-【優(yōu)秀文檔】化工原理課程設計模板

1、大慶師范學院化工原理課程設計說明書設計題目 學生姓名 指導老師 學 院 專業(yè)班級 完成時間年產(chǎn)5萬噸乙醇精憾塔的設計張三千李衛(wèi)宏化學化工學院化工1班2010年7月6日化工原理課程設計成績評定表評定基元評審要素評審內(nèi)涵滿分指導教師實評分評閱教師實評分設計說明書40%格式規(guī)范設計說明書是否符合規(guī)定的格式要求5內(nèi)容完整設計說明書是否包 含所冇規(guī)定的內(nèi)容5設計方案方案是否合理及符 介選定題h的要求10工藝計算 過程工藝計算過程是否 正確、完整和規(guī)范20設計圖紙40%圖紙規(guī)范圖紙是否符合規(guī)范5標注清晰標注是否清晰明了5與設計吻合圖紙是否與設計計 算的結果完全一致10圖紙質暈設計圖紙的整體質 量的全而評價

2、20平時成績10%上課出勤上課出勤考核5制圖岀勤制圖出勤考核5答辯成績10%內(nèi)容表述答辯表述是否淸楚5冋答問題回答問題是否正確5合計100綜合成績成績等級指導教師評閱教師答辯小組負責人(簽名)(簽名)(簽名)年 月曰年 月口年 月曰說明：評定成績分為優(yōu)秀(90-100),良好(8()89),中等(7079),及格(6069)和不及格(v60)。批注u1i：黑體二號。段前段厲各 空1行，行間距固定值22磅。第一節(jié)概述51精懈操作對塔設備的耍求51.2板式塔類型51.2.1篩板塔51.2.2浮閥塔61.3 w塔的設計步驟6第二節(jié)設計方案的確定72操作條件的確定72.1.1操作壓力72.1.2進料狀

3、態(tài)72.3加熱方式72.1.4冷卻劑與出口溫度72丄5熱能的利用82.2確定設計方案的原則82.2.1滿足工藝和操作的要求82.2.2滿足經(jīng)濟上的要求82.2.3保證安全生產(chǎn)8第三節(jié)板式精憎塔的工藝計算93物料衡算與操作線方程93常規(guī)塔93.1.2直接蒸汽加熱9第四節(jié) 板式塔主要尺寸的設計計算114塔的有效高度和板間距的初選114.1塔的有效高度114.1.2板間距的初選114.2塔徑114.2.1初步計算塔徑11第五節(jié)板式塔的結構135塔的總體結構135.2塔體總高度13第六節(jié)精f留裝置的附屬設備146回流冷凝器146.2管殼式換熱器的設計與選型146.3再沸器14精憎塔設計結果一覽表15參

4、考文獻17后記及其他18附件1：酒swiw工藝流程圖19批注u2：目錄自動生成,字體宋 體小四，行距固定值22磅。附件2：主體設備條件圖20第一節(jié)概述批注u3:黑體小二，段前段厲各 空1行；行距：固定值22磅。批注u4：二級標題,宋體小三, 段前段后各空0.5行；行距：固定 值22磅。批注u5:正文字體：宋體小四;行間距：固定值22磅。批注u6:三級標題，字體：宋體 四號：段前段后各空0.5行，行距: 固定值22磅。1.1精他操作對塔設備的要羽粘傑所進行的是氣（汽）、液兩和z間的傳質，而作為氣（汽）、液兩相傳質所用 的塔設備，首先必須要能使氣（汽）、液兩和得到充分的接觸，以達到較高的傳質 效率

5、。但是，為了滿足丁業(yè)生產(chǎn)和需要，塔設備還得具備下列各種基木要求：（1）氣（汽）、液處理量人，即牛產(chǎn)能力大時，仍不致發(fā)牛人量的霧沫夾帶、 攔液或液泛等破壞操作的現(xiàn)象。1.2板式塔類型氣一液傳質設備主要分為板式塔和填料塔兩大類。精韁操作既可采用板式 塔，也可采用填料塔。板式塔為逐級接觸型氣一液傳質設備，其種類繁多，根據(jù)塔板上氣一液接觸 元件的不同，可分為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮動舌 形塔和浮動噴射塔等多種。121篩板塔篩板塔也是傳質過程常用的塔設備，它的主要優(yōu)點有：（1）結構比浮閥塔更簡單，易于加工，造價約為泡罩塔的60%,為浮閥塔 的80%左右。（2）處理能力大，比同塔徑

