化工原理课程设计精馏塔设计指导教程

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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

板式精馏塔的设计指导书一、设计内容1.设计方案的确定(设计方案简介:对给定或选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要的论述。

)(1)操作压力 (2)进料状态 (3)加热方式 (4)热能利用2.主要设备的工艺设计计算(1)物料衡算; (2)热量衡;(3)回流比的确定;(4)工艺参数的选定;(5)理论塔板数的确定3.塔板及塔的主要尺寸的设计(设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。

)(1)塔板间距的确定(2) 塔径的确定(3) 塔板布置及板上流体流程的确定4. 流体力学的计算及有关水力性质的校核5. 板式精馏塔辅助设备的选型:典型辅助设备主要工艺尺寸的计算,设备的规格、型号的选定。

6.绘制流程图及精馏塔的装配图: 工艺流程图:以单线图的形式绘制,标出主体设备与辅助设备的物料方向,物流量、能流量,主要测量点。

主要设备的工艺条件图:主体设备工艺条件图是将设备的结构设计和工艺尺寸的计算结果用一张总图表示出来。

图面上应包括如下内容:①设备图形:指主要尺寸(外形尺寸、结构尺寸、连接尺寸)、接管、人孔等;②.技术特性:指装置的用途、生产能力、最大允许压强、最高介质温度、介质的毒性和爆炸危险性;③.设备组成一览表:注明组成设备的各部件的名称等。

应予以指出,以上设计全过程统称为设备的工艺设计。

完整的设备设计,应在上述工艺设计基础上再进行机械强度设计,最后提供可供加工制造的施工图7.编写设计说明书:设计说明书的内容:①目录;②设计题目及原始数据(任务书);③简述酒精精馏过程的生产方法及特点(设计方案简介),④论述精馏总体结构(塔型、主要结构)的选择和材料选择;⑤精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等) (工艺计算及主要设备设计);⑥设计结果概要(设计结果汇总):主要设备尺寸、衡算结果等;⑦主体设备设计计算及说明;⑧主要零件的强度计算(选做);⑨附属设备的选择(辅助设备的计算和选型,选做);⑩参考文献;(11)设计评述(后记)及其它.整个设计由论述,计算和图表三个部分组成,论述应该条理清晰,观点明确;计算要求方法正确,误差小于设计要求,计算公式和所有数据必需注明出处;图表应能简要表达计算的结果。

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

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。

化工原理课程设计-板式精馏塔设计资料教程

化工原理课程设计-板式精馏塔设计资料教程
u — 空 塔 气 速 , m / s u 0 .6 ~ 0 .8 u m ax
umax C
L V V
umax — 最 大 空 塔 气 速 , m / s
L、V — 分 别 为 液 相 与 气 相 密 度 , kg m 3
负荷系数
C
C
20
20
0 .2
( C20 值 可 由 S m i t h 关 联 图 求 取 )
( 3) 加 料 板 位 置 的 确 定
求 出 精 馏 段 操 作 线 和 提 馏 段 操 作 线 的 交 点 x q 、 y q , 并 以x q 为 分
界线,当交替使用操作线方程和相平衡关系逐板往下计算到
xn xq 且 xn1 xq 时 , 就 以 第 n 块 板 为 进 料 板 。
( 4) 实 际 板 数 的 确 定
对高发泡系统及高压操作的塔,停留时间应加长些。
故在求得降液管的截面积之后,应按下式验算液体在降液管内的
停留时间,即
A f H T LS
5.注意事项: 写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源; 每项设计结束后,列出计算结果明细表; 设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。
第二部分:筛板式精馏塔设计方法
一. 工艺计算 二. 设备计算 三. 辅助设备计算 四. 塔体结构 五. 带控制点工艺流程图
一.工艺计算
主要内容是(1)物料衡算 (2)确定回流比 (3)确定理论板数 和实际板数 (4)塔的气液负荷计算 (5)热量衡算
(1).堰 长 lW : 依 据 溢 流 型 式 及 液 体 负 荷 决 定 堰 长 , 单 溢 流 型 塔 板 堰
长 lW 一 般 取 为 ( 0 . 6 ~ 0 . 8 ) D ; 双 溢 流 型 塔 板 , 两 侧 堰 长 取 为 ( 0 . 5 ~

