筛板塔设计-资料课件

一、课程教学目的 通过课程设计，使学生了解化工设计的基本程序和方法。要求学生能用经济的观点树立正确的设计思想，掌握查阅资料、手册、选用公式和数据的方法。学会进行迅速、正确的设计运算方法，并用简洁的文字、图表表达设计结果。使学生得到化工设计能力的基本锻炼，培养学生的独立工作能力，培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风。二、课程教学基本内容1设计方案简介选择合理的工艺流程，对给定的操作条件，选用的设备型式等进行技术可行性与经济可行性论证。2工艺设计计算 包括工艺参数的选定，物料衡算，热量衡算，单元操作的工艺计算。3主要设备设计（课时不够列为选作）主要设备的结构设计和工艺尺寸的计算。4辅助设备选型 典型辅助设备主要工艺尺寸的计算和设备规格、型号的选定；5制图 包括绘制工艺流程图、主要设备工艺条件图（后者为选做）。6.设计说明书的编写三、课程设计任务要求 整个设计有论述、计算和图表组成。要求每位学生作设计说明书一份、图纸一张（工艺流程图）。1、设计说明书内容与顺序p7 封面；设计任务书；说明书目录；设计方案简介；工艺设计计算；辅助设备的计算和选型；设计结果汇总；设计评述（心得体会）；参考资料及主要符号说明。；附图。2、设计图纸要求要求用A2（594*420mm）或A3（420*293mm）图纸大小制图。绘制工艺流程图，以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物流方向、物流量、能流量。（封面样本）漳州师范学院漳州师范学院 化工原理课程设计（小初）化工原理课程设计（小初）(中文题目)（二号黑体字）姓 名：（四号宋体）学 号：（四号宋体）系 别：（四号宋体）专业班级：（四号宋体）指导教师：（四号宋体）设计时间：年 月 日 至 年 月 日四、设计的方法与步骤（1）课程设计准备工作首先要认真阅读、分析下达的设计任务书，领会要点，明确所要完成的主要任务。二是查阅、收集技术资料。（2）确定设计方案按任务书提供的条件及要求，结合所掌握的资料进行分析研究，选定适宜的流程方案及设备的类型，并初步形成工艺流程简图。（3）工艺设计计算选择适宜的数学模型和计算方法，按任务书规定要求、给定条件以及现有资料进行工艺设计计算，即进行物料衡算、热量衡算等。以获得物流量、能流量、各物流的组成、状态等信息。同时获得设备的结构工艺尺寸。此部分含内容较多，设计者应根据设计计算篇幅，适当划分为若干小节，使之条理清楚。（4）完成辅助设备的工艺计算及选型（5）工艺设计说明书将以上设计所获得工艺流程方案、工艺设计计算主要步骤及结果、工艺流程图汇集成工艺设计说明书。五、工艺流程图的绘制p9-151、图的绘制步骤1）用细实线（0.3mm）按比例（1：100或1：50）画出设备简单外形。常用设备外形已标准化，见表2-2。2）用粗实线（0.9mm）画出连接设备的主要物料管线，并注出流向箭头。3）物料平衡数据可直接在物料管道上用细实线引出并列成表。4）辅助管道用中粗实线（0.6mm）表示。5）图上不标示设备的支脚、支架和平台等。2、图幅大小及格式1）图纸幅面尺寸：要符合国家规定。2）图框和标题栏要画出。3、图的绘制比例绘制工艺流程图的比例一般采用1：100或1：200.但实际上，图形可不必严格按比例画。4、常用的图形符号和标注1）常用设备的图形符号及其标注2）管件与阀门的图形符号3）常见仪表参量代号及仪表图形符号4）流程中的物料代号5）管道流程线表示及标注（p12表2-4下一段）化工原理课程设计化工原理课程设计2024/7/17筛板式精馏塔设计筛板式精馏塔设计第一部分：化工原理课程设计任务书第一部分：化工原理课程设计任务书第一部分：化工原理课程设计任务书第一部分：化工原理课程设计任务书第二部分：设计方法第二部分：设计方法第二部分：设计方法第二部分：设计方法第一部分：化工原理课程设计任务书第一部分：化工原理课程设计任务书一一.设计题目：苯设计题目：苯甲苯混合液筛板甲苯混合液筛板(浮阀浮阀)精馏塔设计精馏塔设计 二二.原始数据原始数据年处理量：年处理量：25000 30000 35000 40000 45000 5000025000 30000 35000 40000 45000 50000吨吨料液初温：料液初温：3535料液浓度：料液浓度：40%45%50%55%60%40%45%50%55%60%（苯质量分率）（苯质量分率）塔顶产品浓度：塔顶产品浓度：98%98.5%98%98.5%（苯质量分率）（苯质量分率）塔底釜液含甲苯量不低于塔底釜液含甲苯量不低于 98%(98%(以质量计以质量计)每年实际生产天数：每年实际生产天数：330330天（一年中有一个月检修）天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：精馏塔塔顶压强：4 kpa4 kpa（表压）（表压）冷却水温度：冷却水温度：3030饱和水蒸汽压力：饱和水蒸汽压力：0.25Mpa(0.25Mpa(表压表压)设备型式：筛板设备型式：筛板(浮阀浮阀)塔塔厂址：常州地区厂址：常州地区 三三三三.设计任务设计任务设计任务设计任务完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和完成精馏塔工艺设计，精馏设备设计，有关附属设备的设计和选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书。选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书。