（能源化工行業(yè)）廣大化工原理課程設(shè)計(jì)

131 設(shè)計(jì)任務(wù) 第一章設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn) 概 塔設(shè)備簡(jiǎn) 板式塔簡(jiǎn) 設(shè)計(jì)方 塔類型的選 操作壓 進(jìn)料狀 冷卻方 工藝流程 第二章工藝計(jì) 精餾塔全塔物料衡 常壓下乙醇—水氣、液平衡組成與溫 求最小回流比和 求精餾塔的氣液相負(fù) 精餾段操作線 提餾段操作線 圖解法求理論 實(shí)際塔板數(shù)的 冷凝器熱負(fù)荷和冷 第三章主要工藝尺寸的計(jì) 操作壓 操作溫度的 平均摩爾質(zhì) 混合液體表 混合物的 相對(duì)揮發(fā) 塔徑計(jì) 溢流裝 弓形降液管的寬度和橫截面 降液管底隙高 塔板布置及浮閥數(shù)目與排 氣體通過(guò)復(fù)發(fā)踏板的壓 淹 物沫夾 塔的負(fù)荷性能 第四章精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè) 筒體與封 除沫 塔總體高度 第五章輔助設(shè)備的選型和計(jì) 熱量衡 第六章設(shè)計(jì)結(jié)果一覽 參考文 ??為精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算提供了技術(shù)支持和保證。1、生產(chǎn)能力：原料處理 105000噸/ 乙醇產(chǎn)品2、原料液中含乙 %（質(zhì)量，其余為水3、產(chǎn)品要求：餾出液中的乙醇含量 %（質(zhì)量釜液中的乙醇含量不高 %（質(zhì)量300(72001、加熱方式：直接蒸汽加熱，蒸汽壓力為1.0~2.0kg/cm223、進(jìn)料狀況：冷液進(jìn) 4、冷卻水進(jìn)口溫度 ℃，出口溫度 ℃51245、繪制精餾塔的裝配圖一張（一號(hào)圖紙具有一定形狀（截面大多是圓形H2S-H2O本次設(shè)計(jì)方案選用的是：直接蒸汽加熱，蒸汽壓力為1.0~2.0kg/cm2本次設(shè)計(jì)采用常溫水進(jìn)行冷卻，冷卻水進(jìn)口溫度：30℃，1050007200h；93%（質(zhì)量；1%（質(zhì)量R進(jìn)料狀況：冷液進(jìn)料q﹥1；操作壓力：常壓(101.3KPa)1.0~2.0kg/cm2； D：塔頂產(chǎn)品流量（kmol/s）XD：塔頂組成（mol%）W：塔底產(chǎn)品流量（kmol/s）XW：塔底組成原料乙醇組成塔頂組成塔底組成進(jìn)料量：F=105000物料衡算式FXF=DXD+W聯(lián)??代入求解常壓下乙醇—水氣、液平衡組成與溫度關(guān)系（如圖所示（1）tFtD?tF: ②tD: ?tW: ④精餾段平均溫度：⑤提餾段平均溫度：30℃，由平825.941kJ/357.810kJ/㎏。故原料液的汽化熱是30℃，85.44℃，由附錄查得57.72℃時(shí)，乙醇的比熱容為2.853kJ/kg·K,水的比熱容為q00.100.200.300.400.50.60.70.80.9b.R=1.7總理論板層數(shù)NT=19，NT，精=15，NT，提=4，進(jìn)料板位置 N精=15/0.4607=32，提餾段實(shí)際板層 N提總實(shí)際板 NP=N精+N提t(yī)D=78.25℃,塔頂操作壓 (常壓?進(jìn)料板溫度：=0.84*46+（1-液相組成 氣相組成 =46*0.2747+18*（1-液相組成 氣相組成 =81.85℃， 同理：=92.26℃，=722.19（kg/） 氣相密度：q=2。?精餾段水表面張力乙醇表面張力 水表面張力 =0.441*（）*（）=-聯(lián)??A=代入求得：= ， ②提餾段Q=0.441*)=-A=B+Q=0.95-聯(lián)??A=㏒（，代入求得：= ，=81.85℃，查表得μ=0.3491（mpa*s，=0.4389（mpa*s）=0.3091（mpa*s，=0.385（mpa*s）精餾段黏度：μ=x+μ（1-x）=0.4389*0.2747+0.3491*（1-提餾段黏度：μ=x+（1-=0.385*0.0455+0.3091*（1-x=0.2747，=0.5661=0.7253，②提餾段揮發(fā)度：x=0.0455，=0.2792=0.9545，式 ——塔徑——?dú)怏w體積流量——空塔氣速，m/s表觀空塔氣相速度（按全塔截面計(jì)）（0.6～0.8其中（為液相密度，為氣相密度，kg/m3C為負(fù)荷因子，為極限空塔氣速，m/s4-1-Smithu=(0.6-0.8)*C橫坐標(biāo)數(shù)值：式中——板上液層高度——堰高（1）m DD=1800mm，查得： ，提餾段停留時(shí)間>5，6mm，即。按下式計(jì)算 20～25mm。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，有時(shí)運(yùn)用式子=-0.006來(lái)確定20mm，D=1.8m，取浮閥動(dòng)能因子=12，（F1鼓泡區(qū)為氣液接觸有效區(qū)，其面積（單流型）1.8m，相對(duì)較小，所以選用錯(cuò)排。