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔本文将针对化工原理课程设计,探讨苯与甲苯精馏塔的工艺设计。

一、工艺流程苯与甲苯精馏塔的工艺流程如下:苯与甲苯混合物在进入塔后,首先通过反应塔抽收制冷剂进行冷却,从而达到冷却效果,然后通过塔顶进入预分离器进行处理,将其中的气相成分与液相成分分离,剩余的液相通过进料口进入塔体,反复上升和下降,与上部的气相进行平衡沸腾,不断提高纯度,最后在顶部凝结出高纯度的甲苯。

二、设计考虑因素1.塔型塔型应根据生产规模和成本考虑。

一般而言,小型的塔型适合处理小流量、高品质的混合物,而大型的塔型则适合处理大流量、低品质的混合物。

2.动力学参数在设计苯与甲苯精馏塔时,要考虑动力学参数,如液相和气相的流速、物料的热量传递效应等等。

这些参数将直接影响塔的效率和产品品质。

3.填料和操作条件由于苯与甲苯混合物具有一定的粘度和密度差异,因此应在填料和操作条件上进行制约,以避免不同成分之间发生混合或分离出现问题。

三、设计基础1.填料设计填料是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分,是决定塔效率和塔高的关键因素。

填料材料应具有良好的性能,如高效的传质、良好的气体液体接触、稳定的抗攻击性等等。

常见的填料材料有氧化铝、陶瓷、合金等。

2.除塔器设计除塔器是苯与甲苯精馏塔的一个重要设计组成部分。

它的主要作用是在塔底处收集返回的液相,防止溢出和保持塔内的可控性。

除塔器的设计应根据填料类型、流量、操作温度和压力等多个因素进行综合考虑,以确保塔的正常运行。

3.塔底设计塔底是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分,主要用于收集精馏出的液态产品。

由于反应塔存在高温、高压等因素,因此需要考虑塔底的材料和设计。

常见的材料有碳钢、不锈钢、合金等。

此外,塔底还应配备可靠的排放和泄压装置,以确保塔的安全性。

四、结论苯与甲苯精馏塔是一种常见的化工装置,其设计应考虑多种因素,如塔型、填料、动力学参数等等。

从而确保塔的高效、稳定和可靠性。

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔

化工原理课程设计:苯与甲苯精馏塔简介本文主要探讨化工原理课程设计中的苯与甲苯精馏塔。

通过对苯和甲苯进行精馏分离,我们可以获得纯度较高的苯和甲苯产品。

在本文中,我们将从以下几个方面展开讨论:1.背景和目的2.设计流程3.塔设计4.精馏原理5.实验操作6.结果和讨论背景和目的苯和甲苯是常用的工业化学品,广泛应用于加工、涂料、塑料等行业。

苯和甲苯在某些工艺中需要纯度较高,因此需要进行精馏分离。

本课程设计旨在设计一个能有效分离苯和甲苯的精馏塔。

设计流程为了设计一个合适的苯与甲苯精馏塔,我们需要进行以下几个步骤:1.确定原料2.确定塔的类型和结构3.进行塔的热力学计算4.进行实验验证塔设计塔是精馏过程中最关键的组件之一,它可以通过蒸汽冷凝回收馏分。

在苯和甲苯的精馏中,一般采用板式塔。

塔类型在板式塔中,我们可以选择不同的塔类型,如:•始料塔•落料塔•浓差塔•强化塔塔结构塔的结构包括:1.塔筒:用于装载填料或板2.助塔装置:用于改善塔内气液分布精馏原理精馏是利用不同物质的沸点差异进行分离的过程。

