年處理4萬(wàn)噸丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)

化工單元課程設(shè)計(jì)題目：年處理4萬(wàn)噸丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)學(xué)院化學(xué)學(xué)院專業(yè)班級(jí)制藥一班學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師

設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目年處理4萬(wàn)噸丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)條件=1\*GB2⑴生產(chǎn)時(shí)間8000小時(shí),處理量4萬(wàn)噸/年，進(jìn)料含丙酮55%=2\*GB2⑵塔頂操作壓力常壓（絕壓）=3\*GB2⑶塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流=4\*GB2⑷塔釜為飽和蒸汽間接加熱=5\*GB2⑸篩板塔精餾設(shè)計(jì)=6\*GB2⑹塔頂產(chǎn)品丙酮濃度不低于98%（質(zhì)量分率）塔底釜液丙酮不高于1%（質(zhì)量分率）三、設(shè)計(jì)任務(wù)=1\*GB2⑴完成精餾塔的物料衡算、熱量衡算和設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算及輔助設(shè)備設(shè)計(jì)選型計(jì)算。=2\*GB2⑵繪制生產(chǎn)工藝流程圖、精餾塔設(shè)計(jì)條件圖。=3\*GB2⑶撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

目錄TOC\o"1-2"\h\u13459摘要 ⑸裙座塔底常用裙座支撐，本設(shè)計(jì)采用圓筒形裙座，裙座壁厚取16mm?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：基礎(chǔ)環(huán)外徑：圓整后：考慮到再沸器，取裙座高2m。塔體總高度：5.2.2進(jìn)料管線管徑進(jìn)料流量為，氣溫度由25℃升至61.275℃后進(jìn)入精餾塔。選擇原料流速管線直徑：根據(jù)管材規(guī)范，應(yīng)選擇Φ56×3.5的管材，其內(nèi)徑為0.049則實(shí)際流速：5.2.3原料泵的選擇設(shè)料液面至加料孔12m,90°標(biāo)準(zhǔn)彎頭兩個(gè)，180°回彎頭一個(gè)，球心閥（全開）1個(gè)則有關(guān)部件的阻力系數(shù)分別為：進(jìn)口突然收縮：ζ=0.590°標(biāo)準(zhǔn)彎頭：ζ=0.75180°回彎頭：ζ=1.5球心閥（全開）：ζ=6.4則總的局部阻力系數(shù)為：Σζ=0.75×2+6.4+0.5+1.5=9.9已知：取管壁粗糙度查得λ=0.0275則：在兩截面之間列柏努利方程求泵的揚(yáng)程為：所選泵的額定流量和揚(yáng)程應(yīng)略大于系統(tǒng)所需的，據(jù)此選IS型單級(jí)單吸離心泵具體性能見(jiàn)表5-3。表5-3IS型單級(jí)單吸離心泵性能參數(shù)[4]型號(hào)流量（m3/h）揚(yáng)程m電機(jī)功率KW質(zhì)量（泵/底座）/kg轉(zhuǎn)速r/min結(jié)構(gòu)IS50-32-12512.5202.032/462900單級(jí)單吸離心泵5.3回流罐的設(shè)計(jì)[6]設(shè)凝液在回流罐中停留的時(shí)間為10min,罐的填充系數(shù)取0.7，則該罐的容積V計(jì)算如下：圓整后塔釜餾出液的速度一般可取0.5～1.0m/s.本設(shè)計(jì)取0.6m/s式中：W--塔釜餾出液的質(zhì)量流量kg/s--塔釜液相對(duì)密度所以根據(jù)管材規(guī)范，應(yīng)選擇Φ45×3.5的管材，其內(nèi)徑為0.038

結(jié)論篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù)序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算數(shù)據(jù)精餾段提餾段精餾段提餾段1氣相流量Vs，（m3/s）0.51210.531114篩孔數(shù)目1217（總)2液相流量Ls(m3/s)0.000270.001415孔中心距,m0.0153塔徑,m0.816開孔率,%10.14板間距,m0.4517空塔氣速,m/s1.021.065溢流形式單溢流18篩孔氣速,m/s21.3922.196降液管形式弓形19穩(wěn)定系數(shù)2.22.187堰長(zhǎng),m0.4820單板壓降,kpa0.5830.648堰高,m0.0440.03621負(fù)荷上限液泛控制9板上液層高度,m0.0522負(fù)荷下限漏液控制10堰上液層高度,m0.0060.01423液沫夾帶eV(kg液/kg氣)0.0280.0075311降液管底隙高度,m0.0070.0324汽相負(fù)荷上限，m3/s1.320.9612開孔區(qū)面積,m20.23725汽相負(fù)荷下限m3/s0.160.2213篩孔直徑,m0.00526操作彈性8.254.364

結(jié)束語(yǔ)通過(guò)了將近一個(gè)月的努力，終于將本次課程設(shè)計(jì)完成，前兩周一直在改手稿，然后輸入電子版并繪制CAD和手畫帶控制點(diǎn)的流程圖，此次課程設(shè)計(jì)本人收獲良多，首先在面對(duì)困難與挫折面前，我學(xué)會(huì)了勇敢面對(duì)而不是逃避，在面對(duì)一次次修改手稿的時(shí)候我選擇了繼續(xù)堅(jiān)持;其次，我可以和更熟練的將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用在課程設(shè)計(jì)里，初步了解到了化工在工廠應(yīng)用的一些基本知識(shí);最后，我更好的掌握了Aspen、CAD、Word及Excel等軟件的功能?？偠灾诒敬握n程設(shè)計(jì)中我收獲了很多，老師也交給了我很多東西，有大方面的問(wèn)題也有細(xì)節(jié)性問(wèn)題，我非常喜歡我們的老師，她非常有責(zé)任人心，每次我問(wèn)問(wèn)題的時(shí)候她總會(huì)不厭其煩的回答我，不管時(shí)間多晚她都會(huì)回答我的問(wèn)題，在這里我要謝謝我的指導(dǎo)老師劉老師，如果沒(méi)有老師的指導(dǎo)就沒(méi)有我現(xiàn)在的成果。