選用閥孔也可249取浮閥動(dòng)能因子=12，式中，是與相當(dāng)?shù)囊褐叨?，mm因，故：=0.5;=0.2～0.35;=0.4～0.5。（2）因，故：取?單層氣體通過(guò)塔板壓降所相當(dāng)?shù)囊褐叨龋阂驗(yàn)椋?.5，所以在下列泛點(diǎn)率數(shù)值范圍內(nèi)，一般可保證霧沫夾帶量達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)，即＜0.1kg/kg大 泛點(diǎn)率直徑0.9m以下的 泛點(diǎn)率減壓 泛點(diǎn)率泛點(diǎn)率 ；，—分別為塔內(nèi)氣、液密度—板上液體流徑長(zhǎng)度，m，6-1（如胺氟化物（如氟里昂塔形成穩(wěn)定泡沫的2.54-K=1.0，泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖（如下圖根據(jù)上兩式計(jì)算出泛點(diǎn)率都在80％（2）根據(jù)上兩式計(jì)算出泛點(diǎn)率都在80％已知泛點(diǎn)率，取=0.1kg/kg對(duì)于一定的物系及一定的塔板結(jié)構(gòu)，式中均為已知值，相應(yīng)于=0.1 NF1E=1.0，（1）物沫夾帶線：=4.78-（1）=5.68-精餾 提餾 時(shí)，一般采用整塊式，800mm=1800mm5，50mm，50mm，厚度4-塔徑800-1800-2200-4-塔徑＞3-800-1400-2000-4-塔徑800-2200-=968.31kg/，=729.47外徑接管壁厚?進(jìn)料管接管法蘭：PN6DN80HG②回流管接管法蘭：PN6DN50HG?塔釜出料管法蘭：PN6DN80HG④塔頂蒸汽管法蘭：PN6DN500HG⑤塔釜蒸汽進(jìn)氣法蘭：PN6DN600HG⑥塔頂出料管法蘭：PN6DN50HG螺栓孔螺栓孔法蘭中心圓 質(zhì)量該精餾塔塔底采用加熱介質(zhì)為蒸，溫度不超過(guò)150℃,因此設(shè)計(jì)溫度定為Q235-B，GB-3274，設(shè)計(jì)壓力許用應(yīng)力由計(jì)算厚度查得，鋼板負(fù)偏差封頭分為橢圓型封頭、碟形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓型封頭，材料選用Q235-B,100%則由計(jì)算厚度查得，鋼板負(fù)偏差DN=1800mm，查得封頭曲面高度=475mm，直邊高度=25mm（1Cr18Ni9TiQ235-B?？椎母叨热?00mm，直徑為400mm。由于裙座內(nèi)徑>800mm，故裙座壁厚取圓整得：,10～205～10m4選用吊柱時(shí)，依據(jù)的基本參數(shù)是臂長(zhǎng)S（mm）和設(shè)計(jì)載荷G（kg。臂長(zhǎng)S=600+200=800mmG（kg）2.2Q235-B。S=1000mmL=3400mmH=1000mm。1.下支座；2.防雨罩；3.擋銷；4.上支座；5.HT應(yīng)適當(dāng)選擇。450mm。本設(shè)計(jì)?。?00mm。HFHFHTHDHDHD＝1200mm（5）5min,1～2m1.5m(6)塔總高度（不包括裙座 HD——塔頂空間高度，mm;HF——進(jìn)料段空間高度，mm;HBNS——人孔數(shù)目（不包括塔底和塔底人孔塔徑高度高度高度1（氣體冷凝成液體塔頂上升蒸經(jīng)過(guò)冷凝器（全凝器）中，全部冷凝下來(lái)成為液體。一部分液體回流至塔內(nèi)一部分再經(jīng)冷卻器作為產(chǎn)品或者上升蒸經(jīng)過(guò)冷凝（分凝器）部分冷凝下來(lái)，作為回流液回流至塔內(nèi)，余下蒸再進(jìn)入冷凝冷卻器，冷凝下來(lái)內(nèi)流動(dòng)，蒸在管外冷凝。由于大型精餾塔很高，冷凝器一般安裝在地面，回流30℃，50℃，K℃）2（液體冷卻K℃）則：水蒸的熱負(fù)荷和加熱蒸消耗水蒸的熱負(fù)荷查得p為0.5Mpa時(shí)水的化熱為2115.2則加熱蒸消耗量為設(shè)蒸的進(jìn)出口溫度分別為：150℃水蒸，150℃的水（即水蒸氣冷凝。K精餾塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果總表上升蒸摩爾流ym+1＝1.95xm-溫度，31.3（，19.595（精餾塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果總表分塊式塔板(5塔徑高度塔板間距高度高度[1].夏清，賈紹義主編.化工原理（上、下冊(cè)）.天津：天津大學(xué)出版社，[2].[3].[4].沈文霞編.物理化學(xué)核心教程（第二版）.北京：科學(xué)出版社，2009[5].馬江權(quán)冷一欣.化工原理課程設(shè)計(jì)（第二版）[M].北京:中國(guó)石化出版社[6].（有機(jī)卷）[M].北京:化學(xué)[7].尚小琴，陳勝洲，鄒漢波.化工原理實(shí)驗(yàn)[M].北京:化學(xué)