在苯与甲苯的精馏过程中,由于苯和甲苯的沸点差异较大,可以有效地进行分离。

实验操作进行苯与甲苯精馏的实验时,我们需要注意以下几个操作步骤:1.准备好实验所需设备和试剂2.开启冷却水,确保设备冷却3.将苯和甲苯加入精馏塔中4.开启加热源,控制温度5.收集馏出的苯和甲苯样品结果和讨论通过实验操作,我们可以得到苯和甲苯的纯度和收率。

根据实验结果,我们可以评估精馏塔的效果,并对塔的设计进行改进。

在进行课程设计时,我们要求学生深入了解苯与甲苯的精馏原理,并通过实验进行验证。

此外,在设计塔的结构和操作过程时,也需要考虑到实际工业生产的要求。

通过本次课程设计,学生不仅能够更好地理解化工原理,还能够培养实验操作和实际问题解决能力。

这对于他们将来的工作和研究具有重要意义。

总结起来,本文对苯与甲苯精馏塔的设计和实验操作进行了详细的讨论。

从背景和目的到实验结果和讨论,我们提供了一个全面的指导,希望能对读者有所帮助。

《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器)+)

《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器)+)

化工原理课程设计指导书—精馏塔的预热器、冷凝器、再沸器工艺设计适应专业:化学工程与工艺编写作者:胡建明编写日期:2007.7邵阳学院生物与化学工程系预热器、冷凝器、再沸器的工艺设计概述蒸馏是化工生产中分离均相液体混合物的典型单元操,其历史悠久,应用广泛。

蒸馏的基本原理是将液体混合物部分汽化、部分冷凝,利用其中个组分挥发度不同而将其分离。

其本质是液、汽相间的质量传递和热量传递。

为使分离彻底,以获得较纯的产品,工业生产中常采用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法——精馏。

精馏过程通常是在塔设备内完成的。

预热器、冷凝器、再沸器是精馏过程必不可少的设备。

它们承担着将物料预热、气化、冷凝等重要任务。

而固定管板式换热器更是因其具有工艺简单、造价低廉、工艺设计成熟、热效率较高等优点而得到广泛的应用,尤其在很多大工业生产中。

换热器的工艺设计主要内容和步骤 1 物料衡算1.1 设计依据1.1.1 《×××××设计任务书》1.1.2 产量 年产99.5%(均为质量分数,下同)环己烷(丙酮)20000吨,根据工业生产中连续生产的特点,取年平均生产时间为8000小时,即小时产量为:20000×103/8000=2500kg /h ,本设计以小时产量为计算基准。

1.1.3 进料组成F x 、产品组成D x 1,1.4 分离要求 1.2 精馏塔物料衡算1.2.1 物料衡算示意图1.2.2 用质量分率计算进料量及塔釜采出量G D ,X D F D W G G G =+ F F D D W W G x G x G x =+ 解得: G F (kg/h ) G W (kg/h )1.2.3 计算摩尔量、摩尔分率 G W由物质A 、B 组成的混合物,其分子量分别为M A ,M B 则其平均分子量:A A B B M M x M x =+,用摩尔量表示为:;;W D F G G GD W F M M M===; 同理可求得X D 、X W 、 X F 1.2.4 精馏塔物料衡算表表1.1 精馏塔的物料衡算表※必须达成Σ进=Σ出。

《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器) )资料

《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器) )资料

化工原理课程设计指导书—精馏塔的预热器、冷凝器、再沸器工艺设计适应专业:化学工程与工艺编写作者:胡建明编写日期:2007.7邵阳学院生物与化学工程系预热器、冷凝器、再沸器的工艺设计概述蒸馏是化工生产中分离均相液体混合物的典型单元操,其历史悠久,应用广泛。

蒸馏的基本原理是将液体混合物部分汽化、部分冷凝,利用其中个组分挥发度不同而将其分离。

其本质是液、汽相间的质量传递和热量传递。

为使分离彻底,以获得较纯的产品,工业生产中常采用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法——精馏。

