化工原理课程
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
(doc28页)生产能力：11700t/年年工作日：300天进料组成0.55馏出液组成0.98釜液组成0.035〔以上均为摩尔分率〕压力：常压进料加料热状况q=1.0塔顶全凝器泡点回流回流比1.9Rmin单板压降≤0.7kPaTOC\o"1-4"\h\z\uTOC\o"1-3"\h\z\u一．概要1.精馏与塔设备简介蒸馏是分离液体混合物的一种
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
，是传质过程中最重要的单元操作之一，蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其探发性能不同〔或沸点不同〕来实现分离目的。在工业中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，差不多有机合成，空气分离等等，专门是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平稳蒸馏、精馏、专门精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力那么可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压〔真空〕蒸馏。此外，按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究专门少，被认为操作不易把握，没有被广泛采纳。体系介绍甲醇－水体系汽液平稳数据(101.325kPa)：表2-------1x00.05310.07670.09260.12570.13150.16740.18180.20830.2319y00.28340.40010.43530.48310.54550.55850.57750.62730.6485t/℃10092.990.388.986.685.083.282.381.680.2x0.28180.29090.33330.35130.46200.52920.59370.68490.77010.87411.00y0.67750.68010.69180.73470.77560.79710.81830.84920.89620.91941.00t/℃78.077.876.776.273.872.771.370.068.066.964.7甲醇、水密度、粘度、表面张力在不同温度下的值：表2-------25060708090100ρ甲醇760751743734725716ρ水988.1983.2977.8971.8965.3958.4µ甲醇0.3500.3060.2770.2510.225µ水0.4790.4140.3620.3210.288σ甲醇18.7617.8216.9115.8214.89σ水66.264.362.660.758.8二、设计说明书蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳固等优点，工业生产中以连续蒸馏为主。间歇蒸馏具有操作灵活、适应性强等优点，但适合于小规模、多品种或多组分物系的初步分离。故分离苯-甲苯混合物体系应采纳连续精馏过程。蒸馏是通过物料在塔内的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离的，热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却剂中的冷却介质将余热带走。塔顶冷凝装置可采纳全凝器、分凝器-全凝器两种不同的设置。工业上以采纳全凝器为主，以便准确操纵回流比。三．设计运算书1.设计参数的确定1.1进料热状态依照设计要求，泡点进料，q＝1。1.2加热方式精馏塔的设计中多在塔底加一个再沸器以采纳间接蒸汽加热以保证塔内有足够的热量供应；由于甲醇-水体系中，甲醇是轻组分由塔顶冷凝器冷凝得到，水为重组分由塔底排出。因此本设计应采纳再沸器提供热量，采纳3kgf/cm2〔温度130℃〕间接水蒸汽加热。1.3塔顶冷凝水的选择采纳深井水，温度t＝12℃1.4回流比〔R〕的选择实际操作的R必须大于Rmin，但并无上限限制。