化工原理课程设计《板式塔课程设计》

板 式 塔 课 程 设 计 设 计 任 务一 、 设 计 题 目 ： 年 产 A 吨 乙 醇 -水 板 式 精 馏 塔 工 艺 设 计 。二 、 已 知 条 件 ： 1 原 料 组 成 ： 含 B %（ 质 量 ） 的 粗 乙 醇 溶 液 ， 其 余为 水 。 2 产 品 要 求 ： 含 量 93.5 %（ 质 量 ） 的 乙 醇 。 3 塔 底 残 液 要 求 ： 含 乙 醇 0.1%（ 质 量 ） 。 4 加 热 剂 ： 经 压 力 调 节 后 为 0.2MPa（ 表 压 ） 的 饱 和水 蒸 气 。 5 冷 却 剂 ： 30 的 循 环 冷 却 水 。 6、 进 料 状 况 ： 设 计 要 求1、 绘 出 物 料 流 程 图 、 塔 板 结 构 图 、 塔 体 工 艺 图 ；2、 给 出 各 接 口 尺 寸 ；3、 给 出 冷 却 剂 、 加 热 剂 用 量 。4、 选 择 附 属 设 备 （ 泵 、 换 热 器 、 流 量 计 等 ） 设 计 步 骤1、 设 计 方 案 的 选 定2、 工 艺 计 算3、 塔 板 结 构 设 计4、 塔 体 工 艺 尺 寸 设 计5、 撰 写 设 计 说 明 书 物 料 流 程 图实 际 塔 板 数 、 各 接 口 尺 寸 、 冷 却 剂 、 加 热 剂 用 量 。塔 板 结 构 图塔 体 工 艺 图 1、 设 计 方 案 的 选 定 2.操 作 压 力 ： 3.塔 板 形 式 ： 4.加 热 方 式 ： 5.加 料 方 式 及 进 料 热 状 况 ： 6.回 流 液 温 度 ： 连 续 精 馏 、 间 歇 精 馏 、 特 殊 精 馏 ；常 压 、 加 压 、 减 压 ；筛 板 塔 板 ；间 接 蒸 汽 加 热 高 位 槽 、 加 料 泵 ；泡 点 回 流冷 液 回 流 物料流程图1.精 馏 方 式 ： 浮 阀 塔 板 ； 比 例共 设 计 制 图 批 准 审 核 河 北 科 技 大 学物 料 流 程 图乙 醇 车 间 材 料图 号 页第 数 量 重 量 页1 1 T101浮 阀 塔 H101冷 凝 器V101回 流 分 配 器H102冷 却 器循 环 水32 58一 次 水18 32产 品 去 下 一 工 段 B102产 品 泵V102产 品 储 罐H103再 沸 器原 料 来 自 粗 馏 塔 B101原 料 泵0.2Mpa饱 和 水 蒸 气 来 自 蒸 汽 站合 计乙 醇水 进 料 塔 釜 产 品水乙 醇合 计 塔 顶 产 品合 计乙 醇水残 液 排 地 沟 2、 工 艺 计 算（ 1） 实 际 塔 板 数 TP ENN 图 解 法 N回 流 比 R ： R圆 整底 部 局 部 放 大 25倍R吉利兰NR 图理 论 板 捷 算 法计 算 Rmin, R= 1.61.9Rmin顶 部 局 部 放 大 5倍整 张 图 200 200 估 算 总 板 效 率釜 温关 联 图 塔 板 压 降 核 算设 t根 据 经 验 设 总 板 效 率 Np校 验 ET 设 塔 板 压 降 270-540Pa 计 算 塔 釜 压 强塔 釜 温 度计 算 、 （ 以 定性 温 度 下 、 进 料组 成 计 算 ）ET=0.49()-0.245 计 算 、 （ 以 定性 温 度 下 、 进 料组 成 计 算 ） E T=0.49()-0.245 关 联 图校 验 将 工 艺 计 算 结 果 列 表 4, 2duLVWF 12 ttCWVrQ pccc CCt 002 4540 接 管 尺 寸冷 却 剂 用 量加 热 剂 用 量蒸 汽蒸 汽 rWrVQ BB （ 3） 冷 却 剂 、 加 热 剂 用 量（ 2） 各 接 口 尺 寸注 意 u的 选 择 ： 根 据 第 1章 流 体 流 动 选 择 合 适 的 流 速进 料 管 ： 泵 加 料 u= 1-3m/s； 高 位 槽 进 料 u= 0.5-1m/s回 流 液 管 ： 泵 回 流 u= 1.5-3m/s； 重 