精馏过程通常是在塔设备内完成的。

预热器、冷凝器、再沸器是精馏过程必不可少的设备。

它们承担着将物料预热、气化、冷凝等重要任务。

而固定管板式换热器更是因其具有工艺简单、造价低廉、工艺设计成熟、热效率较高等优点而得到广泛的应用,尤其在很多大工业生产中。

换热器的工艺设计主要内容和步骤 1 物料衡算1.1 设计依据1.1.1 《×××××设计任务书》1.1.2 产量 年产99.5%(均为质量分数,下同)环己烷(丙酮)20000吨,根据工业生产中连续生产的特点,取年平均生产时间为8000小时,即小时产量为:20000×103/8000=2500kg /h ,本设计以小时产量为计算基准。

1.1.3 进料组成F x 、产品组成D x 1,1.4 分离要求 1.2 精馏塔物料衡算1.2.1 物料衡算示意图1.2.2 用质量分率计算进料量及塔釜采出量G D ,X D F D W G G G =+ F F D D W W G x G x G x =+ 解得: G F (kg/h ) G W (kg/h )1.2.3 计算摩尔量、摩尔分率 G W由物质A 、B 组成的混合物,其分子量分别为M A ,M B 则其平均分子量:A A B B M M x M x =+,用摩尔量表示为:;;W D F G G GD W F M M M===; 同理可求得X D 、X W 、 X F 1.2.4 精馏塔物料衡算表表1.1 精馏塔的物料衡算表※必须达成Σ进=Σ出。

化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计

化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计

07 安全环保措施与节能优化 建议
安全防护措施考虑
防火防爆措施
采用防爆电器、设置可燃气体检 测报警装置、确保塔内压力稳定 等,以防止火灾和爆炸事故的发 生。
操作安全
制定严格的操作规程,对操作人 员进行专业培训,确保他们熟悉 设备的操作和维护,减少人为操 作失误。
设备安全
选用高质量的材料和可靠的制造 工艺,确保设备的稳定性和安全 性;对关键设备进行定期检查和 维护,及时发现并处理潜在的安 全隐患。
根据冷却水温度、冷却水量、蒸汽量等条件,计算冷凝器传热面积 、冷却水流速等参数。
再沸器
根据加热蒸汽量、加热温度等条件,计算再沸器传热面积、加热蒸 汽流速等参数。
辅助系统(如冷凝器、再沸器等)设计
冷凝器设计
选择合适的冷凝器类型(如列管式、板式等),确定冷却 水进出口温度、冷却水量等参数,进行传热计算和结构设 计。
产品收集
塔顶蒸出的丙酮经过冷凝器冷凝 后收集,塔底排出的水经过处理
后排放或回收利用。
操作条件选择
操作压力
根据丙酮和水的性质及工艺要求 ,选择合适的操作压力。一般来
说,常压精馏可以满足要求。
操作温度
根据丙酮和水的沸点及传质传热要 求,选择合适的操作温度。通常, 操作温度略高于丙酮的沸点。
回流比
回流比对精馏塔的分离效果和能耗 有重要影响。在保证分离效果的前 提下,应尽量降低回流比以减少能 耗。
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感谢您的观看
对设计结果进行仿真验证,分析 设计方案的可行性和经济性。
02 精馏塔工艺设计
工艺流程确定
原料预处理
将丙酮和水按一定比例混合,经 过预热器加热至适宜温度,进入

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。

板式精馏塔的设计--化工原理课程设计.

板式精馏塔的设计--化工原理课程设计.

《化工原理课程设计》教案板式精馏塔的设计绪论................................................................................................... 错误!未定义书签。