选定操作R时应考虑，随R选值的增大，塔板数减少，设备投资减少，但因塔内气、液流量L，V，L’，V’增加，势必使蒸馏釜加热量及冷凝器冷却量增大，耗能增大，既操作费用增大。假设R值过大，即气液流量过大，那么要求塔径增大，设备投资也随之有所增大。其设备投资操作费用与回流比之间的关系如以下图所示。总费用最低点对应的R值称为最正确回流比。设计时应依照技术经济核算确定最正确R值，常用的适宜R值范畴为：R＝〔1.2～2〕Rmin。2.理论塔板数的运算、实际板数的确定及热量衡算2.1理论板数运算2.1.1物料衡算进料量为11700t/年，进料组成XF＝0.55，进料q＝1一天以24小时计，那么每小时的产量为1625kg/小时，化为摩尔量为Xf=//////////////////////////////////////////////////////设计要求：XD＝0.98，Xw=0.035衡算方程：2.1.2相对挥发度的确定㏒＝Ｐsat=A-Ｂ／〔Ｔ＋Ｃ〕 α顶=4.13α底=3.54α=α=3.82Xe=0.55代入公式的：〔Xe,Ye〕=(0.55,0.824)2.1.3Rmin的确定2.1.4精馏段操作线方程的确定精馏段操作线方程：2.1.5精馏段和提馏段气液流量的确定D＝38.15kmol/hR＝1.138精馏段：L＝RD＝0.0121kmol/sV＝〔R＋1〕D＝0.023kmol/s提馏段：L’＝L＋qF＝0.032kmol/sV’＝V－〔1－q〕F＝V＝0.023kmol/s2.1.6提馏段操作线方程的确定提馏段操作线方程：采纳逐板运算法：XD=y1=0.98x1=0.928y2=0.952x2=0.839y3=0.904x3=0.711y4=0.836x4=0.572y5=0.762x5=0.456<0.55因x5
5s故降液管尺寸可用。5.1.4降液管底隙高度，取那么精馏段：提镏段：故降液管底隙高度设计合理5.2塔板布置及筛孔数目与排列5.2.1塔板的分块D≥800mm，故塔板采纳分层，查表塔板分为3块。5.2.2边缘区宽度确定取5.2.3开孔区面积运算5.2.4筛孔运算及其排列物系无腐蚀性，选用δ=3mm碳钢板，取筛孔直径。筛孔按正三角形排列，取孔中心距t为开孔率为φ=0.907筛孔数目n为个精馏段气体通过阀孔的气速:提馏段气体通过阀孔的气速:6.1.4气体通过每层塔板的液柱高可按下运算∴精馏段=0.0331+0.0372+0.00210=0.0724m液柱提馏段=0.0232+0.039+0.00339=0.0656m液柱6.4漏液的验算筛板塔,漏液点气速带入数据得：精馏段，提馏段实际孔速:精馏段＞,提馏段＞，稳固系数:精馏段，提馏段均大于1.5小于2,因此设计无明显液漏符合要求.6.5液泛的验算为防止塔内发生液泛,降液管内清液层高Hd≤φ()关于设计中的甲醇-水体系φ=0.5,Hd≤0.5=0.252m由于板上不设进口堰精馏段液柱提馏段因此可不能发生淹泛现象以上各项流力学验算可认为精馏段、提溜段塔径及各项工艺尺寸是适合的。7.5液泛线Hd=φ()由，，，得其中带入数据精馏段提馏段因此精馏段提馏段7.2-------3精馏段2.541.610.990.08提馏段2.492.201.560.668.辅助设备及零件设计8.1塔顶冷凝器〔列管式换热器〕甲醇-水走壳程，冷凝水走管程，采纳逆流形式8.1.1.1估量换热面积①．甲醇-水冷凝蒸汽的数据tD=65.05℃冷凝蒸汽量：由于甲醇摩尔分数为0.98,因此能够忽略水的冷凝热,r=1100.18KJ/kg②．冷凝水始温为12℃，取冷凝器出口水温为20℃，在平均温度物性数据如下〔甲醇在膜温40.3℃下，水在平均温度16℃下〕ρ〔kg/m3〕Cp(KJ/k.℃)μ[kg(s.m)]λ(w/(m.℃))甲醇-水1.1562.59645×10-50.1888水998.84.1862111．1×10-50.5887③a.设备的热参数：b．水的流量：c．平均温度差：依照〝传热系数K估量表〞取K=2000W/(m2.