6、的泡罩塔可増加1015%。（3）塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。（4）壓降較低，每板壓力比泡罩塔約低30%左右。篩板塔的缺點是：（1）塔板安裝的水平度要求佼高，否則氣液接觸不勻。（2）操作彈性較?。s23）。（3）小孔篩板容易堵雅。122浮閥塔浮閥塔是在泡罩塔的基礎上發(fā)展起來的，它主要的改進是取消了升氣管和泡 罩,在塔板開孔上設有浮動的浮閥，浮閥可根據(jù)氣體流量上下浮動，自行調節(jié)， 使氣縫速度穩(wěn)圧在某一數(shù)值。浮閥塔z所以這樣廣泛地被采用，是因為它具有下列特點：l3精錨塔的設計步驟本設計按以下幾個階段進行：（1）設計方案確定和說明。根據(jù)給定任務，對精鐳裝置的流程、操作條件、 主耍設備型式及其材質

7、的選取等進行論述。（2）蒸懈塔的工藝計算，確定塔高和塔徑。（3）塔板設計：計算塔板各主要工藝尺寸，進行流體力學校核計算。接管 尺寸、泵等,并畫出塔的操作性能圖。（4）管路及附屬設備的計算與選型，如再沸器、冷凝器。（5）抄寫說明書。（6）繪制精館裝置工藝流程圖和粘錦塔的設備圖。第二節(jié)設計方案的確定2操作條件的確泄確定設計方案是指確定整個粘鐳裝置的流程、各種設備的結構型式和某些操 作指標。例如紐分的分離順序、塔設備的型式、操作壓力、進料熱狀態(tài)、塔頂蒸 汽的冷凝方式、余熱利用方案以及安全、調節(jié)機構和測量控制儀表的設置等。下 面結合課程設計的需要，對某些問題作些闡述。批注u71： ：級標題，字體：宋體

8、 四號;段前段后各空0.5行,行距: 固定值22磅。2.1.1操作壓力蒸鎘操作通?？稍诔?、加壓和減壓下進行。確圧操作壓力時，必須根據(jù)所 處理物料的性質，兼顧技術上的可行性和經(jīng)濟上的合理性進行考慮。2.1.2進料狀態(tài)進料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、冋流量及塔的熱負荷都有密切的聯(lián)系。在實際的 生產(chǎn)中進料狀態(tài)有多種，但-般都將料液預熱到泡點或接近泡點才送入塔中，這 主要是曲于此時塔的操作比較容易控制，不致受季節(jié)氣溫的影響。此外，在泡點 進料時，精鐳段與提係段的塔徑相同，為設計和制造上提供了方便。2.1.3加熱方式蒸飾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設置再沸器。有時也可采用直接 蒸汽加熱。若塔底產(chǎn)物近于純

9、水，血冃在濃度稀薄時溶液的相對揮發(fā)度較人（如酒 精與水的混合液）2.1.4冷卻劑與出口溫度冷卻劑的選擇由塔頂蒸汽溫度決定。如杲塔頂蒸汽溫度低，可選用冷凍鹽水 或深井水作冷卻劑。如果能用常溫水作冷卻劑，是最經(jīng)濟的。2.1.5熱能的利用梢飴過程是組分反復汽化和反復冷凝的過程，耗能較多，如何節(jié)約和介理地 利用精懈過程本身的熱能是十分重要的。2.2確定設計方案的原則確定設計方案總的原則是在可能的條件下，盡暈采用科學技術上的最新成 就，使生產(chǎn)達到技術上最先進、經(jīng)濟上最合理的要求，符合優(yōu)質、高產(chǎn)、安全、 低消耗的原則。為此，必須具體考慮如下幾點：2.2.1滿足工藝和操作的要求所設計出來的流程和設備，首先必

