過(guò)程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)丙烯丙烷精餾裝置設(shè)計(jì)

1、過(guò)程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)丙烯-丙烷精餾裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：前言 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括概述、流程簡(jiǎn)介、精餾塔、再沸器、輔助設(shè)備、管路設(shè)計(jì)和控制方案共七章。 說(shuō)明中對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算做了詳細(xì)的闡述，對(duì)于再沸器、輔助設(shè)備和管路的設(shè)計(jì)也做了正確的說(shuō)明。 鑒于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)有限，本設(shè)計(jì)中還存在許多錯(cuò)誤，希望各位老師給予指正 感謝老師的指導(dǎo)和參閱！目錄第一章 概述3第二章 方案流程簡(jiǎn)介5第三章 精餾過(guò)程系統(tǒng)分析7第四章 再沸器的設(shè)計(jì)21第五章 輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)30第六章 管路設(shè)計(jì)37第七章 控制方案40設(shè)計(jì)心得及總結(jié) 41附錄一 主要符號(hào)說(shuō)明42附錄二 參考文獻(xiàn)45第一章 概述精餾是分離過(guò)程中

2、的重要單元操作之一，所用設(shè)備主要包括精餾塔及再沸器和冷凝器。1 精餾塔精餾塔是一圓形筒體，塔內(nèi)裝有多層塔板或填料，塔中部適宜位置設(shè)有進(jìn)料板。兩相在塔板上相互接觸時(shí)，液相被加熱，液相中易揮發(fā)組分向氣相中轉(zhuǎn)移；氣相被部分冷凝，氣相中難揮發(fā)組分向液相中轉(zhuǎn)移，從而使混合物中的組分得到高程度的分離。簡(jiǎn)單精餾中，只有一股進(jìn)料，進(jìn)料位置將塔分為精餾段和提餾段，而在塔頂和塔底分別引出一股產(chǎn)品。精餾塔內(nèi)，氣、液兩相的溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。本設(shè)計(jì)為浮閥塔，浮閥的突出優(yōu)點(diǎn)是效率較高取消了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的上升管和泡罩。當(dāng)氣體負(fù)荷較低時(shí)，浮閥的開(kāi)度較小，漏夜量不多；氣體負(fù)荷較高時(shí)，開(kāi)度較大，阻力又不

3、至于增加較大，所以這種塔板操作彈性較大，阻力比泡罩塔板大為減小，生產(chǎn)能力比其大。缺點(diǎn)是使用久后，由于頻繁活動(dòng)而易脫落或被卡住，操作失常。所以塔板和浮閥一般采用不銹鋼材料。2 再沸器作用：用以將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行。本設(shè)計(jì)采用立式熱虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管殼式換熱器。液體在自下而上通過(guò)換熱器管程時(shí)部分汽化，由在殼程內(nèi)的載熱體供熱。立式熱虹吸特點(diǎn)：循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。 結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高。殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)。塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。3 冷凝器 （設(shè)計(jì)從略）用以將塔頂蒸氣

4、冷凝成液體，部分冷凝液作塔頂產(chǎn)品，其余作回流液返回塔頂，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行，最常用的冷凝器是管殼式換熱器。第二章 方案流程簡(jiǎn)介1 精餾裝置流程精餾就是通過(guò)多級(jí)蒸餾，使混合氣液兩相經(jīng)多次混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。流程如下：原料（丙稀和丙烷的混合液體）經(jīng)進(jìn)料管由精餾塔中的某一位置（進(jìn)料板處）流入塔內(nèi)，開(kāi)始精餾操作；當(dāng)釜中的料液建立起適當(dāng)液位時(shí)，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分汽化返回塔內(nèi)。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。將塔頂蒸氣凝液部分作為塔頂產(chǎn)品取出，稱為餾出物。另一部分凝液作為回流返回塔頂