第一节概述 (111.1精馏操作对塔设备的要求 (111.2板式塔类型 (111.2.1筛板塔 (121.2.2浮阀塔 (121.3精馏塔的设计步骤 (13第二节设计方案的确定 (142.1操作条件的确定 (142.1.1操作压力 (142.1.2 进料状态 (142.1.3加热方式 (142.1.4冷却剂与出口温度 (152.1.5热能的利用 (152.2确定设计方案的原则 (16第三节板式精馏塔的工艺计算 (173.1 物料衡算与操作线方程 (173.1.1 常规塔 (183.1.2 直接蒸汽加热 (19第四节板式塔主要尺寸的设计计算 (21 4.1塔的有效高度和板间距的初选 (21 4.1.1塔的有效高度 (214.1.2板间距的初选 (214.2 塔径 (224.2.1初步计算塔径 (234.2.2塔径的圆整 (244.2.3 塔径的核算 (24第五节板式塔的结构 (255.1塔的总体结构 (255.2 塔体总高度 (255.2.1塔顶空间H D (265.2.2人孔数目 (265.2.3塔底空间H B (285.3塔板结构 (285.3.1整块式塔板结构 (28第六节精馏装置的附属设备 (296.1 回流冷凝器 (296.2管壳式换热器的设计与选型 (306.2.1流体流动阻力(压强降的计算 (306.2.2管壳式换热器的选型和设计计算步骤 (316.3 再沸器 (316.4接管直径 (326.4加热蒸气鼓泡管 (336.5离心泵的选择 (33绪论一、化工原理课程设计的目的和要求课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。

化工原理课程设计--板式精馏塔设计

化工原理课程设计--板式精馏塔设计

化工原理课程设计--板式精馏塔设计设计目标:基于给定的物料性质和操作要求,设计一座板式精馏塔,以实现对原料的分离和提纯。

1. 物料和操作要求:- 原料:A和B两种无限稀溶液,其组成为xA和xB,两者可以通过精馏分离。

- A和B的沸点相差较大,有利于分离。

- 要求从塔顶得到纯度高于90%的A,而底部给出纯度低于1%的A。

2. 原料性质和物料平衡:- 通过库仑方程计算A和B的蒸气压随温度的变化关系,并绘制出压力-温度图。

- 在工作温度下,A的蒸气压明显高于B,为确保物料能够充分分离,需保持塔顶温度在A液体的沸点温度之下。

3. 塔板设计:- 通过McCabe-Thiele图确定塔板数目和进料位置。

- 塔板数目的计算依赖于设定的塔上液回流比,一般经验值约为1.2-2.5。

- 进料位置选择在第一个塔板的位置,以确保传热效果和传质效果的最大化。

4. 塔的传热与传质设计:- 通过热力学分析确定A和B的传质系数,以及A和B在板上气液两相之间的传质速率。

- 根据传质速率和A、B的质量流率计算板上液流速,并选取波纹板(sieve tray)作为塔板,以提高传质效果。

- 通过HETP方法确定塔板高度,确保有效的液-液接触。

5. 动力学分析:- 根据操作要求和物料性质,进行动态模拟,分析A和B的浓度随时间的变化。

- 设计适当的控制策略,以稳定操作并使塔的性能达到最佳状态。

6. 安全与能耗:- 根据设计要求,确定塔的最佳工作温度和压力范围,以保证操作的安全性。

- 通过热力学计算,确定塔的能耗,并采取措施减少能量损失。

综上所述,通过对物料性质、物料平衡、塔板设计、传热与传质设计、动力学分析、安全与能耗等方面的综合考量,可以设计出一座高效、安全、经济的板式精馏塔,实现对原料组分的有效分离和提纯。