10、須保證產(chǎn)品達到任務規(guī)定的耍求，而且質 量要穩(wěn)定，這就要求各流體流量和壓頭穩(wěn)定，入塔料液的溫度和狀態(tài)穩(wěn)定，從而 需要采取和應的措施。2.2.2滿足經(jīng)濟上的要求要節(jié)省熱能和電能的消耗，減少設備及基建費用。如前所述在蒸懈過程中如 能適當?shù)乩盟?、塔底的廢熱，就能節(jié)約很多生蒸汽和冷卻水，也能減少電能 消耗。2.2.3保證安全生產(chǎn)例如酒精屬易燃物料，不能讓其蒸汽彌漫車間，也不能使用容易發(fā)?；鸹ǖ?設備。乂如，塔是指圧在常壓下操作的，塔內(nèi)壓力過大或塔驟冷而產(chǎn)生真空，都 會使塔受到破壞，因而需要安全裝置。第三節(jié)板式精f留塔的工藝計算精憾塔的工藝設計計算，包括塔高、塔徑、塔板各部分尺寸的設計計算，塔 板的布

11、置，塔板流體力學性能的校核及繪出塔板的性能負荷圖。批注u8j:二級標題，宋體小三, 段前段后各空0.5行：行距：固定 值22磅。3.1物料衡算與操作線方程通過全塔物料衡算，可以求出和懈產(chǎn)甜的流暈、組成和進料流量、組成z間 的關系。物料衡算主要解決以下問題：(1)根據(jù)設計任務所給定的處理原料量、原料濃度及分離要求(塔頂、塔 底產(chǎn)品的濃度)計算出每小時塔頂、塔底的產(chǎn)量；3丄1常規(guī)塔批注u9: ：級標題，字體：宋體 四號;段前段后各空0.5行,行距: 固定值22磅。(1)全塔總物料衡算總物料f = d + w(3-1)易揮發(fā)組分fxe=dxd + w xw(3-2)若以塔頂易揮發(fā)組分為主耍產(chǎn)品，則回

12、收率“為常規(guī)塔指僅有一處進料和塔頂、塔底各有一個產(chǎn)品，塔釜間接蒸汽加熱的精 館塔。批注u10:毎個公式要按先后順 序進行統(tǒng)-編號且右對齊，例如： (3-1)即為第三節(jié)的第一個公式。 (3-2)即為第三節(jié)的第二個公式。r)x77 = xloo% %,f、d、w-分別為原料液式中、憎出液和釜殘液流量，kmol/h,(3-3)批注u11:公式-律用公式編輯器進行編輯,行距為1.5倍行距。批注u12:字體傾斜x”、心、張分別為原料液、鎘出液和釜殘液屮易揮發(fā)組分的摩爾分 率。3.1.2直接蒸汽加熱(1)全塔總物料衡算(3-4)(3-5)總物料f +人= d +易揮發(fā)紐分fxf + 7()y() = dx

13、d + wxw式中v()直接加熱熬汽的流量，kmol/h,vo加熱蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分率，一般m尸0；直接蒸汽加熱時釜液流屋，kmol/h門一直接蒸汽加熱時釜液中易揮發(fā)組分的摩爾分率。第四節(jié)板式塔主要尺寸的設計計算板式塔主要尺寸的設計計算，包括塔高、塔徑的設計計算，板上液流形式的 選擇、溢流裝置的設計，塔板布置、氣體通道的設計等工藝計算。4.1塔的有效高度和板間距的初選4.1.1塔的有效高度板式塔的冇效高度是指安裝塔板部分的島度，可按下式計算:z = &-)ht et式中z塔的有效高度，川:el金塔總板效率；nt塔內(nèi)所需的理論板層數(shù)；hl塔板間甌皿(4-1)4.1.2板間距的初選表