5、。回流液從塔頂沿塔流下，在下降過(guò)程中與來(lái)自塔底的上升蒸氣多次逆向接觸和分離。當(dāng)流至塔底時(shí)，被再沸器加熱部分汽化，其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。2 工藝流程1） 物料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸 精餾過(guò)程必須在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置一定數(shù)量不同容積的原料儲(chǔ)罐、泵和各種換熱器，以暫時(shí)儲(chǔ)存，運(yùn)輸和預(yù)熱（或冷卻）所用原料，從而保證裝置能連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。2） 必要的檢測(cè)手段為了方便解決操作中的問(wèn)題，需在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表，以及時(shí)獲取壓力、溫度等各項(xiàng)參數(shù)。另外，常在特定地方設(shè)置人孔和手孔，以便定期的檢測(cè)維修。3） 調(diào)節(jié)裝置由于實(shí)際生產(chǎn)中各狀態(tài)參數(shù)都不是定值，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡欢〝?shù)量的閥門進(jìn)

6、行調(diào)節(jié)，以保證達(dá)到生產(chǎn)要求，可設(shè)雙調(diào)節(jié)，即自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式并存，且隨時(shí)進(jìn)行切換。3 設(shè)備選用精餾塔選用浮閥塔，配以立式熱虹吸式再沸器。4 處理能力及產(chǎn)品質(zhì)量處理量： 70kmol/h產(chǎn)品質(zhì)量：（以丙稀摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)）進(jìn)料：xf65塔頂產(chǎn)品：xd98塔底產(chǎn)品: xw2第三章 精餾過(guò)程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 丙烯、丙烷精餾裝置設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)條件1.工藝條件：飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料丙烯含量xf65（摩爾分?jǐn)?shù)）塔頂丙烯含量xd98，釜液丙烯含量xw2，總板效率為0.6。2操作條件： 1）塔頂操作壓力：p=1.62mpa（表壓）2）加熱劑及加熱方法：加熱劑水蒸氣 加熱方法間壁換熱3）冷卻劑：循環(huán)冷卻水4）回流比系數(shù)

7、：r/rmin=1.6。3塔板形式：浮閥4處理量：qnfh=70kmol/h 5安裝地點(diǎn)：大連 6塔板設(shè)計(jì)位置：塔頂?shù)诙?jié) 物料衡算及熱量衡算一 物料衡算全塔物料衡算：= + =+=60 kmol/h ，=0.65 , =0.98 , =0.02解得：=45.93 kmol/h ，=24.06 kmol/h進(jìn)料狀態(tài)混合物平均摩爾質(zhì)量=0.98*42+0.02*44=42.04kg/kmol; =0.018*42+0.982*44=43.964 kg/kmol;二 塔內(nèi)氣、液相流量：塔內(nèi)氣、液相流量：1）精餾段：； 2）提餾段： 三 熱量衡算1） 再沸器加熱蒸氣的質(zhì)量流量：2） 冷凝器熱流量：

8、冷凝器冷卻劑的質(zhì)量流量： 第三節(jié) 塔板數(shù)的計(jì)算假設(shè)塔頂溫度t=42.5 c 塔頂壓力pt=1.72mpa查p-k-t圖得：ka=1.05 ；kb=0.92 則頂=ka/kb=1.05/0.92=1.141 ；假設(shè)精餾塔的塔板數(shù)是143塊，每塊板的壓降為100mmh2o; 塔底壓力為p=1.86mpa;塔頂溫度t=53 c, ka=1.19 ；kb=1.03;則底=ka/kb=1.19/1.03=1.155 =1.148；當(dāng)xe=0.65時(shí)，ye=0.681;rmin=9.74 r=1.6rmin=15.59;nmin=56.39;=0.751-();解得=87；=143；進(jìn)料位置： =23.6

9、7；=；解得：=40p=p+=1.72+0.1*9.8*37*0.001=1.756 mpa查表pc=45.5 tc=91.6c pr=p/pc=17.2/45.5=0.378tr=t/tc=0.865查表z=0.72 =38.2953c純丙烷的=474第四節(jié) 精餾塔工藝設(shè)計(jì)1. 物性數(shù)據(jù)定性溫度t取塔頂溫度td=316.1k，塔底溫度t2=325.23k的平均溫度320.65k液相密度（316.1k，1.72mpa）表面張力（316.1k，1.72mpa）丙烯474.84.76丙烷460.924.75氣相密度（316.1k，1.72mpa）表面張力（316.1k，1.72mpa）丙烯31丙烷

