筛板塔设计(2013)
0 .1Q B
QC 、 Q D —分别为塔顶冷凝器带走热量、塔顶产品带走热量
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二.设备计算
二.塔和塔板主要工艺尺寸的设计
它包括板间距的初估,塔径的计算,塔板液流型式的确定,板上 清液高度、堰长、堰高的初估与计算,降液管的选型及系列参数的计 算,塔板布置和筛板的筛孔和开孔率,最后是水力校核和负荷性能图。
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 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。 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。
(ii)当塔顶为分凝器时,
x0 xd K
先求出分凝器内与 xd 成相平衡的 x0,再由操作线方程以 x0 计算得出 y1,然后由相平衡方程由 y1 计算出 x1,如此交替地使用操作线方程和相 平衡关系逐板往下计算,直到规定的塔底组成为止,得到理论板数和加 料位置。
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(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xq 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
一般是先求出最小回流比,然后根据
x 1 1
Rmin 是根据汽液相平衡方程 y
q 线方程 y
q xF x q 1 q 1
联 立 求 得 交 点
xq
yq , 然 后 代 入 方 程
Rmin
x D yq yq xq
其中利用 t~x~y 关系, 并借助二次样条插入的方法, 求得 塔顶塔底的温度,进而求取全塔的平均温度,从而可以根据全 塔平均温度求取全塔平均相对挥发度。 Rmin —最小回流比 式中: R ---回流 —全塔平均相对挥发度
姓 名:
化工原理课程设计(小初)
(中文题目)(二号黑体字)
四、设计的方法与步骤
(1)课程设计准备工作 首先要认真阅读、分析下达的设计任务书,领
会要点,明确所要完成的主要任务。二是查阅 、收集技术资料。
(2)确定设计方案
按任务书提供的条件及要求,结合所掌握的资
料进行分析研究,选定适宜的流程方案及设备 的类型,并初步形成工艺流程简图。
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。
Li xi —
xi —液态组分 i 的粘度, mpa s
液相中组分 i 的摩尔分率
Li
实际理论板数
N实
Байду номын сангаас
N理 ET
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4、塔的气液负荷计算
(1)、精馏段气液负荷计算 V R 1 D L RD
VM Vm VS 3600 Vm
V—塔内气体摩尔流量 Vs—塔内气体体积流量
3.理 论 板 数 和 实 际 板 数 的 确 定
(1)逐板法计算理论板数,交替使用操作线方程和相平衡关系。
L D 精馏段操作线方程: yn 1 xn xD L D LD
提馏段操作线方程:
yn 1
L qF W xn Xw L qF W L qF W
30000
35000
40000
45000 50000吨
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:0.25Mpa(表压) 设备型式:筛板(浮阀)塔 厂址:常州地区
化工原理课程设计 ——筛板式精馏塔设计
2010年12月
一、课程教学目的
通过课程设计,使学生了解化工设计的
基本程序和方法。要求学生能用经济的观点树立 正确的设计思想,掌握查阅资料、手册、选用公 式和数据的方法。学会进行迅速、正确的设计运 算方法,并用简洁的文字、图表表达设计结果。 使学生得到化工设计能力的基本锻炼,培养学生 的独立工作能力,培养学生树立正确的设计思想 和实事求是、严肃认真的工作作风。
4.辅助设备选型
典型辅助设备主要工艺尺寸的计算和设备 规格、型号的选定;
5.制图
包括绘制工艺流程图、主要设备工艺条件 图(后者为选做)。
6.设计说明书的编写
三、课程设计任务要求
整个设计有论述、计算和图表组成。要求每位学生作 设计说明书一份、图纸一张(工艺流程图)。
1、设计说明书内容与顺序p7 封面;设计任务书;说明书目录;设计方案简介; 工艺设计计算;辅助设备的计算和选型;设计结果汇总;
(3)工艺设计计算
选择适宜的数学模型和计算方法,按任务书规定要求
、给定条件以及现有资料进行工艺设计计算,即进行 物料衡算、热量衡算等。以获得物流量、能流量、各 物流的组成、状态等信息。同时获得设备的结构工艺 尺寸。此部分含内容较多,设计者应根据设计计算篇 幅,适当划分为若干小节,使之条理清楚。
2. 精馏塔设备设计(机械设计)
(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 • *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。
绘制工艺流程图的比例一般采用1:100或1:200.但实
际上,图形可不必严格按比例画。
4、常用的图形符号和标注 1)常用设备的图形符号及其标注 2)管件与阀门的图形符号
3)常见仪表参量代号及仪表图形符号
4)流程中的物料代号 5)管道流程线表示及标注(p12表2-4下一段)
二、课程教学基本内容
1.设计方案简介 选择合理的工艺流程,对给定的操作条件,选用的设
备型式等进行技术可行性与经济可行性论证。
2.工艺设计计算
包括工艺参数的选定,物料衡算,热量衡算,单
元操作的工艺计算。
3.主要设备设计(课时不够列为选作)
主要设备的结构设计和工艺尺寸的计算。
x n x q 且 x n 1 x q 时,就以第 n 块板为进料板。
(4)实际板数的确定 板效率:利用奥康奈尔的经验公式
E T 0 .4 9
L
0 .2 4 5
其中:
L —塔顶与塔底的平均温度下的液相粘度, mpa s
对于多组分的液相粘度: L
—塔顶与塔底的平均温度下的相对挥发度
设计评述(心得体会);参考资料及主要符号说明。;附 图。
2、设计图纸要求
要求用A2(594*420mm)或A3(420*293mm)图纸大小制图。 绘制工艺流程图,以单线图的形式绘制,标出主体设备和 辅助设备的物流方向、物流量、能流量。
(封面样本)
漳州师范学院
(四号宋体) 学 号: (四号宋体) 系 别: (四号宋体) 专业班级: (四号宋体) 指导教师: (四号宋体) 设计时间: 年 月 日 至 年 月 日
yn xn (利用相平衡关系)
xn1 yn (利用操作线方程)
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(2)塔顶冷凝器的类型 (i)当塔顶为全凝器时,
y1 xd
则自第一块塔板下降的液相组成 x1 与 y1 成相平衡, 故可应用相平衡 方程由 y1 计算出 x1,自第二块塔板上升蒸汽组成 y2 与 x1 满足操作线方 程,由操作线方程以小 x1 计算得出 y2.
1、板间距 H T 的初估
板间距的大小与液泛和雾沫夹带有密切的关系。板距取大些,塔 可允许气流以较高的速度通过,对完成一定生产任务,塔径可较小; 反之,所需塔径就要增大些。板间距取得大,还对塔板效率、操作弹 性及安装检修有利。但板间距增大以后,会增加塔身总高度,增加金 属耗量,增加塔基、支座等的负荷,从而又会增加全塔的造价。初选 板间距时可参考下表所列的推荐值。 表 1 板间距与塔径关系 塔 径 D, m
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
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第一部分:化工原理课程设计任务书