化工原理課程設計 板式精餾塔設計

1、化工原理課程設計——板式精餾塔設計,2024/3/30,——篩板式精餾塔設計,第一部分：化工原理課程設計任務書第二部分：設計方法第三部分：化工塔器CAD設計軟件介紹第四部分：設計示例,化工原理課程設計,,第一部分：化工原理課程設計任務書,一. 設計題目：苯——甲苯混合液篩板(浮閥)精餾塔設計,二. 原始數(shù)據(jù)年處理量：25000 30000 35000 40000 45000 50000噸料液初溫：35℃料液

2、濃度：40% 45% 50% 55% 60%（苯質(zhì)量分率）塔頂產(chǎn)品濃度：98% 98.5%（苯質(zhì)量分率）塔底釜液含甲苯量不低于 98%(以質(zhì)量計)每年實際生產(chǎn)天數(shù)：330天（一年中有一個月檢修）精餾塔塔頂壓強：4 kpa（表壓）冷卻水溫度：30℃飽和水蒸汽壓力：2.5kgf/cm2(表壓)設備型式：篩板(浮閥)塔廠址：,三. 設計任務 完成精餾塔工藝設計，精餾設備設計，有關附屬設備的設

3、計和選用，繪制帶控制點工藝流程圖，塔板結構簡圖，編制設計說明書。,四. 設計內(nèi)容 1.   工藝設計 （1）選擇工藝流程和工藝條件 a．加料方式 b. 加料狀態(tài) c. 塔頂蒸汽冷凝方式 d. 塔釜加熱方式 e. 塔頂塔底產(chǎn)品的出料狀態(tài) 塔頂產(chǎn)品由塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻至常溫。 （2）精餾工藝計算： a. 物料衡算確定各物料流量和組成。

4、 b.經(jīng)濟核算確定適宜的回流比 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)常費和設備投資費綜合核算最經(jīng)濟原則，盡量使用計算機進行最優(yōu)化計算，確定適宜回流比。 c. 精餾塔實際塔板數(shù) 用近似后的適宜回流比在計算機上通過逐板計算得到全塔理論塔板數(shù)以及精餾段和提餾段各自的理論塔板數(shù)。 然后根據(jù)全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段的實際塔板數(shù)，確定加料板位置。,2.  精餾塔設備設計 (1)選擇塔型和板型

5、 采用板式塔，板型為篩板(浮閥)塔。 (2)塔板結構設計和流體力學計算 (3)繪制塔板負荷性能圖 畫出精餾段或提餾段某塊的負荷性能圖。 (4)有關具體機械結構和塔體附件的選定 *接管規(guī)格： 根據(jù)流量和流體的性質(zhì)，選取經(jīng)驗流速，選擇標準管道。 *全塔高度： 包括上、下封頭，裙座高度。,3. 附屬設備設計和選用 (1)加料泵選

6、型，加料管規(guī)格選型 加料泵以每天工作3小時計（每班打1小時）。 大致估計一下加料管路上的管件和閥門。 (2)高位槽、貯槽容量和位置 高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積。 貯槽容積按加滿一次可生產(chǎn)10天計算確定。 (3)換熱器選型 對原料預熱器，塔底再沸器，塔頂產(chǎn)品冷卻器等進行選型。 (4)塔頂冷凝器設計選型 根據(jù)換熱量，回流管內(nèi)流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進行選型

7、設計。,4.編寫設計說明書 設計說明書應根據(jù)設計指導思想闡明設計特點，列出設計主要技術數(shù)據(jù)，對有關工藝流程和設備選型作出技術上和經(jīng)濟上的論證和評價。應按設計程序列出計算公式和計算結果；對所選用的物性數(shù)據(jù)和使用的經(jīng)驗公式圖表應注明來歷。 設計說明書應附有帶控制點工藝流程圖，塔板結構簡圖和計算機程序框圖和原程序。5.注意事項:寫出詳細計算步驟,并注明選用數(shù)據(jù)的來源;每項設計結束后,列出計算結果明細表;設計說明書要求字跡

8、工整,裝訂成冊上交。,第二部分：篩板式精餾塔設計方法,一. 工藝計算二. 設備計算三. 輔助設備計算四. 塔體結構五. 帶控制點工藝流程圖,主要內(nèi)容是(1)物料衡算 (2)確定回流比 (3)確定理論板數(shù)和實際板數(shù) (4)塔的氣液負荷計算 (5)熱量衡算 塔設備的生產(chǎn)能力一般以千克/小時或噸/年表示，但在理論板計算時均須轉換成kmol/h,在塔板設計時，氣液流量又須用體積流量m3/s表示。因此要

9、注意不同的場合應使用不同的流量單位。1.全塔物料衡算： F=D+W FxF=DxD+WxW 塔頂產(chǎn)品易揮發(fā)組分回收率η為： η= DxD/FxF 式中:F、D、W分別為進料、塔頂產(chǎn)品、塔底餾出液的摩爾流量(kmol/h), xF、xD、xW分別為進料、塔頂產(chǎn)品、塔底餾出液組成的摩爾分率,一．工藝計算,,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,二

10、．設備計算,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,塔板的負

11、荷性能圖 在確定了塔板的工藝尺寸，又按前述各款進行了流體力學驗算之后，便可確認所設計的塔板能在任務規(guī)定的氣液負荷下正常操作。此時，有必要進一步揭示該塔板的操作性能，即求出維持該塔板正常操作所允許的氣、液負荷波動范圍。這個范圍通常以塔板負荷性能圖的形式表示。,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,2024/3/30,