10、32.1液相密度l = 0.976*474.8+0.024*460.92=474.46688 kg/ m3v =31*0.98+0.02*32.1=31.022 kg/ m3液相表面張力：= 4.75*0.976+4.76*0.024=4.76 mn/m2. 初估塔徑摩爾質(zhì)量：mv=0.98*42+0.02*44=42.04g/mol; ml=0.976*42+0.024*44=42.048g/mol;質(zhì)量流量：wv=vmv=653.23*42.04/3600=7.63kg/swl=lml=613.86*42.048/3600=7.17kg/s假設(shè)板間距ht=0.45m;兩相流動(dòng)參數(shù)： 0.2

11、67 查化工原理（下冊(cè)）p107篩板塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖，得：c20=0.056=4.9所以，氣體負(fù)荷因子： =0.0423 液泛氣速： 0.143m/s 取泛點(diǎn)率0.7 操作氣速：u = 泛點(diǎn)率 uf=0.1 m/s氣體體積流量= wv/v=0.199 m3/s氣體流道截面積： =1.99 m2 選取單流型弓形降液管塔板，取ad / at=0.09; 則a / at=1- ad / at =0.91 截面積: at=a/0.91=2.19 m2 塔徑： =1.67m 取整后，取d=1.6m符合化工原理書(shū)p108表6.10.1及p110表6.10.2的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián) 實(shí)際面積： =2 m2 降液管截面積：a

12、d=at-a=0.18 m2氣體流道截面積：a=at(1-)=1.82 m2實(shí)際操作氣速： = 0.11 m/s 實(shí)際泛點(diǎn)率：u / uf =0.77與所取0.7基本符合則實(shí)際ht=0.45m，d=1.6m，uf =0.143m/s,u=0.11m/s, at =2 m2 ,a=1.82 m2 ,u / uf =0.773. 塔高的估算實(shí)際塔板數(shù)為np，理論板數(shù)為nt=87（包括再沸器），其中精餾段40塊，提餾段47塊，則np=（nt-1）/0.6+1=90/0.6+1=143（塊）實(shí)際精餾段為67-1=66塊；提餾段為77塊，塔板間距ht =0.45 m有效高度：z= ht （np-1）=6

13、4m;進(jìn)料處兩板間距增大為0.8m設(shè)置8個(gè)人孔，每個(gè)人孔0.8m裙座取5m,塔頂空間高度1.5m,釜液上方氣液分離高度取1.8m.設(shè)釜液停留時(shí)間為20min，排出釜液流量= wv/v=0.199 m3/s密度為b =474kg/m3釜液高度：z= /(3* 1.62 )=0.026m 取其為0.03m 總塔高h(yuǎn)=z+8*(0.8-0.45)+5+1.5+1.8+0.03+2*(0.7-0.45)=77.95m第五節(jié) 溢流裝置的設(shè)計(jì)1 降液管（弓形）由上述計(jì)算可得：降液管截面積：ad=a-at = 0.18 m2由/=0.087,查化工原理（下冊(cè)）p113的圖6.10.24可得：lw/d=0.7

14、所以，堰長(zhǎng)lw=0.735d=1.119 m2 溢流堰 取e近似為1則堰上液頭高： 41.11mm6mm取堰高h(yuǎn)w=0.029m,底隙hb=0.035m液體流經(jīng)底隙的流速： =0.383m/s第六節(jié) 塔板布置和其余結(jié)構(gòu)尺寸的選取1.取塔板厚度=4mm 進(jìn)出口安全寬度bs=bs=80mm 邊緣區(qū)寬度bc=50mm由/=0.09,查化工原理（下冊(cè)）p113的圖6.10.24可得：所以降液管寬度： =0.228m =0.52mr= =0.75m有效傳質(zhì)面積： = 1.424 m2 采用f1z-41型浮閥，重閥浮閥孔的直徑=0.039 m初取閥孔動(dòng)能因子=11，計(jì)算適宜的閥孔氣速=1.78浮閥個(gè)數(shù) =