參考文獻(xiàn)[1]王國(guó)勝.化工原理課程設(shè)計(jì)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2006.[2]盧煥章.石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1982.[3]劉光啟，馬連湘，劉杰.化工物性算圖手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.[4]柴誠(chéng)敬，張國(guó)亮，夏清，等.化工原理(第二版)上冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2013.[5]王衛(wèi)東，等.化工原理課程設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.[6]匡國(guó)柱，史啟才.化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

主要符號(hào)說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明x液相組分中摩爾分率hOW堰上液層高度y氣相組分中摩爾分率Wd弓形降液管寬度F進(jìn)料液體量Af弓形降液管截面積D塔頂液體量θ降液停留時(shí)間W塔釜液體量ho降液管底隙高度t溫度Wc塔板邊緣區(qū)寬度α相對(duì)揮發(fā)度Ws塔板上入口安定區(qū)寬度R回流比Aa開孔區(qū)面積μ粘度δ碳鋼板厚度ET板效率do孔徑NP實(shí)際板數(shù)to孔中心距ρ密度n篩孔數(shù)目ρL液體密度uo篩孔氣速ρv氣體密度φ開孔率M摩爾質(zhì)量hc干板阻力Mv氣相摩爾質(zhì)量hl液層阻力ML液相摩爾質(zhì)量hσ液體表面張力阻力P壓力Fo氣相動(dòng)能因子σ表面張力β充氣系數(shù)V體積Δ液面落差L1精餾段液相質(zhì)量流量I焓L2提餾段液相質(zhì)量流量ΔHv蒸發(fā)潛熱V1精餾段氣相質(zhì)量流量Tr對(duì)比溫度V2提餾段氣相質(zhì)量流量Cp比熱容Ls1精餾段液相體積流量Qc冷凝器熱負(fù)荷Ls2提餾段液相體積流量QB加熱器熱負(fù)荷Vs1精餾段氣相體積流量Wc冷卻水消耗量Vs2提餾段氣相體積流量Wh加熱蒸氣消耗量HT板間距H1塔頂封頭hL板上液層高度Ha塔頂空間D1塔徑HB塔底空間AT塔截面積HF進(jìn)料板處間距l(xiāng)w堰長(zhǎng)H塔總高度hw堰高Re雷諾數(shù)

附錄1附表1常壓下丙酮-水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系[1]丙酮/%(摩爾分率)溫度/℃丙酮/%(摩爾分率)溫度/℃丙酮/%(摩爾分率)溫度/℃液相氣相液相氣相液相氣相00100.00.200.81562.10.800.89858.20.010.25392.70.300.83061.00.900.93557.50.020.42586.50.400.83960.40.950.96357.00.050.62475.80.500.84960.01.001.056.130.100.75566.50.600.85959.70.150.78963.40.700.84759.0附表2水和丙酮的粘度表(單位mPa.s)[2]溫度℃5060708090100水粘度0.5920.4690.40.330.3180.248丙酮粘度0.260.2310.2090.1990.1790.16附表3丙酮和水的密度（單位：kg.m-3）[2]溫度/℃5060708090100水密度998.1983.2977.8971.8965.3958.4丙酮密度785.56737.4718.68700.67685.36669.92附表4丙酮水的表面張力(單位：10-3N.m-1)[2]溫度℃5060708090100丙酮表面張力19.518.817.716.315.214.3水表面張力67.766.064.362.760.158.4附表5沸點(diǎn)下蒸發(fā)潛熱列表[1]組分沸點(diǎn)/℃蒸發(fā)潛熱ΔHv（kJ/kg）Tc/k丙酮56.5523508.1水1002257648.15附表6丙酮和水在不同溫度下混合物的比熱容Cp（單位：kJ/(kg.℃)[3]組分塔頂塔釜進(jìn)料精餾段提餾段丙酮2.3132.4662.3252.3182.409水4.1834.2144.1864.1854.189化工單元設(shè)計(jì)教師評(píng)分表評(píng)價(jià)單元評(píng)價(jià)要素評(píng)價(jià)內(nèi)涵滿分評(píng)分平時(shí)成績(jī)20%出勤能按時(shí)到指定設(shè)計(jì)地點(diǎn)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，不曠課，不遲到，不早退。10紀(jì)律學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，遵守課程設(shè)計(jì)階段的紀(jì)律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)，按時(shí)上交化工單元設(shè)計(jì)有關(guān)資料。10說(shuō)明書質(zhì)量30%說(shuō)明書格式符合課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書的基本要求，用語(yǔ)、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位及各種資料引用規(guī)范等。10工藝設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行物料衡算，熱量衡算，主體設(shè)備工藝尺寸計(jì)算，附屬設(shè)備的選型等。20制圖質(zhì)量30%制圖圖形圖紙的布局、線形、字體、箭頭、整潔等。20制圖正確性符合化工單元設(shè)計(jì)任務(wù)書制