℃)传热面积的估量值为：安全系数取1.2换热面积A=1.2*8.21=9.852m2管子尺寸取25mm水流速取ui=1.0m/s管数：个管长：取管心距壳体直径取600mm折流板：采纳弓形折流板取折流板间距B=200mm由上面运算数据，选型如下：公称直径D/mm600管子尺寸/mm25公称压力PN/〔MPa〕1.6管子长l/m1.7管程数Np2管数n/根77壳程数Ns1管心距t/mm31.25管子排列正三角排列核算管程、壳程的流速及Re:〔一〕管程流通截面积：管内水的流速〔二〕壳程流通截面积：取=10壳内甲醇-水流速当量直径8.1.1.2运算流体阻力管程流体阻力设管壁粗糙度ε为0.1mm，那么ε/d=0.005,查得摩擦系数λ=0.022符合一样要求壳程流体阻力Re=417.08<500，故管子排列为正三角形排列，取F=0.5挡板数块代入得取污垢校正系数F=1.0故管壳程压力缺失均符合要求8.1.1.3运算传热系数管程对流给热系数膜的雷诺数因此为垂直湍流管=0.56×104壳程对流给热系数Re=417.08Pr0===8=0.36=837.8运算传热系数取污垢热阻Rs0.15m℃/kWRs=0.58m℃/kW以管别处积为基准那么K==2.357kW/(m2.℃)运算传热面积A=m2所选换热器实际面积为A=n=8.22m2裕度所选换热器合适釜式再沸器：运算热负荷：考虑到5%的热缺失后选用0.2MPa饱和水蒸气加热，℃因两侧均为恒温相变℃取传热系数K=1000W/〔m2.K〕估算传热面积取安全系数0.8，实际传热面积A=60.47/0.8=75.58m2原料预热器原料加热：采纳压强为270.25kPa的饱和水蒸汽加热，温度为130℃，冷凝温度至130℃流体形式，采纳逆流加热 查表Cp甲醇=2.87kJ/(kg•K)Cp水=4.19kJ/(kg•K)摩尔分数xF=0.55依照上式可知：Cpc=2.87×0.55+4.19×0.45=3.464kJ/(kg•K)设加热原料温度由20℃到72.25℃考虑到5%的热缺失后选择传热系数K=800w/(m2•K)运算传热面积：℃取安全系数为0.8A实际=1.40/0.8=1.75m28.2.2釜残液出料管釜残液的体积流量：取适宜的输送速度uw=1.6m/s那么经圆整选取热轧无缝钢管，规格：20mm2.5mm8.2.3回流液管回流液体积流量利用液体的重力进行回流，取适宜的回流速度，那么经圆整选取热轧无缝钢管，规格：ϕ30mm2.5mm8.2.4再沸器蒸汽进口管V=0.023×18/0.65=0.637设蒸汽流速为23m/s,经圆整选取热轧无缝钢管，规格：ϕ325mm12.5mm8.2.5塔顶蒸汽进冷凝器出口管V=0.023×32.04/1.147=0.64设蒸汽流速为20m/s,经圆整选取热轧无缝钢管，规格：ϕ426m13mmm8.2.6冷凝水管深井水温度为12℃，水的物性数据：ρ=999.4kg/m3,μ=1.2363,深井水的质量流率，取流速为2m/s管径选取Φ159×4.5mm热轧无缝钢管实际流速为8.3冷凝水泵雷诺数取ε=0.01，,查图摩擦系数λ=0.0315各管件及阀门阻力系数如下:名称水管入口进口阀90·弯头×4半开型球阀ξ0.560.75×49.5设管长为5米,==4.44扬程取20m流量选择IS100-65-250型离心泵,参数为流量V=120,扬程,H=74.5m转速泵效率,Ƞ=73%轴功率Na=33.3kW9.设计结果汇总筛板塔设计运算结果及符号汇总表参数符号参数名称精馏段提馏段Tm(C)平均温度69.1585.51Pm(kpa)平均压力104.45111.45MLm(kg/kmol)液相平均摩尔质量28.7122.10MVm(g/kmol)气相平均摩尔质量30.5424.54ρlm(kg/m)液相平均密度783.809871.637ρvm(kg/m)气相平均密度1.090.899σm(dyn/cm)液体平均表面张力20.21536.225μm(mpa·s)液体平均粘度0.3360.317Vs(m/s)气相流量0.6440.627Ls(m/s)液相流量0.0004430.000811N实际塔板数911Z(m)有效段高度D(m)塔径0.80.8HT(m)板间距0.450.45δ(m)板厚0.0030.003溢流形式单溢流单溢流降液管形式弓形弓形溢流堰平行平行lW(m)堰长0.5290.529hW(m)堰高0.05400.0527hl(m)板上液层高度0.060.06hOW(m)堰上液层高度0.006030.0073hO(m)降液管底隙高度0.0120.022Wd(m)降液管宽度0.09920.0992Ws(m)安定区宽度0.0650.065Wc(m)边缘区高度0.0350.035Aa(m)有效传质面积0.3510.351AT(m)塔横截面积0.50240.5024Af(m)降液区面积0.0360.036AO〔m〕筛孔面积0.03550.