力 回 流 u= 0.5-1m/s 3、 塔 板 结 构 设 计 选 择 设 计 板 板 面 布 置 结 构 参 数 设 计 塔 板 校 核 精 馏 段 第 一 块 塔 板提 馏 段 第 一 块 塔 板选 择 降 液 管 形 式 塔 板 分 区 0 , dtWWWhhlHD cssoWWT做 出 负 荷 性 能 图 板 面 布 置 AfAa WsW s50-100mmAf Wc 25-50mm筛 孔 、 浮 阀 排 列形 式板 面 分 区塔 径 D1m 分 块 ， 至少 有 一 宽 度 为 400mm 200 )(907.0= tdAA a开 孔 率 ：F1型 阀 孔 直 径 d0=39mm， 孔 间 距t=(75mm、 100、 125、 150）筛 板 塔 ： 筛 板 塔 孔 径 d0， 孔 间 距 t=(2.5-5) d0浮 阀 塔 ：Aa（ 鼓 泡 区 ） 根 据 一 定 的 公 式 计 算 ， 并 计 算 出 开 孔 数 、或 阀 数 结 构 参 数 的 设 计tdWWWhhlHD ocssowwT , 确 定 塔 径 D 7050 .=Dl w选24 DAT fnuu泛 点 百 分 率%8575TH初 选 fu计 算 nsn AVu nu计 算 计 算 nA fT AA D圆 整 1米 以 下 100进 制初 选 塔 径2.020 5.0)20( )( CC Cu v vlf 结 构 参 数 的 设 计tdWWWhh ocssow , mmh w 5020 wo hmmh 2520 nhwhowh降 液 管 、 受 液 盘 的 结 构 及 尺 寸mmWW ss 10050 mmWc 5025owLw hhh -60mmhL = 溢 流 强 度 5453 .WhLLi=OWh计 算 塔 板 校 核 （ 流 体 力 学 验 算 ） PaPa 540270 h f干 气液 体筛 板 塔 kgkgeV 1.0 wTd hHH sLHA Tf 53= 塔 板 压 降液 沫 夹 带溢 流 液 泛液 体 在 降 液 管 内 的 停 留 时 间漏 液 允 许 值 ldf hhh 常 压0.25.1= kuuown 绘 出 负 荷 性 能 图k： 稳 定 系 数F浮 阀 塔 计 算 泛 点 率 一 般 大 塔 80-82%600mm；加 料 口 板 间 距 加 大 ， 设 测 试口 ；塔 釜 空 间 =1-3m， 设 人 孔 、 测 试 口 ；裙 座 =2m， 设 人 孔 两 个 。H =(N-NF-NP-1)H T+NFH F+NPH P+H D+H B+H 绘 图物 料 流 程 图 ：塔 板 结 构 图 ：塔 体 工 艺 图 ： 只 标 设 备 名 称 ， 物 料 组 成 、 流 量 。总 高 、 管 口 位 置 、 板 间 距 、 管 口 方 位 、管 口 表 、 技 术 特 性 表 。塔 板 分 块 、 孔 的 排 列 、 降 液 管 的 尺 寸 ； 河 北 科 技 大 学精 馏 塔 塔 板工 艺 条 件 图 1:10比 例数 量 页第 材 料图 号 批 准 审 核 制 图 设 计 页共 重 量1 1 121617183435363738 3946 a bptc kt k k ddg g kk d p btc t m gg ddd pttf m管 口 方 位 图1:30技 术 特 性 表名 称 塔 底 塔 顶1234 工 作 压 力 MPa操 作 温 度 C容 积 物 料 名 称 3m 0.10.113106 80水 乙 醇 水41.3序号 指 标 DN32 PN1.0MPap DN500 PN1.0MPaDN20 PN1.6MPaDN20 PN1.6MPa 平 面GB9119.7-88DN20 PN1.6MPa 压 力 计 接 口平 面GB9119.7-88 液 位 计 接 口平 面GB9119.7-88 塔 底 液 体 出 口 管平 面GB9119.7-88 人 孔平 面GB9119.7-88kmg 接 管 表 塔 