数 45 块。
进料位置为第 17 块板,在板式塔重要工艺尺寸旳设计计算中得出塔径为 0.8 米,设置了四个人孔,塔高 22.19 米,通过浮阀板旳流体力学验算,证明各指标数据均符合原则。
关键词:二元精馏、浮阀精馏塔、物料衡算、流体力学验算。
目录第一章绪论 (5)第二章塔板旳工艺设计 (7)一、精馏塔全塔物料衡算 (7)二、乙醇和水旳物性参数计算 (7)1.温度 (7)2.密度 (8)三、理论塔板旳计算 (11)四、塔径旳初步计算 (12)五、溢流装置 (14)六、塔板分布、浮阀数目与排列 (15)第三章塔板旳流体力学计算 (16)一、气相通过浮阀塔板旳压降 (16)二、淹塔 (17)三、物沫夹带 (18)四、塔板负荷性能图 (19)1.物沫夹带线 (19)2.液泛线 (19)3.液相负荷上限 (20)4.漏液线 (20)5.液相负荷下限 (20)第四章塔附件旳设计 (21)一、接管 (21)二、筒体与封头 (23)三、除沫器 (23)四、裙座 (24)五、人孔 (24)第五章塔总体高度旳设计 (24)一、塔旳顶部空间高度 (24)二、塔总体高度 (24)第六章附属设备旳计算 (24)8.1热量衡算 (24)8.1.10℃旳塔顶气体上升旳焓Qv (24)258.1.2回流液旳焓QR..................................................................8.1.3塔顶馏出液旳焓Q D (25)8.1.4冷凝器消耗旳焓Q C (25)8.1.5进料口旳焓Q F (25)8.1.6塔釜残液旳焓Q W (26)8.1.7再沸器Q B (26)8.2冷凝器旳设计 (26)8.3冷凝器旳核算 (27)8.4泵旳选择 (27)浮阀塔工艺设计计算成果列表 (28)重要符号阐明 (29)参照文献 (31)第一章绪论精馏旳基本原理是根据各液体在混合液中旳挥发度不一样,采用多次部分汽化和多次部分冷凝旳原理来实现持续旳高纯度分离。
化工原理_课程设计_精馏塔_(精华版)
天津大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业:班级:姓名:杨志学号:设计时间:设计题目:乙醇——水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒精生产现场)设计条件: 1. 常压操作,P=1 atm(绝压)。
2. 原料来至上游的粗馏塔,为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为 40吨/日。
4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。
5.塔釜采用饱和水蒸汽加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。
6.操作回流比R=(1.1——2.0)R。
min设计任务: 1. 完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2.画出带控制点的工艺流程图,t-x-y相平衡图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3.写出该精流塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师:时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒精生产现场)1.1.2 设计条件 1.常压操作,P=1 atm(绝压)。
2.原料来至上游的粗馏塔,为95-96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3.塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为40吨/日。
4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。
5.塔釜采用饱和水蒸气加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。
6.操作回流比R=(1.1—2.0)R。
min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2.画出带控制点的工艺流程示意图,t-x-y相平衡图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3.写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇,工厂实行三班制,每班工作8小时,每天24小时连续正常工作。
化工原理课程设计甲醇丙醇精馏塔完美排版
目录化工原理课程设计任务书 0一、设计方案与工艺流程图 (1)1、设计方案 (1)2、工艺流程图 (1)二、基础数据 (1)1、主要物性数据 (1)2、进料流量及组成 (1)3、分离要求 (2)4、原料热力学状态 (2)5、冷却介质及其温度,加热介质及其温度 (2)三、物料衡算 (2)四、确定操作条件 (2)1、确定操作压力 (2)2、确定操作温度 (2)五、回流比 (3)六、理论板数与实际板数 (4)七、塔径、塔高的计算及板间距的确定 (5)1.汽液相流率 (5)2.将上述求得的流率转换成体积流率 (5)3.塔径的计算 (6)4.塔高的确定 (8)八.堰及降液管的设计 (8)1.塔堰长 (8)2.取堰宽及降液管面积 (8)3.停留时间 (8)4.堰高 (9)5.降液管底端与塔板之间的距离,即降液管底隙 (9)九.塔板布置极其筛板塔的主要结构参数 (9)2.筛孔直径d0,孔中心距离,板厚 (9)3.开孔率 (9)4.孔数 (10)十.水力学计算 (10)1.塔板阻力 (10)2、漏液点 (11)3.雾沫夹带 (11)4.液泛的校核 (12)十一.负荷性能图 (13)1、精馏段 (13)2、提馏段 (15)十二、冷凝器的设计 (18)1.估算传热面积,初选换热器型号 (18)2.核算压降 (19)3.核算总传热系数 (21)4、确定换热器型号 (22)设计感想与总结..........................................错误!未定义书签。