14、4-1塔板間距與塔徑的關系/ 批注【53：表頭字體：黑體五號,塔徑/d加0.3 0.50.5 0.80.8 1.61.6 2.42.4 4.0行距：固定值22磅。板間距/如mm200300250350300450350600400600” -批注u14:表格內(nèi)字體：宋體times new roman 5 弓4.2塔徑4.2.1初步計算塔徑0.020<04 oao6 0.10.20.40.61.0批注u15:黑體5號，行距：固定 值22磅(4)(牛)圖4-1史密斯關聯(lián)圖圖中丹塔板間距，m； hl板上液層高度，加；v 分別為塔內(nèi)氣、液兩相體積流量，加; q” pl分別為塔內(nèi)氣、液相的密度，k

15、如。第五節(jié)板式塔的結構5.1塔的總體結構塔的外殼多用鋼板焊接，如外殼采用鑄鐵鑄造，則往往以每層塔板為一節(jié), 然后用法蘭連接。5.2塔體總高度第六節(jié) 精f留裝置的附屬設備精綢裝置的主耍附屬設備包括蒸氣冷凝器、產(chǎn)品冷凝器、塔底再沸器、原料 預熱器、直接蒸汽鼓管、物料輸送管及泵等。前四種設備本質上屬換熱器，并多 采用列管式換熱器，管線和泵屬輸送裝置。下面簡要介紹。6.1回流冷凝器6.2管殼式換熱器的設計與選型6.3再沸器精f留塔設計結果一覽表序號項目數(shù)值1平均溫度匚，°c1152平均壓力p,”，kpa114.453氣相流量匕,（加'/$）0.3524液相流量厶,（八/s）0.000

16、75實際塔板數(shù)186有效段高度乙m6.27塔徑，m0.88板間距，m0.359溢流形式單溢流10降液管形式弓形11堰長，m0.52812堰高,m0.046913板上液層高度，m0.05514堰上液層咼度,m0.007815降液管底隙高度，m0.016616安定區(qū)寬度，m0.06517邊緣區(qū)寬度，m0.03518開孔區(qū)面積，ml0.31819篩板直徑，m0.00320篩孔數(shù)冃453521孔中心距，m0.00922開孔率，%10.123空塔氣速，m/s0.69724篩孔氣速，m/s10.8925穩(wěn)定系數(shù)1.8026每層塔板樂降，pa649.127負荷上限液泛控制28負荷下限漏液控制29液沫夾帶即，

17、（kg液/kg氣）0.01430氣相負荷上限,mus0.7231氣相負荷下限，曲s0332操作彈性4.77參考文獻1j姚玉英化工原理（下）m.天津:天津科技出版社,1999.譚天恩.化工原理（下）m.北京:化學工業(yè)出版社,1994. 陳敏恒.化工原理（下）mj.北京:化學工業(yè)出版社,1989.4 賈紹義，柴誠敬.化工原理課稈設計m.天津:天津大學出版社,2002.5 吳樓濤，李永剛離子膜法氫堿技術的發(fā)展及建議.化工進展j, 2003, 22（8）: 876-880.6 梁瑩，高桂華.遼河集團公司氯堿廠擴產(chǎn)改造項目工藝設計.氯堿工業(yè)j, 2000, 6:13-16.7 kurtz. electr

18、olytic production of alkali metal hydroxidep. united states patent, 4057474, 1977-11-8.8 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院著化工工藝設計手冊m.北京：化學工業(yè)出版 社,1996.9 華南理工大學化工原理教研室著化工過程及設備設計m.廣州：華南理工大學 出版社,1986.后記及其他通過化工原理課程設計，我深刻地體會到書到用時方知少附件1:酒精精館工藝流程圖piuschimj!f -tdlwit!flyrn工««d'vi 1»«til1wimic4mwihi 11 -和itinhi1ejoi4 ill1401>m»i|卜101mjtiot|tt11 moiv im1vk8pir<1v intinn1yf -v-|«llm1- f(1 111 11卜11 1f 1h 1 £2! 1> i 1 '""t""丄 :罪-l；甘.xxhu21附圖1酒精精鐳工藝流程