顶 蒸 汽 管热 电 阻 接 口进 料 管回 流 管排 空 管平 面平 面平 面平 面GB9119.7-88GB9119.7-88GB9119.7-88GB9119.7-88DN125 PN1.0MPaDN200 PN1.0MPaDN65 PN1.0MPaDN20 PN1.0MPaDN250 PN1.0MPa GB9119.7-88 平 面 用 途1-2tfdcba 密 封 面形 式标 准 号序 号 规 格1-3 审 核 数 量 共图 号 批 准 页第 页1:50比 例工 艺 条 件 图浮 阀 精 馏 塔河 北 科 技 大 学 设 计 制 图 材 料 重 量塔 底 蒸 进 口 管1-21-5 111-4 5、 设 计 说 明 书 内 容1.设 计 任 务 书2.目 录3.符 号 表4.精 馏 方 案 的 选 择5.工 艺 计 算6.精 馏 塔 的 工 艺 尺 寸 设 计7.参 考 文 献 8.结 束 语 ： 评 价 、 感 受正 文每 项 单 独 一 页每 项 单 独 一 页 设 计 任 务 书一 、 设 计 题 目 ： 年 产 A 吨 乙 醇 板 式 精 馏 塔 工 艺 设 计 。二 、 已 知 条 件 ： 1 原 料 组 成 ： 含 B %（ 质 量 ） 的 粗 乙 醇 溶 液 ， 其 余为 水 。 2 产 品 要 求 ： 含 量 93.5 %（ 质 量 ） 的 乙 醇 。 3 塔 底 残 液 要 求 ： 含 乙 醇 0.1%（ 质 量 ） 。 4 加 热 剂 ： 经 压 力 调 节 后 为 0.2MPa（ 表 压 ） 的 饱 和水 蒸 气 。 5 冷 却 剂 ： 30 的 循 环 冷 却 水 。 6、 进 料 状 况 ： 三 、 设 计 内 容 ： 1、 确 定 设 计 方 案 ( 精 馏 装 置 流 程 设 计 与 论 证 )。 2、 板 式 塔 的 工 艺 计 算 ： (1). 确 定 塔 顶 ， 塔 底 产 品 的 质 量 与 流 量 ； (2). 确 定 塔 顶 ， 塔 底 控 制 温 度 ； (3). 求 算 最 小 回 流 比 ， 确 定 操 作 回 流 比 ； (4). 求 算 理 论 板 层 数 N ， 确 定 加 料 位 置 ； (5). 确 定 实 际 板 层 数 ， 实 际 加 料 板 位 置 ； (6). 全 塔 热 平 衡 ， 计 算 塔 顶 冷 凝 ， 冷 却 器 热 负 荷及 冷 却 水 消 耗 量 ； 塔 底 再 沸 器 热 负 荷 及 加 热 蒸 汽 消 耗量 ； 3、 板 式 塔 主 要 工 艺 尺 寸 的 确 定 ： (1)、 确 定 塔 高 、 塔 径 ； (2)、 塔 板 设 计 ， 计 算 塔 板 各 主 要 工 艺 尺 寸 ，进 行 流 体 力 学 的 校 核 计 算 ； 塔 板 结 构 设 计 ； 并 画出 塔 的 操 作 性 能 图 ； （ 3） 绘 出 物 料 流 程 图 、 塔 板 结 构 图 、 塔 体 工艺 图 (4)、 给 出 各 接 口 尺 寸 ； (5)、 撰 写 设 计 说 明 书 和 绘 图 。 设 计 说 明 书 封 面 格 式年 产 吨 乙 醇 板 式 精 馏 塔工 艺 设 计 说 明 书 单 位 设 计 者 号 指 导 教 师 日 期 主 要 参 考 资 料1. 化 学 工 程 手 册 物 性 数 据2. 化 工 制 图 制 图 标 准3. 化 工 过 程 及 设 备 设 计 设 计 过 程4. 化 工 原 理 （ 上 ， 下 册 ） 5. 化 工 原 理 实 验 6. 材 料 与 零 部 件 管 子 规 格 其 它 要 求统 一 用 A4复 印 纸 书 写 ， 封 皮 打 印 ， 左 侧 装 订 ；17周 四 交 注 意 事 项设 计 方 法 以 一 本 书 为 主 ， 不 要 混 用 。说 明 书 中 的 数 据 、 公 式 要 注 明 出 处 。课 程 设 计 的 成 绩 组 成 ：说 明 书 、 图 、 平 时 印 象 、 答 辩 。