15、1122.浮閥排列方式由于直徑較大，所以采用分塊式塔板，等腰三角形排列.孔心距t=(0.907*(aa/ao)0.5 *=0.118m取t=100mm浮閥的開(kāi)孔率 6.6%10%=1.77=9.621 所以=11正確第七節(jié) 塔板流動(dòng)性能校核1 液沫夾帶量校核 =0.340.8 由塔板上氣相密度及塔板間距查化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)書(shū)圖5-19得系數(shù)=0.120根據(jù)表5-11所提供的數(shù)據(jù)，k可取k=1。z=d-2=1.2m=1.64m2 =0.45 hd 所以不會(huì)發(fā)生液泛。4 液體在降液管中的停留時(shí)間液體在降液管中的停留時(shí)間應(yīng)大于3-5s =4.935s5s 滿足要求,則可避免嚴(yán)重的氣泡夾帶。

16、5 嚴(yán)重漏液校核當(dāng)閥孔的動(dòng)能因子低于5時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏夜，故漏液點(diǎn)的氣速可取=5的相應(yīng)孔流氣速 =0.808 m/s =2.191.5 滿足穩(wěn)定性要求 第八節(jié) 負(fù)荷性能圖以氣相流量為縱坐標(biāo)，液相流量為橫作標(biāo)1 過(guò)量液沫夾帶線根據(jù)前面液沫夾帶的較核選擇表達(dá)式：由此可得液沫夾帶線方程：=0.4875-5.514 此線記作線（1）2 液相上限線對(duì)于平直堰，其堰上液頭高度必須大于0.006m，取=0.006m ，即可確定液相流量的下限 取e=1，代入 lw，可求得lw的值，則 lh=3.07*lw=3.44m/h此線記作線（2）-與縱軸平行3. 嚴(yán)重漏液線當(dāng)閥孔的動(dòng)能因子低于5時(shí)將會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏夜，故取

17、時(shí)，計(jì)算相應(yīng)氣相流量則 =326.38此線記作線（3） 與橫軸平行3 液相上限線 58.32由上述關(guān)系可作得線（4）4 漿液管液泛線hd=ht+hw令 將 其中 =0 為避免降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使 （*）。其中 =0.05 hf= ho+hl+h其中h可忽略不記 將各式代入（*）式可得液泛方程線：1.34* 10-5 *=0.1755-2.63* qlh2/3-7.68* qlh 此線記作線（5）計(jì)算降液管液泛線上的點(diǎn)：如表所示液相流量1020304050氣相流量110110691034994949第四章 再沸器的設(shè)計(jì)一 設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)條件1選用立式熱虹吸式再沸器 其殼程以水蒸氣為熱源，管程為

18、塔底的釜液。釜液的組成為（摩爾分?jǐn)?shù)）丙稀=0.02，丙烷=0.98塔頂壓力：1.72mpa塔底壓力pw=1720+ nphf =1720+1420.0973474.466889.807103=1788.36kpa2再沸器殼程與管程的設(shè)計(jì)殼程管程溫度（）10054壓力（mpa絕壓）0.10131.78803 物性數(shù)據(jù)1） 殼程凝液在溫度（100）下的物性數(shù)據(jù)：潛熱：rc=2319.2熱導(dǎo)率：c =0.6725w/(m*k)粘度：c =0.5294mpas密度：c =958.1kg/m32） 管程流體在（54 1.788mpa）下的物性數(shù)據(jù)：潛熱：rb=330液相熱導(dǎo)率：b =0.082w/(mk