参考文献 (24)化工原理课程设计任务书一、设计题目:筛板塔的设计二、设计任务:甲醇—丙醇精馏塔的设计三、设计条件四、设计内容与要求一、设计方案与工艺流程图1、设计方案本次课程设计的任务是甲醇—丙醇精馏塔,塔型为筛板塔,二组分进料(甲醇、丙醇)。
二组分在常压下均为液相,为节约材料,采用常压精馏,无需预热器,塔顶设置冷凝器,塔底设置再沸器。
化工原理课程设计精馏塔设计
学号:200620515070(前言工业生产过程中,两种物流之间热的交换通过换热器实现。
在石油、化工、食品加工、轻工、制药等行业的生产过程中,换热器是通用工艺设备,可用作加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,换热器类型,性能各异,但设计所依据的传热基本原理相同,不同之处是在结构设计上需要根据各自设备特点采用不同的计算方法。
为此,本次仅对设计成熟,应用广泛的列管式换热器的工艺设计作介绍。
列管式换热器的应用已有悠久的历史。
在很多工业部门中,列管式换热器仍处于主导地位,随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强,换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃,一些新型的高效换热器相继问世。
本次设计任务是年产3.4万吨酒精精馏系统换热器设计,其中包含了生产工艺流程中五个换热器:原料预热器,塔顶全凝器,塔底冷却器,塔顶冷却器和再沸器。
选取了三个换热器对其进行了精算,经反复选择与核算之后,选取了合适的换热器类型及其结构尺寸等其他工艺指标要求。
对其余两个换热器做了冷热流体的物料衡算,以及对换热器的初步选型。
此次设计参考了较多的文献资料,结合实际生产需求采用了科学严谨的计算方法和精确严密的计算步骤,设计出了较符合生产需求,经济实惠,安全可靠,操作简便,易于清洗、维修的列管式换热器。
编者2009-7-15第一章概述1.1设计设备在生产中的作用在工业生产中,要实现热量的交换,须采用一定的设备,此种交换热量的设备称为换热器。
换热器作为工艺过程必不可少的单元设备,广泛地应用于石油、化工、动力、轻工、机械、冶金、交通、制药等工程领域中,据统计,在现代石油化工企业中,换热器投资约占装置建设总投资的30%-40%;在合成氨厂中,换热器占全部设备总台数的40%,由此可见,换热器对整个企业的建设投资及经济效益有着重要的影响。
1.2设计工艺流程示意图图解:原料液通过原料液预热器预热后进入精馏塔,被成功加热后成为原料蒸汽进入塔顶冷凝器被冷却水冷却成为液体,再进入分配器,经过二次冷却成为产品进入贮罐。
化工原理课程设计(乙醇精馏塔)
化工原理课程设计设计题目:乙醇精馏塔姓名:唐刚班级:化学与化工学院08级3班学号:080703021前言精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移,蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,蒸气愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸气进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸气返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出。
精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点(或沸点)的不同,控制塔各节的不同温度,达到分离提纯的目的。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度,要用连续精馏的方法,因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的,塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作,除精馏塔外,还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。
本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程。
本设计包括设计方案的选取,主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算,辅助设备的选型,工艺流程图,主要设备的工艺条件图等内容。
化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计任务书1.设计题目:苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计2.设计任务(1)原料中苯组成:30%(2)塔顶溜出液中苯含量(质量分数): 97%(3)塔釜苯含量(质量分数): 3%(4)生产能力:10300t/y,年开工300天3.操作条件(1)精馏塔顶压强:常压(2)进料热状态:泡点进料q=1(3)塔顶采用全凝器4.设计内容及要求(1)设计方案的确定及流程说明(2)塔的工艺计算(3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计:塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定;塔板的流体力学验算;塔板的负荷性能图。
