連續精餾塔畢業設計word格式-wenkub.com

　 　

【正文】 取冷凝器傳熱系數： ? ? ? ?ChmkJCmWK ???????? 232 /對于逆流： 熱流體溫度 CT?/ ? 冷流體溫度 Ct?/ ? Ct??/ 則： CLnttLn ttt m ?????? ????? 1212 據表： hkJQ C / 6?? 可知： 冷凝器的冷凝面積為： 236 mtK QA mc ??? ???? 查取有關數據如下： 公稱直徑/mm 管程數 管數 管長 /mm 換熱面積/m2 450 2 220 2021 再沸器 選用 U型管加熱器，經處理后，放在塔釜內。 P 點為操作點， OP為操作線， OP與（ 1）的交點相應氣相負荷為 max,sV ，OP 與氣相負荷下限線（ 4）的交點相應氣相負荷為 min,sV 。 漏液線（氣相負荷下限線） 由 owwl hhh ?? 得： 將 sowwl Lhhh 精精精精 ????，0min,AVU sow 精精 ? 代入漏液點氣速式： ? ? VLLow hhCU ??? 精精 ??? 0 5 0 則 320 m i n, ??????? ??????? ????? ss LAV 精精 又 30 mA ? ，整理上式得： 32m in, 1 0 0 7 8 3 ss LV 精精 ?? 同理可得 32m in, 0 5 ss LV 提提 ?? 對于精餾段，在操作范圍內，任取幾個 sL精 值，列出下表 L 精 s(m3/s) V 精 s(m3/s) 對于提餾段，在操作范圍內，任取幾個 sL提 值，列出下 表 L 提 s(m3/s) V 提 s(m3/s) 根據表中數據分別在精餾段和提餾段的負荷性能圖中作出各自的液相負荷上限線如各圖中的（ 4）線。 液泛驗算 氣 液 氣 液 kg kg kg kg 1 . 0 041 . 0 ? ? 氣 液 氣 液 kg kg kg kg 1 . 0 024 . 0 ? ? 30 為防止降液管液泛的發生，應使降液管中清液層高度 ? ?wTd hHH ??? ，其中， dLpd hhhH ??? ， 20 ????????? hl Lhwsd 則 mhd 0 0 0 9 1 106 5 5 24 ????????? ??? ?精 mhd 0 0 3 2 103 5 5 23 ????????? ? ?? ?提 則 精精精精 dLpd hhhH ??? ??? ? 提提提提 dLpd hhhH ??? ??? ? 取 ?? ，則： ? ? ? ? mhH wT ?????? 提 ? ? ? ? mhH wT 2 2 4 2 ?????? 精 則 ? ?wTd hHH ??? ，在設計負荷下不會發生液泛。 則開孔數為： 15 101158101158 2323 ?????????? ?????????? ?? aAtn 開孔率 為： ? ? ? ?范圍內在 0015~ 2200 ???? dtAA a? 每層塔板上的開孔面積為： 20 0 8 2 0 1 mAA a ???? ? 氣體通過篩孔的氣速為： smAVu s ??? 精精 smAVu s 8 2 5 7 ??? 提提 27 第 3 章 流體力學驗算 塔板流體力學驗算的目的是為檢驗以上初算塔徑及各項工藝尺寸的計算是否合理，塔板能否正常操作，以便對有關塔板參數進行必要的調整，最后做出塔板負荷性能圖。 （ 1）安定區 安定區也稱破沫區，根據經驗值選定安定區寬度 mmWs 80? 。 提餾段：取液體通過降液管底隙的流速 smu ?提 則提餾段降液管底隙高度： mul Lhwso 0 2 103 5 30????? ?提提提 驗算： mmhh ow 0 0 1 2 2 3 ????? 提提 則降液管底隙高度設計合理。其伸出塔體的筒體長為 200mm，人孔中心距操作平臺為 1000mm，人孔數目為： 個21824 ???S 。 （ 2）塔底液面至最下層塔板之間要有 1~2m 的間距，大塔可大于此值。本設計取 ，即mHD ? 。 提餾段塔徑： mUVD s 0 1 5 5 7 ????? ?? 提提提，圓整后取 。 精餾段的操作線方程為： ?????? xR xxR Ry D 提餾段的操作線方程為： ?? xy 根據表 2的平衡數據以及以上操作線方程可作圖如下： ? ? h kJ t C D Q P D 5 1 10 045 . 1 02 . 74 38 . 65 066 . 3 71 . 3945 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? h kJ t C W Q P W 5 2 10 391 . 2 02 . 74 94 . 96 194 . 4 742 . 2487 ? ? ? ? ? ? ? ? ? h kJ Q S 6 6 5 5 10 405 . 6 10 27 . 6 10 391 . 2 10 045 . 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? h kJ Q Q S S 6 6 10 742 . 6 95 . 0 10 045 . 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C kPa kg kJ H V ? 3 . 133 , 300 1 . 2168 ? ? 水蒸氣 h kg H Q W V S h 3 6 10 110 . 3 1 . 2168 10 742 . 6 ? ? ? ? ? ? ? 水蒸氣 10 求理論版層數圖解法 xy 由圖可知，一共有 11 個階梯，則有 10 個理論板（不包括塔釜）。