0355dO〔m〕筛孔直径0.0050.005t〔m〕孔中心距0.0150.015n筛孔数目18061806φ〔%〕开孔率10.110.1U〔m/s〕空塔气速1.2821.248安全系数0.70.7UO〔〔m/s〕筛孔气速18.1417.66K稳固系数1.731.55Hc〔m液柱〕干板阻力0.03310.00232Hl〔m液柱〕液体有效阻力Hl0.03720.0390Hσ〔m液柱〕液体表面张力阻力0.002100.00339Hp〔m液柱〕总阻力0.07240.0656P〔pa〕每层塔板压降556.70560.93τ(s)停留时刻36.5627.79ev(0.1kg液/kg干气)液沫夹带量0.0370.019液泛合格合格漏液合格合格E液流收缩系数1.021.02CO孔流系数0.840.84ε液层充气系数0.620.62φ相对泡沫密度0.50.5FLV两项流淌参数0.052520.1269C液泛气相负荷因子0.08070.0708Fa气相动能因子1.5281.4410.参考文献及设计手册1.管国锋.赵汝溥.化工原理〔第二版〕，北京:化学工业出版社，2003.2.汤金石等化工过程及设备课程设计北京：化学工业出版设，19983.国家医药治理局上海医药设计院.化工工艺设计手册〔上、下〕，北京:化学工业出版社，1996.4.贾绍义，柴诚敬。化工原理课程设计〔化工传递与单元操作课程设计〕，天津:天津大学版社，2002， 5.王国胜。化工原理课程设计，大连:大连理工大学出版社，20066.姚玉英,陈常贵,柴诚敬.«化工原理»〔上、下册〕，天津:天津大学出版社，20037.谭天恩，窦梅，周明华等编著.化工原理(第三版)，北京:化学工业出版社，2006.8.陈英南，刘玉兰.常用化工单元设备的设计.上海:华东理工大学出版社,20059.柴诚敬，王军.张缨.化工原理课程设计，天津科学技术出版社，天津:2006.10.刘雪暖汤景凝等化工原理课程设计山东：石油大学出版社，2001四．设计感想进行了整整两周的化工原理课程设计终于告一段落，对我自己而言两周的辛勤劳动是收成颇丰的。
总结
初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf
于下：对化工设计有了比较深刻的认识，在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行了运算，而对参数之间的相互关联缺乏认识。平常的学习总会有题设的条件，省去了我们专门多劳动，但在设计中大量用到了物性数据是我们需要自己去查取的。我学会了去互联网上查取这些数据，如在中科院过程工程研究所的数据库中就有许多我们所需要的数据。设计中我学会了离开老师进行自主学习，参看多本指导书，还查阅了一些超星图书馆中的资料。如此的设计让我从中获得了一些自信，觉得专业依旧学了许多东西的，至少学会了一种研究的方法，今后工作中或学习遇到了什么困难或从未接触过的领域，我也不再会感到恐惧。因为我差不多有了一定的自主研究的能力，我能通过自学慢慢的将问题化解。设计关心我更好的熟悉了WORD、EXCEL、CAD的操作。平常天天用电脑上网，进行些娱乐活动，真正这些有用的软件却触碰的专门少，尽管往常有学过但隔的时刻也比较久了，大多都忘却了。设计中需要用到CAD画理论塔板数，但我去网上查找到了另外一个数学公式画图软件，能够直截了当将公式转换成图像，也挺好用的，确实是个小创新把。逐板运算中我发觉自己光用运算器算起来太繁琐了而且正确率也让人质疑，我想起了我们学过的c++编程，确实只需要短短的一个程序就能将问题专门快的解决。突然发觉一个好工程师应该知识渊博，因为专门多学科对他差不多上专门有关心的。我现在还处在一个学习知识的时期一个同意新事物的黄金时期，往常认为的运算机过了级拿到证书就了事的方法确实专门稚嫩，那些知识在今天还都能够用上，为了今后不再有今天如此的遗憾，我决定今后更加扎实的学习，拓宽自己的知识面。后来依旧用excel添加公式然后循环拖放将所有板上的气液组成算出来了。设计教会了我耐心，专门多地点差不多上需要先假设数据，再验算，不符合时再调整数据重新进行验算。专门多地点我都不得不重复的算上好几遍，而且大量繁琐的运算要求我必须克服毛躁的毛病，运算必须准确到位才能更快的完成设计任务。由于时刻比较有限，塔釜的再沸器和进料的预热器的运算只能略去了，可能还存在一些问题，恳请老师指正。
浙公网安备 33021202002483