化工原理课程设计-板式精馏装置的设计

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1、内蒙古工业大学本科课程设计报告第一章绪论11.1.化工原理课程设计的目的和要求：11.3.工艺流程简图：21.4.主体设备工艺条件图21.5设计方案的确定31.5.2操作压强的选择3第二章板式精馏装置的设计42.1概述42.2常用板式塔类型52.3浮阀塔的特性52.4精馏塔的设计步骤6第三章塔板的工艺设计63.3精馏段操作线方程93.6塔和塔板主要尺寸的设计123.7塔板负荷性能图213.8塔的热量衡算233.9接管253.10塔总体高度的设计27第四章塔体附属设备284.1冷凝器的选择28再沸器的选择294.3

2、泵的选择29-34-内蒙古工业大学本科课程设计报告第一章绪论1.1.化工原理课程设计的目的和要求：化工原理课程设计是在学习化工原理课程后，对其进行总结性的一次应用，可以培养我们综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。它是理论联系实际的桥梁，进行体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工原理课程设计，达到综合运用化工单元操作设计设计任务，掌握化工设计的主要程序和方法；提高和进一步培养分析和解决工程实际问题的能力；树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的科学工作作风，实现全

3、面推进创新思维的开发。1.2.化工原理课程设计的内容：（1）设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的形式进行简要的论述。说明所采取方案的先进性及其选择依据。（2）主要工艺过程及设备的设计计算：包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、主要设备的工艺尺寸计算及结构设计。（3）典型辅助设备的选型计算：包括典型设备的主要尺寸计算和设备规格、型号、数量的选定。（4）工艺流程见图：以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向，主要检测参数测量点等。（5）主体设备工艺条件图：图面上应包括主体设备的主要工艺尺寸、

4、技术特性表和接管表1.3.工艺流程简图：（1）工艺流程(2)图例：将物料流程图中画出的有关管线、阀门、设备附件、计量控制仪表的图形用文字注释予以说明。(3)图鉴：写出图名、设计单位、设计人员、制图人员、审核人员、图纸比例尺、图号等项内容的一份表格，其位置在工艺流程图右下角。-34-内蒙古工业大学本科课程设计报告1.4.主体设备工艺条件图主体设备工艺条件图是将设备的结构设计和工艺尺寸的结果用一张总图表示出来，图面上应包括：（1）设备图形：指主要尺寸、接管、人孔等（2）技术特性表：指装置的用途、生产能力、最大允许压强

5、、最高介质温度、制造特殊要求等。（3）设备组成一览表：标明主要部件的名称、数量、材料、重量等。1.5设计方案的确定1.5.1装置流程的确定精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，无聊在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率降低。为此，在确定装置流程时应考虑余热的应用，注意节能。此次设计中，为保持塔的操作稳定性，流程中选择用泵直接把原料送入塔，塔顶冷凝装置决定采用全凝器，而塔底设置再沸器为间接加热。另外，为

6、保持塔内的正常操作，还应充分考虑到一些控制仪表的设置，总之，确定流程是要较全面、合理的兼顾设备、操作费用，操作控制及安全诸因素。1.5.2操作压强的选择精馏操作可在常压、减压和加压下进行。操作压强常取决于冷凝温度，一般除热敏性物料以外，凡通过常压蒸馏不难实现的分离，以及能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统都应采用常压蒸馏；对热敏性物料会混合液沸点过高的系统则宜采用减压蒸馏；对常压下馏出物的冷凝温度过低的系统，需提高它压或采用深井水、冷冻盐水最为冷却剂；而常压下是气态的物料必须采用加压蒸馏。而对于苯-甲苯的设计

7、应采用常压蒸馏。1.5.3进料热状况的选择-34-内蒙古工业大学本科课程设计报告原料的进料热状况直接影响塔的实际板层数。塔径的大小以及其热负荷的多少，是设计中必须首先确定的一个重要参数。进料热状况有多种，应根据具体问题具体分析。一般的，为使塔的操作稳定，不受季节气温的影响。原料液先经预热器预热到泡点温度后再送入塔内。此次设计的进料热状况选择泡点进料。1.5.4回流比的选择回流比的确定，是精馏塔设计中的一个关键的问题。它确定的合理与否，直接影响到所设计的塔能否正常操作及投资的大小。选择回流比，主要是在保证正常操作的

8、前提下，尽可能的使设备费用与操作费用之和最低。确定回流比的方法，原则上是应首先根据物系的性质及进料热状况，确定出最小回流比，再根据回流比对总费用的影响曲线确定出适宜的回流比。但由于回流比与总费用的关系较复杂，建立回流比与费用的关系模型求解较为困难。对于苯-甲苯这样的接近于理想物系。应根据最小回流比确定若干个回流比，利用逐板计算法求出对应理论板数，从而找出适宜的操作回流比。