化工原理课程设计xin2

返回化工原理课程设计课件1化工原理课程设计精馏塔(板式塔)设计程序——精馏塔设计说明书编制返回化工原理课程设计课件2流程示意图课程设计讲解，发设计任务；明确设计任务，拟定设计步骤；设计计算；写设计说明书；交说明书。返回化工原理课程设计课件3说明设计理由：培养学生综合运用所学知识，特别是本门课程的有关知识解决化工实际问题的能力，使学生学到进行化工设计的基本步骤和方法，得到一次进行化工设计的初步训练，为今后从事设计工作打下基础。返回化工原理课程设计课件4任务书化工原理课程设计任务书一.设计题目分离苯–甲苯混合液的浮阀精馏塔二、设计数据及条件生产能力：年处理苯–甲苯混合液吨（年开工300天）原料：苯含量为（质量百分数，下同）的常温液体分离要求：塔顶苯不低于，塔底苯含量不高于10%。建厂地区：沈阳三、设计要求a）制一份精馏塔设计说明书，主要内容要求：1.前言2.流程确定和说明3.生产条件确定和说明4.精馏塔的设计计算5.主要附属设备及附件的选型计算6.设计结果列表7.设计结果的自我总结与评价8.注明参考和使用的设计资料b）编制一份精馏塔工艺条件单，绘制一份带控制点工艺流程图。返回化工原理课程设计课件5返回化工原理课程设计课件6目录前言流程确定和说明精馏塔设计计算附属设备及主要附件的选型计算返回化工原理课程设计课件7流程确定和说明加料方式:高位槽，加料泵进料状态:五种进料状态冷凝方式:全凝器，分凝器回流方式：自然回流，强制回流加热方式：再沸器间接加热方式，直接加热方式。返回化工原理课程设计课件8精馏塔设计计算一．操作条件与基础数据1．操作压力选择:塔顶常压2．汽—液平衡关系及平衡数据注：理想系统列出计算公式和Antoine常数；非理想系统列出平衡的x，y数据，画出t～x～y图。计算出塔顶、进料和塔底温度tD、tF、tW；计算出平均相对挥发度．返回化工原理课程设计课件91．物料衡算(1)物流示意图．(2)物料衡算．(3)物料衡算表2．热量衡算(步骤同上)二．精馏塔工艺计算返回化工原理课程设计课件102020/6/1410F=D+WFxF=DxD+WxW•要求–单位一致,kg/horkmol/h–采用质量、摩尔两种单位都有BottomsQ7Q1FeedDistillate1．物料衡算返回化工原理课程设计课件113、回流比确定计算出最小回流比，扩大一定倍数得出操作回流比；2020/6/1411最小回流比Rmin计算相平衡数据1)可以查相关参考书2）对于理想体系可采用相对挥发度α釜顶全塔：返回化工原理课程设计课件12最小回流比Rmin计算•根据平衡关系和q求得RminxEquilibriumcurve45°linexDxFqlineafye返回化工原理课程设计课件134求理论塔板数N•逐板计算法–通过Excel计算可以省很多计算时间•注意：–理论板上精确到小数点后一位–进料前后方程的过渡返回化工原理课程设计课件14图解法计算EquilibriumcurvexFyxD1234•设R=1.5Rmin求算理论塔板数N–平衡线方程–精馏段操作线方程–提馏段操作线方程–q线返回化工原理课程设计课件15简捷计算法—吉利兰图计算出最小回流比，扩大一定倍数得出操作回流比；RNRminR图解minN图解吉利兰图取大值（R+1）DRD（R+1）DD,xDRD塔内RD液量DR)1(气量返回化工原理课程设计课件16求ET及实际板数NT•总板效率ET–O‘Connell公式注：•相对挥发度为全塔平均温度下的相对挥发度•粘度为进料温度下进料组成的摩尔平均粘度•f为系数，根据塔板种类而定，如筛板为1.1、泡罩为1、浮阀为1.2245.0)(49.0fET返回化工原理课程设计课件17实际板数NTNT=N/ET求出全塔总实际板数进料口位置返回化工原理课程设计课件18三．精馏塔主要尺寸的设计计算(一)塔和塔板设计的主要依据和条件1．塔顶条件下的流量及物性参数2．塔底条件下的流量及物性参数3．