化工原理课程设计板式精馏塔设计
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•二. 原始数据
•年处理量：25000 30000 35000 40000 45000 50000吨 •料液初温：35℃ •料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率） •塔顶产品浓度：98% 98.5%（苯质量分率） •塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以质量计) •每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） •精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） •冷却水温度：30℃ •饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) •设备型式：筛板(浮阀)塔 •厂址：
•
*接管规格：
•
根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道
。
•
*全塔高度：
•
包括上、下封头，裙座高度。
• 3. 附属设备设计和选用 • (1)加料泵选型，加料管规格选型 • 加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。 • 大致估计一下加料管路上的管件和阀门。 • (2)高位槽、贮槽容量和位置 • 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 • 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 • (3)换热器选型 • 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型 。 • (4)塔顶冷凝器设计选型 • 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器 进行选型设计。
常以塔板负荷性能图的形式表示。
•2020/5/28
•Vs ,m3/s
•(1)雾沫夹带线
•(5)液相 负荷下限 线
•B Vs,max
•(2)液泛 线
•P操作点
•(3)液相上限线
•A Vs,min
•(4)漏夜线
•O •2020/5/28
•Ls ,m3/s
•塔板负荷性能图
•2020/5/28
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四. 塔体结构
•2020/5/28
•2020/5/28
•五. 工艺流程图、设备图和图纸说 明•1. 带控制点工艺流程图示例
•2020/5/28
•工艺流程图纸
•2. 设备图纸示例
• 设备图纸
•3. 图纸示例说明 •工艺流程图纸 • 图纸说明
•4.编写设计说明书 • 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主 要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的 论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用 的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。 • 设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图和计算 机程序框图和原程序。
• 三. 设计任务
• 完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和 选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书 。
• 四. 设计内容
• 1. 工艺设计
• （1）选择工艺流程和工艺条件
•
a．加料方式 b. 加料状态 c. 塔顶蒸汽冷凝方式
• d. 塔釜加热方式 e. 塔顶塔底产品的出料状态
•2020/5/28
•2020/5/28
•202ຫໍສະໝຸດ Baidu/5/28
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• 然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔 板数，确定加料板位置。
• 2. 精馏塔设备设计
• (1)选择塔型和板型
•
采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
•
(2)塔板结构设计和流体力学计算
•
(3)绘制塔板负荷性能图
•
画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。
•
(4)有关具体机械结构和塔体附件的选定
化工原理课程设计板式 精馏塔设计
2020年5月28日星期四
化工原理课程设计
•——筛板式精馏塔设计
第一部分：化工原理课程设计任务书 第二部分：设计方法 第三部分：化工塔器CAD设计软件介绍 第四部分：设计示例
•2020/5/28
•第一部分：化工原理课程设计任务书
•一. 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
• 塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。
• （2）精馏工艺计算：
•
a. 物料衡算确定各物料流量和组成。
•
b.经济核算确定适宜的回流比
• 根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则，尽量使用 计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。
•
c. 精馏塔实际塔板数
• 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到全塔 理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。
• 式中:F、D、W分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液的摩尔 流量(kmol/h), xF、xD、xW分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液 组成的摩尔分率
•2020/5/28
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二．设备计算
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8. 塔板的负荷性能图
•
在确定了塔板的工艺尺寸，又按前述各款进行
了流体力学验算之后，便可确认所设计的塔板能在
任务规定的气液负荷下正常操作。此时，有必要进
一步揭示该塔板的操作性能，即求出维持该塔板正
常操作所允许的气、液负荷波动范围。这个范围通
•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
• 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示，但在理 论板计算时均须转换成kmol/h,在塔板设计时，气液流量又须用 体积流量m3/s表示。因此要注意不同的场合应使用不同的流量单 位。