新鄉市夏季日平均氣溫為 25℃，故選用25℃的冷卻水 ，選升溫 10℃，即冷卻水的出口溫度為 35℃。 查表 2可得： 時，Ct ?? ? ?? ? ? ?? ? 11 ??? ???? ???AAAAABBA xy xyxy xy? 時，Ct ?? 時， ? ?? ? ? ?? ? 12 ??? ???? ???AAAAABBA xy xyxy xy? 6 所以， 21 ????? ??? 6. 回流比的確定 泡點進料時， Fq xx ? ，則有： ? ? ? ? 11 111m i n ??????? ? ?????????? ?????FDFD x xxxR ?? 又操作回流比 ? ? ~ RR ? ， 所以取 6 9 4 m in ???? RR 熱量衡算 1. 加熱介質的選擇 常用的加熱介質有飽和水蒸氣和煙道氣。 7. 加熱器 采用 U 型管蒸汽間接加熱器，用 的水蒸氣作加熱劑，因為塔不大，可將加熱器放在塔內，即再沸器。直接蒸汽加熱直接由塔底進入塔內。綜上，本設計采用泡點進料。 關鍵字：板式精餾塔；衡算；塔徑；負荷性能圖 2 第 1 章 流程的確定和說明 1. 操作壓力 精餾操作按操作壓力分為常壓、加壓和減壓精餾。為了便于了解操作中的情況及時發現問題和采取相應的措施，常在流程中的適當位置設置必要的儀表。塔頂蒸汽進入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后進入貯槽再經過冷卻器冷卻。 五 參考文獻 列出在本次設計過程中所用到的文獻名稱、作者、出版社、出版日期。 4． 塔的結構設計 塔徑、溢流裝置及塔板布置、塔高等設計；要求 以單線圖的形式繪制塔板布置結構圖。 本課程設計的主要內容是過程的物料衡算，工藝計算，結構設計和校核。節省能源，綜合利用余熱。與泡罩塔相比，板式精餾塔具有下列優點：生產能力（ 20%—— 40%）塔板效率（ 10%—— 50%）而且結構簡單，塔盤造價減少 40%左右，安裝，維修都較容易。精餾過程在能量計的驅動下，使氣，液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各相分揮發度的不同，使揮發組分由液相向氣相轉移，難揮發組分由氣相向液相轉移。 許 昌 學 院 化工原理課程設計 題目名稱：連續精餾塔的設計 院 系 化學化工學院 專 業 化學工程與工藝 班 級 07級（ 2）班 學 號 0709070205 姓 名 楊鵬飛 指導教師 孫國富 徐靜莉 2021 年 5 月 24 日 精餾塔設計說明書 化工生產中所處理的原料，中間產物，粗產品幾乎都是由若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質。實現原料混合物中各組成分離該過程是同時進行傳質傳熱的過程。 化工原理課程設計是培養學生化工設計能力的重要教學環節，通過課程設計使我們初步掌握化工設計的基礎知識、設計原則及方法；學會各種手冊的使用方法及物理性質、化學性質的查找方法和技巧；掌握各種結果的校核，能畫出工藝流程、塔板結構等圖形。經濟合理，冷卻水進出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量。 精餾塔設計任務書 設計題目：連續精餾塔的設計 一、 設計任務及操作條件 二、 1. 物 系： 甲醇－水 2. 塔板型式： 篩板塔 3. 年 產 量 ： 3 萬噸 4. 進料組成 (質量百分比 )： 5. 分離要求 (質量百分比 )：塔頂 塔底 6. 進料狀態：飽和液體 7. 操作壓強：常壓 8. 回流比 R/Rmin=（ ） 9. 進料熱狀態：泡點進料 10. 廠址選擇：河南新鄉 二、設計內容及要求 1． 設計方案確定 選擇工藝流程、主要設備及典型輔助設備的形式。 5． 流體力學驗算 繪制塔板負荷性能圖 6． 塔的工藝條件圖 以單線圖的形式繪制，圖面上應包括 主體 設備的外形、工藝參數等。 流程的設計及說明 工藝流程：如附圖 1 所示。并將冷凝液借強制回流作用送回塔頂作為回流液體，其余部分經過冷凝器后被送出作為塔頂產品。比如流量計、溫度計和壓力表等，以測量物流的各項參數。甲醇 — 水系統在常壓下揮發度相差較大，較易分離，故本設計采用常壓精餾。 4. 塔頂冷凝方式 甲醇和水不反應且容易冷凝，故塔頂 冷凝采用全凝器，用水冷凝。間接加熱是通過加熱器使釜液部分汽化。這樣，釜液部分汽化，維持了原有濃度，減少理論塔板數。本設計選用 300kPa 的飽和水蒸氣作加熱介質。 3. 熱量衡算 （ 1）冷凝器的熱負荷 ? ? ? ?LDVDC HHDRQ ???? 1 式中 hkJ全凝器的熱負荷，?CQ kgkJH V 塔頂上升蒸汽的焓，?? D kgkJH 餾出液的焓，?? LD 又 ? ? 水甲 VDVDLDVD HxHxHH ???????? 1 式中 hkJH V 甲醇的蒸發潛熱，甲 ?? hkJH V 水的蒸發潛熱，水 ?? 蒸發潛熱的計算： 由 1212 11 ???????? ?????rrVV TTHH 7 式中 對比溫度?rT 表 3 沸點下蒸發潛熱列表 沸點 /℃ 蒸發潛熱△ Hv/(kJ/kg) Tc/K 甲醇 1105 水 2257 由表 3以及上式可得： 時，C? 甲醇： C22 ???? TTT r C11 ???? TTT r 甲醇的蒸發潛熱： 時，C? 水： C22 ???? TTT r 5 7 4 8 0 7 3C11 ???? TTT r 甲醇的蒸發潛熱： 則 ? ? 水甲 VDVDLDVD HxHxHH ???????? 1 ? ? 3 5