19、)液相粘度：b =0.07mpas液相密度：b =442.8kg/m3 液相定比壓熱容：cpb=3.19k 表面張力：b0.00394n/m氣相粘度：v =0.0088mpas氣相密度：v =47.19kg/m3 蒸氣壓曲線斜率（t/p）=0.00025 m2 k/kg二 估算設(shè)備尺寸熱流量： = mwv rb1000/3600= 2633400w傳熱溫差： =46 假設(shè)傳熱系數(shù)：k=850w/( m2 k)估算傳熱面積ap =67.35 m2 擬用傳熱管規(guī)格為：252mm,管長(zhǎng)l=3m則傳熱管數(shù)： =286 若將傳熱管按正三角形排列，按式 nt =3a(a+1)+1;b=2a+1 得：b=1

20、8.6 管心距：t=32mm 則 殼徑： =638m 取 d= 0.600m 取 管程進(jìn)口直徑：di=0.25m 管程出口直徑：do=0.35m 三 傳熱系數(shù)的校核1顯熱段傳熱系數(shù)k假設(shè)傳熱管出口汽化率 xe=0.22則循環(huán)氣量： =36.27kg/s1) 計(jì)算顯熱段管內(nèi)傳熱膜系數(shù)i傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速： di=25-22=21mm= 366.17kg/( m2 s)雷諾數(shù)： = 109851.710000普朗特?cái)?shù)： =2.73 顯熱段傳熱管內(nèi)表面系數(shù)： = 1445.43w/( m2 k)2) 殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算o蒸氣冷凝的質(zhì)量流量： = 1.1354kg/s傳熱管外單位潤(rùn)濕周邊上凝液質(zhì)量流

21、量： =0.051 kg/(m s) = 381.94 管外冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： = 5540.36w/ (m2 k) 3) 污垢熱阻及管壁熱阻 沸騰側(cè)：ri=0.000176 m2 k/w 冷凝側(cè)：ro=0.00009m2 k/w 管壁熱阻：rw= 0.000051 m2 k/w 4）顯熱段傳熱系數(shù) =735.8w/( m2 k)2. 蒸發(fā)段傳熱系數(shù)ke計(jì)算 傳熱管內(nèi)釜液的質(zhì)量流量：gh=3600 g =1318220.97 kg/( m2 h)lockhut-martinel參數(shù)：xe=0.22時(shí)：在x=xe 的情況下=1.268569則1/xtt=0.7969 再查圖329，e=0.1x=

22、0.4 xe=0.088時(shí) =0.304728 查設(shè)計(jì)書(shū)p96圖329 得：=0.8 2）泡核沸騰壓抑因數(shù)：=(e+)/2=0.45 泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù): =6293.4w/( m2 k) 3）單獨(dú)存在為基準(zhǔn)的對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ：= 1342.7w/( m2 k) 沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：ke 對(duì)流沸騰因子 ： = 1.93兩相對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù): = 2589.05w/( m2 k)沸騰傳熱膜系數(shù)： = 5421.08 w/( m2 k) = 1324.4 w/( m2 k) 3.顯熱段及蒸發(fā)段長(zhǎng)度 =0.02lbc =0.274872l= 0.06lcd =l- lbc =2.944傳熱系數(shù) =

23、 1312.84m2 實(shí)際需要傳熱面積： = 43.61m25傳熱面積裕度： = 54%30%所以，傳熱面積裕度合適，滿足要求四 循環(huán)流量校核1循環(huán)系統(tǒng)推動(dòng)力：1）當(dāng)x=xe/3= 0.073時(shí) =3.94 兩相流的液相分率： = 0.3954兩相流平均密度： = 203.61kg/m3 2）當(dāng)x=xe=0.22 = 1.268569兩相流的液相分率： = 0.2333兩相流平均密度： = 139.49kg/m3根據(jù)課程設(shè)計(jì)表319 得：l=0.8m,則循環(huán)系統(tǒng)的推動(dòng)力： =5804.33pa 2循環(huán)阻力pf： 管程進(jìn)出口阻力p1 進(jìn)口管內(nèi)質(zhì)量流速： =738.94kg/(m2s)釜液進(jìn)口管內(nèi)