•
•1.全塔物料衡算：
• F=D+W FxF=DxD+WxW
• 塔顶产品易挥发组分回收率η为： η= DxD/FxF
•年处理量：25000 30000 35000 40000 45000 50000吨 •料液初温：35℃ •料液浓度：40% 45% 50% 55% 60%（苯质量分率） •塔顶产品浓度：98% 98.5%（苯质量分率） •塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以质量计) •每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） •精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） •冷却水温度：30℃ •饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) •设备型式：筛板(浮阀)塔 •厂址：
•
*接管规格：
•
根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道
。
•
*全塔高度：
•
包括上、下封头，裙座高度。
• 3. 附属设备设计和选用 • (1)加料泵选型，加料管规格选型 • 加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。 • 大致估计一下加料管路上的管件和阀门。 • (2)高位槽、贮槽容量和位置 • 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 • 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 • (3)换热器选型 • 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型 。 • (4)塔顶冷凝器设计选型 • 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器 进行选型设计。
常以塔板负荷性能图的形式表示。
•2020/5/28
•Vs ,m3/s
•(1)雾沫夹带线
•(5)液相 负荷下限 线
•B Vs,max
•(2)液泛 线
•P操作点
•(3)液相上限线
•A Vs,min
•(4)漏夜线
•O •2020/5/28
•Ls ,m3/s
•塔板负荷性能图
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四. 塔体结构
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•五. 工艺流程图、设备图和图纸说 明•1. 带控制点工艺流程图示例
•2020/5/28
•工艺流程图纸
•2. 设备图纸示例
• 设备图纸
•3. 图纸示例说明 •工艺流程图纸 • 图纸说明
•4.编写设计说明书 • 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主 要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的 论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用 的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。 • 设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图和计算 机程序框图和原程序。
• 三. 设计任务
• 完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和 选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书 。
• 四. 设计内容
• 1. 工艺设计
• （1）选择工艺流程和工艺条件
•
a．加料方式 b. 加料状态 c. 塔顶蒸汽冷凝方式
• d. 塔釜加热方式 e. 塔顶塔底产品的出料状态
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• 然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔 板数，确定加料板位置。
• 2. 精馏塔设备设计
• (1)选择塔型和板型
•
采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。
•
(2)塔板结构设计和流体力学计算
•
(3)绘制塔板负荷性能图
•
画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。
•
(4)有关具体机械结构和塔体附件的选定
化工原理课程设计板式 精馏塔设计
2020年5月28日星期四
化工原理课程设计
•——筛板式精馏塔设计
第一部分：化工原理课程设计任务书 第二部分：设计方法 第三部分：化工塔器CAD设计软件介绍 第四部分：设计示例
•2020/5/28
•第一部分：化工原理课程设计任务书
•一. 设计题目：苯——甲苯混合液筛板(浮阀)精馏塔设计
• 塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。
• （2）精馏工艺计算：
•
a. 物料衡算确定各物料流量和组成。
•
b.经济核算确定适宜的回流比
• 根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则，尽量使用 计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。
•
c. 精馏塔实际塔板数
• 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到全塔 理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。
• 式中:F、D、W分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液的摩尔 流量(kmol/h), xF、xD、xW分别为进料、塔顶产品、塔底馏出液 组成的摩尔分率
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二．设备计算
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8. 塔板的负荷性能图
•
在确定了塔板的工艺尺寸，又按前述各款进行
了流体力学验算之后，便可确认所设计的塔板能在
任务规定的气液负荷下正常操作。此时，有必要进
一步揭示该塔板的操作性能，即求出维持该塔板正
常操作所允许的气、液负荷波动范围。这个范围通
•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
• 塔设备的生产能力一般以千克/小时或吨/年表示，但在理 论板计算时均须转换成kmol/h,在塔板设计时，气液流量又须用 体积流量m3/s表示。因此要注意不同的场合应使用不同的流量单 位。
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•1.全塔物料衡算：
• F=D+W FxF=DxD+WxW
• 塔顶产品易挥发组分回收率η为： η= DxD/FxF