7. 材料选择和规格设计:- 选择耐腐蚀、耐高温的材料作为塔内部构件的材质,例如不锈钢。

- 根据操作条件和设计要求,确定塔的规格,包括直径、高度、板数、板间距等,以确保塔的工作效率和稳定性。

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。

化工原理课程设计之甲苯精馏塔设计

化工原理课程设计之甲苯精馏塔设计

化工原理课程设计之甲苯精馏塔设计本文将探讨化工原理课程设计中的甲苯精馏塔设计。

甲苯是一种重要的有机化工原料,用于生产聚苯乙烯、药品、香料、染料等。

本文将从甲苯生产过程的简述开始,依次介绍设计的步骤和关键问题,最后总结设计结果。

一、甲苯生产过程简述甲苯的生产过程一般分为以下几步:1. 甲苯的原材料是甲烷和苯,首先通过甲基化反应将甲烷和苯反应生成甲苯和氢气。

2. 接着将甲苯和苯混合后进入加氢反应器,通过加氢反应生成甲苯和环己烷。

3. 将经过加氢反应的甲苯和苯混合物通过双塔精制分离得到纯的甲苯。

二、甲苯精馏塔设计步骤精馏塔是化工生产中常用的设备,用于分离混合物中的各种组分。

甲苯精馏塔设计步骤如下:1. 确定分离塔的流程图和操作条件,包括进料温度、压力、流量等。

2. 根据分离要求,确定鼓泡塔的高度和板数。

3. 确定每个板的塔板压降,确定气液相负荷,计算出操作塔的整体操作压降。

4. 确定填料类型和填充率,计算出填料高度和填料压降,结合板式的压降确定整个塔的功率需求。

5. 在考虑塔的结构和实际情况的基础上,进行材料选择和塔口设计。

三、甲苯精馏塔关键问题1. 填料选择。

填料的选择需要考虑到填料的表面积、孔隙率、高度等因素。

不同的填料会影响塔的效果和能耗。

2. 填料压降。

填料的压降会影响到塔的气体流量,也会影响到下面的板面液面高度。

3. 正确设计鼓泡塔高度和板数。

鼓泡塔的高度和板数需要根据分离要求和进料性质进行设计,太多或太少的板数都会导致塔的效率不佳。

4. 材料选择。

塔体中使用的材料需要考虑到操作条件和化学性质,确保塔的安全性和长期运行。

4. 操作条件。

操作条件包括温度、压力、流量等参数,需要确定合适的操作条件保证精馏的成功。

四、设计结果通过以上步骤和关键问题的考虑,我们得到了一套甲苯精馏塔的设计方案。

该塔的高度为15米,共设置30个塔板。

选择了金属填料和填料高度为8米,填料压降设计在2kPa左右。

塔体材料选择满足操作条件和长期使用的要求。

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甲醇作溶剂,防止聚合 溶液的粘度上升,反应 放热可由溶剂的蒸发除去。
2. 皂化反应 碱触媒
3. 回收 皂化废液中含有醋酸甲酯、甲醇、醋酸钠、水
精馏方案的选定 操作压力:常压、加压、减压 进料状态:热在塔釜、冷在塔顶 气相负荷 塔釜负荷 加热方式:间接蒸汽加热、直接蒸汽加热 中间再沸器、中间冷凝器
3号图纸 3号图纸
2.3.1 塔径计算 2.3.2 塔板详细设计 2.3.3 塔板流体力学校核 1.板压降校核 2.液沫夹带量校核 3.溢流液泛条件校核 4.液体在降液管内停留时间校核 5.漏液点的校核 2.3.4 负荷性能图 1.液相下限线 2.液相上限线 3.漏液线
4.过量液沫夹带线 5.溢流液泛线 6.精馏线和提馏线 2.4 塔高及接管尺寸 2.5 辅助设备的选型 三、控制点说明 1.精馏段灵敏板温度控制 2.塔釜液位控制 3.进料流量控制 4.塔釜加热蒸汽温度控制 四、数据汇总表 五、符号说明 六、参考文献
B lg( / O )
q W
Q 0.441(q / T )(
OVO2 / 3
q
q SW
甲醇 q=1
V
2/ 3 W
)
A=B+Q, lg(
/ SO ) A, SW SO 1
( SW SO )
1/ 4 W 1/ 4 O
4
mN/m
加料x,
2.3.1 塔径计算 需要σ,Vs, Ls, ρV, ρL (取提馏段的) σ计算[1]p25,有机物水溶液 例:30℃,水VW=M/ρ=18/1=18 cm3/mol 3 V =M/ρ= 32/0.780=41 cm /mol 甲醇 O