24、流動(dòng)雷諾數(shù)： = 2639078.374進(jìn)口管內(nèi)流體流動(dòng)摩擦系數(shù)： =0.015進(jìn)口管長(zhǎng)度與局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度：=29.298m管程進(jìn)出口阻力: =1084.44pa 傳熱管顯熱段阻力p2 =366.17kg/(m2s) =109851.74=0.0214 = 9.12pa 傳熱管蒸發(fā)段阻力p3 a. 氣相流動(dòng)阻力pv3 g=366.17kg/(m2s) 取x=2/3xe 則 =53.7kg/(m2s) =128160.37 =0.021=89.5pab. 液相流動(dòng)阻力pl3gl=g-gv=312.67kg/(m2s) =745660.34=0.0167 =257.78pa = 2516.52p

25、a 管內(nèi)動(dòng)能變化產(chǎn)生阻力p4 動(dòng)量變化引起的阻力系數(shù):= 2.2 = 666.17管程出口段阻力p5 a. 氣相流動(dòng)阻力pv5 = 377.01kg/(m2s) =82.94kg/(m2s) 管程出口長(zhǎng)度與局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度之和： = 40.79m =3298847 =0.015=39.52pab. 液相流動(dòng)阻力pl5=294.07 kg/(m2s) = 1470343.7=0.0157= 178.53pa = 1442.387pa所以循環(huán)阻力：pf=p1 + p2 + p3 + p4 + p5=5718.64pa 又因pd=5804.33pa 所以 =1.014循環(huán)推動(dòng)力略大于循環(huán)阻力，說(shuō)明

26、所設(shè)的出口汽化率xe基本正確，因此所設(shè)計(jì)的再沸器可以滿足傳熱過(guò)程對(duì)循環(huán)流量的要求。 第五章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì) 一 輔助容器的設(shè)計(jì) 容器填充系數(shù)?。?=0.7 1進(jìn)料罐（常溫貯料） 20丙稀 l1 =522kg/m3 丙烷 l2 =500kg/m3 壓力取1.73947mpa由上面的計(jì)算可知 進(jìn)料 xf=65% 丙稀的質(zhì)量分率：mf=63.93% 則 =513.84kg/m3 進(jìn)料質(zhì)量流量qmfh=kg/h 取 停留時(shí)間：為4天，即=96h 進(jìn)料罐容積： 797.82m3 圓整后 取v=798 m3 kg/m3 質(zhì)量流量qmlh=405.62*42.04 =17052.2648kg/h則體積流量：=

27、35.9398設(shè)凝液在回流罐中停留時(shí)間為10min，填充系數(shù)=0.7則回流罐的容積 /60=8.55取v=93塔頂產(chǎn)品罐質(zhì)量流量qmdh=3600qmds =qnd 42.04體積流量：=產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時(shí)間為=120h，填充系數(shù)=0.7則產(chǎn)品罐的容積 =697.76取v=6984 釜液罐取停留時(shí)間為5天，即=120h ，釜液密度為摩爾流量：質(zhì)量流量qmwh=43.964 則釜液罐的容積 409.2取v=410二 傳熱設(shè)備 1進(jìn)料預(yù)熱器 用80水為熱源，出口約為50走殼程 料液由20加熱至46.22，走管程傳熱溫差： 管程液體流率：qmfh=3600 qmfs=2989kg/h 管程液體焓變

28、：h=401kj/kg 傳熱速率：q= qmfsh=2989401/3600=332.94kw 殼程水焓變：h=125.6kj/kg 殼程水流率：q=3600 q/h=9542.9kg/h 假設(shè)傳熱系數(shù)：k=650w/(m2k) 則傳熱面積： 圓整后取a=6m2 2.頂冷凝器擬用0水為冷卻劑，出口溫度為30走殼程。管程溫度為43.1管程流率：qmvs=18983.49kg/h取潛熱r=353.53kj/kg傳熱速率：q= qmvsr=1864.07kw殼程取焓變：h=125.8kj/kg則殼程流率：qc=q/h=53343.9kg/h假設(shè)傳熱系數(shù)：k=650 w/(m2k)則傳熱面積： 圓整后

