化工原理课程设计---苯-甲苯冷凝器工艺设计 (2).

课程设计（论文）

题目名称苯-甲苯冷凝器工艺设计

课程名称化工原理

学生姓名

学号1040902015

系、专业生化系2010级化学工程与工艺

指导教师胡建明

2013年1 月4 日

目录

一、课程设计任务书 (3)

二、概述 (5)

三、设计依据 (8)

四、工艺设计计算 (8)

五、物料衡算 (8)

2.1 精馏塔物料衡算 (8)

2.2 冷凝器物料衡算 (9)

六、热量衡算 (11)

3.1 冷凝器热量衡算 (11)

七、设备设计与选型 (14)

八、设备设计 (14)

1、流体流径选择 (14)

2、冷凝器热负荷 (14)

3、流体两端温度的确定 (14)

4、总传热系数 (14)

5、换热面积 (14)

6、初选管程及单管长度 (14)

7、筒体直径计算 (15)

8、数据核算 (15)

九、设备选型 (19)

十、总结 (25)

十一、参考文献 (26)

十二、致谢 (27)

十三、附工程图纸 (28)

10级化学工程专业《化工原理》课程设计任务书

设计课题：苯-甲苯精馏装置进料冷凝器设计

一、设计条件

1、年产苯：70000吨

2、产品苯组成：C

6H

6

99.5% (质量分数，下同) 、C

6

H

5

-CH

3

0.5%

3、原料液为常温液体；原料组成：C

6H

6

70%

,

C

6

H

5

-CH

3

30%

4、分离要求：塔釜苯含量≤0.5%

二、设计内容

1、物料衡算（精馏塔、冷凝器）

2、热量衡算（冷凝器）

3、冷凝器热负荷计算

4、冷凝器换热面积计算

5、冷凝器结构、材质选择

6、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等

7、冷凝器总传热系数的校核

8、冷凝器装配图的绘制

三、设计要求

1、设计方案简介

对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。

2、工艺设计

选定工艺参数，对单个设备作出衡算示意图，进行物料衡算、热量衡算，以表格形式表达衡算结果，其中的数据（非给定数据）及计算公式（经验公式）必须交待来源（即何种参考书目，并在参考文献中列出）。

3、设备计算

选择设备的结构形式，并说明理由。进行设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算。

4、辅助设备选型

典型辅助设备的主要工艺尺寸的计算，设备规格型号的选定。

5、设计说明书的编写

要求严格按照邵阳学院毕业设计（论文）格式进行编写。设计说明书应按顺序包括以下内容：

(1)设计说明书封面；(2)设计任务书； (3)目录； (4)概述（设计方案简介）；

(5)工艺计算（物料衡算、热量衡算）； (6)设备设计（主要设备设计、辅助设备设计或选型）； (7)设计总结、评述； (8) 参考资料； (9)致谢；（10）附工程图纸。

6、绘制主要设备的装配图

用A

图纸绘制预热器装配图（图面应包括设备主视图、俯（左）视图局部视图

1

等，并配备明细表、管口表、技术性能表、技术要求等），要求采用CAD制图。

指导老师：胡建明

二O 一二年十二月十五日

概述

课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践，是培养我们实际动手能力的一个重要环节，是从学生走向工程师必然程序。通过课程设计能使我们掌握工程设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料，选用公式和数据，用简洁的文字、图表表达设计结果及制图等能力方面得到一次基本训练。在设计过程中我们更应该注重树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风。为我们将来更快的融入社会，更好的适应新的工作提供有力的保障。

本次课程设计仅对苯—甲苯混合液体的精馏装置进行设计，设计苯年产量为70000吨。根据生产要求设计苯—甲苯精馏装置，蒸馏是化工生产中分离均相液体混合物的典型单元操作，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、全部冷凝，利用其中各个组分挥发度不同而将其分离。其本质是液、气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、多次全部冷凝的方法——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。他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。

预热器是一种广泛使用的工艺设备，是化工行业中主要的工艺设备之一。根据换热条件，采用水蒸气作为加热介质，选用列管式换热器。用饱和水蒸汽对冷流体加热属于一侧为恒温流体的传热。由于传热温差为51.4℃，温差较大所以需在壳体上设置膨胀节。由于物料需要拆卸清洗，故要采用浮头式换热器。浮头式换热器适用于壳体与管束间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。由于介质为苯和水蒸气，所以苯走管程，水蒸气走壳程。

冷凝器同样是一种广泛使用的精馏工艺设备,在炼油,化工行业中是主要的工艺设备之一。根据换热条件,采用水作为冷却介质,选用列管式换热器.用自来水对热流体冷却属于一侧为恒温流体的传热。由于传热温差小于50℃，不设置膨胀节。由于介质为苯蒸气和水，所以水走壳程，苯走管程。