进料条件下的流量及物性参数4．精馏段的流量及物性参数5．提馏段的流量及物性参数返回化工原理课程设计课件1919四精馏塔设备计算•选择塔型和板型•塔板结构设计•塔板流体力学计算•塔板负荷性能图返回化工原理课程设计课件200.15~0.2m釜液停留10~15分钟，设人孔、测试口塔体工艺条件图塔高设人孔、测试口、除沫器板间距加大，HT≥600mm板间距精馏段提馏段有效段返回化工原理课程设计课件21214.1选择塔型和板型•塔型(填料塔、板式塔）LiquidinVaporinVaporoutLiquidout12N–1NTrayedTowerLiquidinVaporinVaporoutLiquidoutPackedColumn返回化工原理课程设计课件2222选择板型•板型–泡罩塔–筛板塔–浮阀塔–穿流塔板返回化工原理课程设计课件234.2塔板结构设计•流动型式单流型双流型多流型回流型其它流型返回化工原理课程设计课件244.3塔板流体力学计算•塔板结构参数how堰上液层高度hw堰高HT板间距ho底缝Wc边缘区Ws安定区lw堰长Wd堰宽AT全塔面积Af降液管面积Aa开孔区面积返回化工原理课程设计课件2525•塔径计算•降液管结构型式选取•堰及降液管设计•孔布置•干板压降•塔板稳定性•塔板压降•液泛情况•雾沫夹带•负荷性能图返回化工原理课程设计课件264.3.1塔径计算基本数据：气液组成、体积流量、密度，液体表面张力σ•预估板间距HT•预算塔径•塔板参数设计•水力学性能计算返回化工原理课程设计课件27注：1、具体计算过程可参考设计资料2、塔径D要圆整uVDs785.0返回化工原理课程设计课件284.3.2初步设计塔板结构参数•降液管道截面积Ad•塔径截面积An•塔板工作面积Aa•孔总面积A0•孔径d0•板厚tp•堰高hw返回化工原理课程设计课件294.3.3堰及降液管设计•堰的确定•堰上清液层高度how的计算•板上液面落差Δ•板上清液层高度hL的计算•ho设计返回化工原理课程设计课件304.4负荷性能图漏液线液体流量下限线液体流量上限线液泛线雾沫夹带上限线注：上操作弹性＞1.5下操作弹性＞1.5返回化工原理课程设计课件313、附属设备及主要附件的选型计算一、冷凝器二、再沸器三、接管及除袜器四、裙座、人孔与封头返回化工原理课程设计课件32五、精馏塔的高度•前面的计算得到实际板数和实际进料位置，以及板间距HT。•开人孔φ500～600，每10块塔板开一个人孔，开人孔处板间距HT取0.7~0.9m•进料板HT＝0.7～0.9m•第一块塔板到塔顶的距离0.5~1.0m•最后一块塔板到塔底的距离1.0~1.5m•裙座高度的设计直接蒸汽加热2~3m间接蒸汽加热3~5m求得全塔高度和进料板位置高度。返回化工原理课程设计课件33六设计结果的自我总结与评价1、精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表2、设计结果的自我总结与评价返回化工原理课程设计课件34参考文献•[1]化工原理课程设计王国胜大连理工大学出版社2005年1月•[2]金属设备化工设备设计手册编写组上海上海人民出版社1995年3月•[3]浮阀塔北京化工研究院“板式塔”专题组北京燃烧化学工业出版社1972年12月•[4]塔设备设计化工设备设计全书编辑委员会上海上海科学技术出版社1988年11月•[5]化工工艺设计手册（上册）国家医药管理局上海医药设计院北京化学工业出版社1996年1月•[6]化工工艺设计手册（下册）国家医药管理局上海医药设计院北京化学工业出版社1996年1月•[7]化学工程手册（1）化学工程手册编辑委员会北京化学工业出版社1989年10月•[8]化学工程手册（3）化学工程手册编辑委员会北京化学工业出版社1999年6月•[9]化工原理（上册）陈敏恒等北京化学工业出版社1999年6月•[10]化工原理（下册）陈敏恒等北京化学工业出版社1999年6月•[11]现代填料塔技术指南