29、 取a=114m23.頂產(chǎn)品冷卻器擬用0水為冷卻劑，出口溫度為20走殼程。管程溫度由43.1降至25 管程流率：qmds = 1931.2kg/h ; 取潛熱：r=306.38kj/kg則傳熱速率：q= qmdsr=164.36kw殼程焓變：h=83.9kj/kg則殼程流率：qc=q/h=7052.23kg/h假設(shè)傳熱系數(shù)：k=650 w/(m2k)則傳熱面積 圓整后 取a=11m24.液冷卻器擬用0水為冷卻劑，出口溫度為20。走殼程。管程溫度由52.23降到25管程流率：qmws=1057.88kg/h丙烷液體焓變：h =284kj/kg傳熱速率：q= qmvsh =83.45kw殼程取焓變

30、：h=83.9kj/kg則殼程流率：qc=q/h=3580.9kg/h假設(shè)傳熱系數(shù)：k=650 w/(m2k)則傳熱面積： 圓整后 取a=5m2三.泵的設(shè)計(jì)1進(jìn)料泵(兩臺(tái)，一用一備)液體流速：u=0.5m/s，選703.0，do=0.064m=64mm液體密度： kg/ m3 液體粘度 取=0.2相對(duì)粗糙度：/d=0.003125查得：=0.026取管路長(zhǎng)度：l =120m 取90度彎管2個(gè)（），其中吸入管裝吸濾筐和底閥，一個(gè)90度彎頭；排出管中截止閥一個(gè)=15d，一個(gè)90度彎頭，進(jìn)入突然縮小，文氏管流量計(jì)1個(gè)，噴嘴阻力取0.00981m取，1.64則qvlh =5.788m3/h選取泵的型號(hào)

31、：ay 揚(yáng)程：30650m 流量：2.5600m3 /h2回流泵（兩臺(tái)，一備一用）實(shí)際液體流速：u=0.5m/s，選1084，管路直徑：d=0.1m=100mm液體密度： 液體粘度 取=0.2，相對(duì)粗糙度：/d=0.002查得：=0.0228取管路長(zhǎng)度：l=120m 取90度彎管4個(gè)，其中吸入管裝吸濾筐和底閥排出管中截止閥一個(gè)=15d，進(jìn)入突然縮小，文氏管流量計(jì)1個(gè)，噴嘴阻力取0.00981取，忽略不計(jì)。則qvlh =14.14m3/h選取泵的型號(hào)：y 揚(yáng)程：60603m 流量：6.25500m3 /h3.釜液泵（兩臺(tái)，一備一用）實(shí)際液體流速：u=0.5m/s選322.5，管路直徑：d=0.0

32、27m=27mm液體密度： kg/ m3 液體粘度 取=0.2相對(duì)粗糙度：/d=0.0074查得：=0.033取管路長(zhǎng)度：l=60m取90度彎管2個(gè)（），其中吸入管裝吸濾筐和底閥，一個(gè)90度彎頭；排出管中截止閥一個(gè)=15d，一個(gè)90度彎頭，進(jìn)入突然縮小，文氏管流量計(jì)1個(gè)，噴嘴阻力取0.00981取，則qvlh =0.824m3/h該處泵揚(yáng)程為負(fù)值，說(shuō)明正常工作時(shí)無(wú)須使用該泵，但在非正常工作或者停止工作時(shí)，需使用該泵，不可忽略。第六章 管路設(shè)計(jì)1進(jìn)料管線取料液流速：u=0.5m/s 體積流量v=0.001608則=0.064m取管子規(guī)格703的管材。其內(nèi)徑為0.064 m2塔頂蒸汽管：取原料流速