O xOVO /( xOVO xWVW ) W xWVW /( xOVO xWVW )
参考文献: 1.陈英南 .常用化工单元设备的设计 .华东理工大 学出版社.2005 2.上海医药设计院编.化工工艺设计手册(第二版). 化学工业出版社.1996 3 .江体乾等 . 化工工艺手册 . 上海科学技术出版 社.1992 4 .化学工程手册编委 .化学工程手册 (第 1篇 )化工 基础数据.化学工业出版社.1980 5.魏兆仙等.塔设备设计.化学工业出版社.1988 6 .陈敏恒等 . 化工原理 ( 第三版 ). 化学工业出版 社.2006
xF xW 0.458 0.00282 DF 517.3 241.0kmol / h x D xW 0.980 0.00282
W F D 517.3 241.0 276.3kmol / h
2.2.1 相平衡计算 由[4]或[6]可查
A, B, C
平衡数据、马古斯方程A12、A21[6],
MV=32y+18(1-y) ML=32x+18(1-x)
MV P V RT
1 L a 1 a
Vh=V[yMA+(1-y)MB]/ ρV Lh=L[xMA+(1-x)MB]/ ρL Vs=Vh/3600, Ls=Lh/3600 两相流动参数
A
B
FLV
LS L 0.5 ( ) VS V
一、前言 工业背景、详细描述回收工段流程 (方块图,流程说明)、 项目意义 (提高物质利用率,降低单耗环保需要) 产品性质(用途,物理性质,毒性)
聚乙烯醇为白色粉状物,具有水溶性。可作维 尼纶的原料;作粘合剂、分散剂;制造耐油薄膜, 光敏印刷板…… 甲醇为无色透明液体,能与水和大多有机溶剂 混溶。容易挥发、燃烧,其蒸汽与空气形成爆炸 性混合物。用于生产甲醛、丙烯酸甲酯、等等…
塔板型式的选定:筛板、浮阀、泡罩、舌型等等 筛板塔优点: 1。结构简单,造价低 2。处理能力大 3。塔板效率高 4。板压降低 5。安装容易,清理检修方便。 液流程数选定:
溢流装置的选定: 降液管:垂直,倾斜
受液盘:平型,凹型
溢流堰:平直,齿形
塔板分块
五、精馏塔设计要求: 图纸:带控制点的工艺流程图 设备总装图 报告:精馏塔设计部分目录: 设计任务书 一、前言 二、精馏塔设计内容 2.1 物料衡算 2.2 塔板数计算 2.2.1 相平衡计算 2.2.2 逐板计算 2.2.3 实际板数的确定 2.3 筛板塔工艺计算
精馏塔的设计
一、设计的特点: 技术与经济相结合的科学 有多种解,多种方案,选优
二、设计的规模: 1.以工厂(产品)为单位; 2.以工段(工序)为单位; 3.以设备(单元)为单位。 三、设备设计: 选定型设备, 设计非定型设备(工艺设计、机械设计)
四、设计的工业背景: 聚乙烯醇生产工艺: 1. 聚合反应
费尔 关联
L V 0.5 u f C f 20 ( ) ( ) 设HT, 20 V 选泛点百分率60~80%,如0.8 u’n=0.8uf
0.2

VS An ' 衡算 例: 生产任务: 处理量:10万吨/年 (年工作日以330天计,每天24小时) 其中含:甲醇60wt%,水40wt% 分离要求: 常压连续精馏操作; 回收甲醇组成为: 含甲醇 97 wt%; 残液组成为: 含甲醇 0.5 wt%
10 107 0.6 0.4 F ( ) 517.3kmol / h 330 24 32 18 0.6 / 32 xF 0.458 0.6 / 32 0.4 / 18 0.97 / 32 xD 0.980 0.97 / 32 0.03 / 18 0.005 / 32 xW 0.00282 0.005 / 32 0.995 / 18
已知 x 求 y
已知x,A12、A21求γ, 设泡点t,算
f(t)>0, t↓
2.2.2 逐板计算 算Rmin,Nmin,R~N图(吉利兰), 定R (费用核算)、 V、L、 V 、L 操作线方程,从xW算到xD Aspen, ProII
2.2.3 实际板数的确定
定性温度 (tD+tW)/2 查μA,μB, μL=Σxiμi α=PA0γA/PB0γB,
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