化工课程设计Word文档下载推荐.docx
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安装地点：
大连。
其他条件见表1。
表1设计方案
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
塔板设计位置
塔顶
塔板形式
筛板
处理量（kmol/h）
100
140
180
回流比系数R/Rmin
1.3
1.5
1.7
续表1
9
10
11
12
13
14
15
16
浮阀
210
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
塔底
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
二、工艺设计要求
1完成精馏塔的工艺设计计算；
（1）塔高、塔径
（2）溢流装置的设计
（3）塔盘布置
（4）塔盘流动性能的校核
（5）负荷性能图
2完成塔底再沸器的设计计算；
3管路尺寸的确定、管路阻力计算及泵的选择；
4其余辅助设备的计算及选型；
5控制仪表的选择参数；
6用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及主要设备（精馏塔或再沸器）的工艺条件图各一张；
（塔板设计位置为塔顶的同学完成精馏塔的工艺条件图；
塔板设计位置为塔底的同学完成再沸器的工艺条件图。
）
7编写设计说明书。
三、其它要求
1．本课程的设计说明书分两本装订，第一本为工艺设计说明书，第二本为机械设计说明书。
2．1-2周完成工艺设计后，将工艺设计说明书交上来，计算结果表经指导教师审核签字合格后，方可进行3-4周的机械设计（注：
应用化学专业只进行工艺设计）。
3．图纸一律用计算机（电子图板）出图。
4．本课程要求独立完成，发现抄袭行为取消该门成绩。
最终成绩由工艺设计、机械设计的完成情况和最后的考试（核）情况综合给定。
四、参考资料
1.《化工单元过程及设备课程设计》，匡国柱、史启才主编，化学工业出版社，2002年。
2.《化学化工物性数据手册》（有机卷），刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。
3.《化工物性算图手册》，刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。
4.《石油化工基础数据手册》，卢焕章，刘光启、马连湘、刘杰主编,化学工业出版社，1982年。
5.《石油化工基础数据手册》（续篇），马沛生，化学工业出版社，1993年。
6.《石油化工设计手册》，王松汉，化学工业出版社，2002年。
指导教师
任务书下达日期
前言
本精馏塔极其辅助设备设计书包括概述，流程简介，设计任务书，精馏塔设计，再沸器设计，辅助设备设计，管路设计，控制方案，附录共九个部分。
设计书中对筛板精馏塔和再沸器的设计做了详细的说明，对辅助设备和管路的设计做了简要说明。
由于设计者经验有限，设计时间有限，因此有设计不妥之处在所难免，欢迎老师予以指正。
感谢老师的指导。
第一章概述
1.1精馏塔工艺设计
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到了广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用也想混合物中各组挥发度的不同，使易挥发组分由液相向汽相转移，难挥发组分由汽相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
该过程是同时进行传热传质过程。
常规或简单精馏塔设有一个进料口，进料位置将塔分为精馏段和提馏段两段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。
本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液，易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。
本设计回流比为最小回流比的1.7倍，回流比增大虽然可以提高产品的质量，可以在塔顶产品纯度一定的情况下，减少塔板数，减少了设备费用，但是增加了能耗，综合各类因素，本设计回流比设计为最小回流比的1.7倍。
1.2.再沸器
再沸器是精馏装置的重要附属设备，用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。
立式热虹吸特点：
▲循环推动力：
釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
1.3.冷凝器（设计从略）
用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。
第二章方案流程简介
2.1.精馏装置流程
精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的分离，进而得到高纯度的产品。
流程如下：
原料（乙稀和乙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；
当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。
气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。
将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。
另一部分凝液作为回流返回塔顶。
回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。
当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。
2.2.工艺流程
1）物料的储存和运输
精馏过程必须在适当的位置设置一定数量不同容积的原料储罐、泵和各种换热器，以暂时储存，运输和预热（或冷却）所用原料，从而保证装置能连续稳定的运行。
2）必要的检测手段
为了方便解决操作中的问题，需在流程中的适当位置设置必要的仪表，以及时获取压力、温度等各项参数。
另外，常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期的检测维修。
3）调节装置
由于实际生产中各状态参数都不是定值，应在适当的位置放置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，可设双调节，即自动和手动两种调节方式并存，且随时进行切换。
设备选用
精馏塔选用筛板塔，配以立式热虹吸式再沸器。
2.3.处理能力及产品质量
乙烯乙烷物系
处理量：
产品质量：
（以乙稀摩尔百分数计）
进料：
塔顶产品：
塔底产品:
第三章精馏塔工艺设计
3.1设计条件
饱和液体进料
进料乙烯含量：
（摩尔百分数）
塔顶乙烯含量：
釜液乙烯含量：
总板效率：
0.6
1）塔顶操作压力：
（表压）
2）加热剂及加热方法：
加热剂——水
加热方法——间壁换热
3）冷却剂：
循环冷却水
4）回流比系数：
塔板形式：
=140kmol/h
3.2物料衡算及热量衡算
3.2.1物料衡算
解得：
塔内气、液相流量：
1）精馏段：
2）提馏段：
3.2.2热量衡算
1）再沸器热流量：
再沸器加热蒸气的质量流量：
2）冷凝器热流量：
冷凝器冷却剂的质量流量：
3.3塔板数的计算
1）相对挥发度的计算：
塔顶操作压力（绝压）：
泡点迭代计算得
在P-K-T图上，查得：
则
2）塔板数
取塔顶温度压力下的各个物性参数，从化学化工物性数据手册和化工物性算图手册上查得：
乙烷：
气相密度；
液相密度；
液相表面张力
乙烯：
液相密度
设实际塔板数为69
设每块塔板的压差为100mm液柱
塔底压力（绝压）
由P-K-T图查得：
；
泡点进料：
q线方程：
精馏段操线方程：
（精馏段）第1块塔板的气相组成y为：
0.986255液相组成x为：
0.985565
（精馏段）第2块塔板的气相组成y为：
0.981697液相组成x为：
0.980192
（精馏段）第3块塔板的气相组成y为：
0.97617液相组成x为：
0.973677
（精馏段）第4块塔板的气相组成y为：
0.9695液相组成x为：
0.965814
（精馏段）第5块塔板的气相组成y为：
0.961
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