33、：u=12m/s 體積流量：v=611.94則=0.134 m取管子規(guī)格1528.5 . 其內(nèi)徑為0.135m，其實(shí)際流速為u=11.88m/s3. 塔頂產(chǎn)品管取原料流速u=0.4m/s，其體積流量：v=4.07則=0.060m取管子規(guī)格684. 其內(nèi)徑為0.060 m，其實(shí)際流速為u=0.4m/s4. 回流管取原料流速：u=0.7m/s 體積流量：v=35.95則=0.135m取管子規(guī)格1528.5 . 其內(nèi)徑為0.135m，其實(shí)際流速為u=0. 7m/s5釜液流出管取原料流速：u=0.3m/s 體積流量：v=2.387則=0.053 m取管子規(guī)格603.5. 其內(nèi)徑為0.053 m。6儀表

34、接管選管規(guī)格：323 .7塔底蒸汽回流管取原料流速：u=10m/s 體積流量：v=511.66則=0.135 m取管子規(guī)格1528.5 . 其內(nèi)徑為0.135m，所求各管線的結(jié)果如下：名稱管內(nèi)液體流速（m/s）管線規(guī)格（mm）進(jìn)料管0.5703頂蒸氣管121528.5頂產(chǎn)品管0.4684回流管0.71528.5釜液流出管0.3603.5儀表接管/323塔底蒸氣回流管101528.5第七章 控制方案 精餾塔的控制方案要求從質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗三個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。精餾塔最直接的質(zhì)量指標(biāo)是產(chǎn)品濃度。由于檢測(cè)上的困難，難以直接按產(chǎn)品純度進(jìn)行控制。最常用的間接質(zhì)量指標(biāo)是溫度。 將本設(shè)計(jì)的控制方

35、案列于下表序號(hào)位置用途控制參數(shù)介質(zhì)物性l(kg/m3)1fic-01進(jìn)料流量控制03000kg/h丙烷丙稀l=513.92fic-02回流定量控制01500kg/h丙稀l=474.466883pic-01塔壓控制02mpa丙稀v=38.84hic-02回流罐液面控制01m丙稀l=474.466885hic-01釜液面控制03m丙烷l=443.1626tic-01釜溫控制4060丙烷l=443.162設(shè)計(jì)心得及總結(jié)兩周的設(shè)計(jì)在忙碌間走過(guò)，回想起來(lái)，其過(guò)程是痛苦、曲折卻又有著深刻意義，在進(jìn)行各種計(jì)算以及參數(shù)選擇的時(shí)候，常常遇到進(jìn)退兩難或者無(wú)從下手的情況，這對(duì)于我們是一個(gè)考驗(yàn)，因?yàn)槲覀儧](méi)有選擇，要想

36、穴道真正的應(yīng)用知識(shí)，這是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，所以，我們要堅(jiān)持，要硬著頭皮做下去。問(wèn)題在我們的努力下是總會(huì)得以解決的，只要付出努力，當(dāng)你的迷茫達(dá)到一定的時(shí)候，就必然會(huì)走向成功。雖然在此過(guò)程，我們或許在有些時(shí)候選擇了一個(gè)錯(cuò)誤的方向，遇到很多的困難，但是即使很困擾，即使很緩慢，終究也會(huì)勝利的，那些付出依然也是有價(jià)值的。錯(cuò)了不怕，要從中學(xué)到經(jīng)驗(yàn)，只要能掌握課本上我們難以學(xué)到的，難以掌握的最大的收獲。因?yàn)閺臅?shū)本上的理論知識(shí)到真正的生產(chǎn)實(shí)踐，期間的距離真是相差很遠(yuǎn)。 雖然我們困難不斷，但是這次課程設(shè)計(jì)完成后，我發(fā)現(xiàn)我對(duì)于化工原理知識(shí)的了解上升到了一個(gè)新的層面，能夠深刻的了解設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)步驟等等。而且，通過(guò)做設(shè)計(jì)，我還復(fù)習(xí)并掌握了許多計(jì)算機(jī)知識(shí)，例如excel，word, caxa等等?？傊?，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，豐富了我各個(gè)方面的知識(shí)，我受益匪淺。更希望各位老師能幫助指出我設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤與不足之處，使我能不斷提高進(jìn)步。附錄一 主要符號(hào)說(shuō)明符