(4)编制设计结果概要或设计一览表(5)辅助设备选型与计算(6)绘制塔设备结构图:采用绘图纸徒手绘制目录一前言 (1)1.精馏简介 (1)2.浮阀塔设备简介 (1)3.设计方案的选定 (2)二塔板的工艺设计 (3)1.精馏塔全塔物料衡算 (3)2.常压下笨-甲苯平衡组成与温度关系 (3)2.1.温度 (4)2.2.密度 (4)2.3.混合液表面张力 (6)2.4.相对挥发度 (8)2.5.混合物的粘度 (8)3. 理论塔板的计算 (10)4.塔径的初步计算 (12)4.1.气液相体积流量计算 (12)4.2.提馏段 (14)5.塔板主要工艺参数确定 (14)5.1.溢流装置 (14)5.2塔板布置及筛孔数目与排列 (17)6.塔板的流体力学检验 (18)6.1气相通过浮阀塔板的压降 (18)6.2 淹塔 (19)6.3雾沫夹带 (20)7.塔板负荷性能图 (21)7.1.液沫夹带线 (21)7.2液泛线 (21)7.3液相负荷上限线 (22)7.4漏液线 (23)7.5液相负荷下限线 (23)7.6塔板负荷性能图 (23)8. 辅助设备及零件设计 (25)8.1.接管管径的计算和选择 (25)8.2.法兰 (27)8.3.除沫器 (27)8.4.裙座 (27)8.5.手孔 (27)9. 塔总体高度的设计 (28)9.1.塔的顶部空间高度 (28)9.2..塔的底部空间高度 (28)9.3..塔总体高度 (28)三参考书目 (29)四设计心得体会 (30)一前言1.精馏简介化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程(《物理化学》,《化工制图》等)所学知识,完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学,是理论联系实际的桥梁,在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
化工原理课程设计——精馏塔
(二)
塔板的类型与选择
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,工业应用以错 流式塔板为主,常用的错流式塔板主要有下列几种。
1. 泡罩塔板
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板,其主要元件为升气管及泡罩。泡罩安装 在升气管的顶部,分圆形和条形两种,国内应用较多的是圆形泡罩。泡罩尺寸分 为ϕ80 mm、ϕ100 mm、ϕ150mm三种,可根据塔径的大小选择。通常塔径小于 1 OOO mm,选用ϕ80 mm的泡罩;塔径大于 2 000 mm,选用ϕ150 mm的泡罩。 泡罩塔板的主要优点是操作弹性较大,液气比范围大,不易堵塞,适于处理各 种物料,操作稳定可靠。其缺点是结构复杂,造价高; 板上液层厚, 塔板压降大, 生产能力及板效率较低。近年来,泡罩塔板已逐渐被筛板、浮阀塔板所取代。在 设计中除特殊需要(如分离粘度大、易结焦等物系)外一般不宜选用。
σ,m
N m
双组分混合液体的表面张力 σm 可按下式计算
m
式中
x x
A B A A B
B
m
-混合液体的平均表面张力 ,
A
B
-纯组分 A,B 的表面张力
xA,xB-A,B 组分的摩尔分率 4、氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为 35.3×103kJ/kmol 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式计算:
纯组分在任何温度下得密度可由下式计算: 苯 ρA=912-1.187t 氯苯 ρB=1127-1.111t 3、组分的表面张力 σ 温度,℃ 80 苯 氯苯 21.2 26.1 85 20.6 25.7 110 17.3 22.7 115 16.8 22.2 120 16.3 21.6 131 15.3 20.4 式中 t 为温度,℃
化工原理课程设计-精馏塔
化工原理课程设计任务书(一)设计题目在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶液洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶液,其组成为含甲醇46%、水54%(质量分数),另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用,拟建立一套填料精馏塔,以对废甲醇溶液进行精馏,得到含水量≤0.3%(质量分数)的甲醇溶液。
设计要求废甲醇溶液的处理量为 3.6万吨/年,塔底废水中甲醇含量≤0.5%(质量分数)。
(二)操作条件1)操作压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸汽压力 0.3Mpa(表压)(三)填料类型因废甲醇溶液中含有少量的药物固体微粒,应选用金属散装填料,以便于定期拆卸和清洗。
填料类型和规格自选。
(四)工作日每年工作日为300天,每天24小时连续运行。
(五)设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算;2)塔板数的确定;3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算;5)填料层压降的计算;6)液体分布器简要设计;7)精馏塔接管尺寸计算;8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
摘要甲醇最早由木材和木质素干馏制的,故俗称木醇,这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。
无色、透明、高度挥发、易燃液体。
略有酒精气味。
近年来,世界甲醇的生产能力发展速度较快。
甲醇工业的迅速发展,是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂,广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。
由甲醇转化为汽油方法的研究成果,从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。
近年来碳化学工业的发展,甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇树脂等产品,正在研究开发和工业化中。
甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。
目前,我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化,总体的趋势是走高。
随着原油价格的进一步提升,作为有机化工基础原料——甲醇的价格还会稳步提高。
国内又有一批甲醇项目在筹建。
这样,选择最好的工艺利设备,同时选用最合适的操作方法就成为投资者关注的重点。