选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书。选用，绘制带控制点工艺流程图，塔板结构简图，编制设计说明书。四四.设计内容设计内容 1.1.工艺设计工艺设计（1 1 1 1）选择工艺流程和工艺条件）选择工艺流程和工艺条件）选择工艺流程和工艺条件）选择工艺流程和工艺条件 a a a a加料方式加料方式加料方式加料方式 b.b.b.b.加料状态加料状态加料状态加料状态 c.c.c.c.塔顶蒸汽冷凝方式塔顶蒸汽冷凝方式塔顶蒸汽冷凝方式塔顶蒸汽冷凝方式 d.d.d.d.塔釜加热方式塔釜加热方式塔釜加热方式塔釜加热方式 e.e.e.e.塔顶塔底产品的出料状态塔顶塔底产品的出料状态塔顶塔底产品的出料状态塔顶塔底产品的出料状态 塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。（2 2 2 2）精馏工艺计算：）精馏工艺计算：）精馏工艺计算：）精馏工艺计算：a.a.a.a.物料衡算确定各物料流量和组成。物料衡算确定各物料流量和组成。物料衡算确定各物料流量和组成。物料衡算确定各物料流量和组成。b.b.b.b.经济核算确定适宜的回流比经济核算确定适宜的回流比经济核算确定适宜的回流比经济核算确定适宜的回流比 根根根根据据据据生生生生产产产产经经经经常常常常费费费费和和和和设设设设备备备备投投投投资资资资费费费费综综综综合合合合核核核核算算算算最最最最经经经经济济济济原原原原则则则则，尽尽尽尽量量量量使使使使用用用用计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。c.c.c.c.精馏塔实际塔板数精馏塔实际塔板数精馏塔实际塔板数精馏塔实际塔板数 用用用用近近近近似似似似后后后后的的的的适适适适宜宜宜宜回回回回流流流流比比比比在在在在计计计计算算算算机机机机上上上上通通通通过过过过逐逐逐逐板板板板计计计计算算算算得得得得到到到到全全全全塔塔塔塔理理理理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。然后根据全塔效率然后根据全塔效率然后根据全塔效率然后根据全塔效率E E E ET T T T，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔，求得全塔、精馏段、提馏段的实际塔板数，确定加料板位置。板数，确定加料板位置。板数，确定加料板位置。板数，确定加料板位置。2.2.2.2.精馏塔设备设计精馏塔设备设计精馏塔设备设计精馏塔设备设计(机械设计机械设计机械设计机械设计)(1)(1)(1)(1)选择塔型和板型选择塔型和板型选择塔型和板型选择塔型和板型 采用板式塔，板型为筛板采用板式塔，板型为筛板采用板式塔，板型为筛板采用板式塔，板型为筛板(浮阀浮阀浮阀浮阀)塔。塔。塔。塔。(2)(2)(2)(2)塔板结构设计和流体力学计算塔板结构设计和流体力学计算塔板结构设计和流体力学计算塔板结构设计和流体力学计算 (3)(3)(3)(3)绘制塔板负荷性能图绘制塔板负荷性能图绘制塔板负荷性能图绘制塔板负荷性能图 画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。画出精馏段或提馏段某块的负荷性能图。(4)(4)(4)(4)有关具体机械结构和塔体附件的选定有关具体机械结构和塔体附件的选定有关具体机械结构和塔体附件的选定有关具体机械结构和塔体附件的选定 *接管规格接管规格接管规格接管规格：根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。根据流量和流体的性质，选取经验流速，选择标准管道。*全塔高度全塔高度全塔高度全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。包括上、下封头，裙座高度。包括上、下封头，裙座高度。包括上、下封头，裙座高度。3.3.3.3.附属设备设计和选用附属设备设计和选用附属设备设计和选用附属设备设计和选用 (1)(1)(1)(1)加料泵选型，加料管规格选型加料泵选型，加料管规格选型加料泵选型，加料管规格选型加料泵选型，加料管规格选型 加料泵以每天工作加料泵以每天工作加料泵以每天工作加料泵以每天工作3 3 3 3小时计（每班打小时计（每班打小时计（每班打小时计（每班打1 1 1 1小时）。小时）。小时）。小时）。大致估计一下加料管路上的管件和阀门。大致估计一下加料管路上的管件和阀门。大致估计一下加料管路上的管件和阀门。大致估计一下加料管路上的管件和阀门。(2)(2)(2)(2)高位槽、贮槽容量和位置高位槽、贮槽容量和位置高位槽、贮槽容量和位置高位槽、贮槽容量和位置 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。贮槽容积按加满一次可生产贮槽容积按加满一次可生产贮槽容积按加满一次可生产贮槽容积按加满一次可生产10101010天计算确定。天计算确定。天计算确定。天计算确定。(3)(3)(3)(3)换热器选型换热器选型换热器选型换热器选型 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等进行选型。(4)(4)(4)(4)塔顶冷凝器设计选型塔顶冷凝器设计选型塔顶冷凝器设计选型塔顶冷凝器设计选型 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶冷凝器进行选型设计。行选型设计。行选型设计。行选型设计。4 4.编写设计说明书编写设计说明书编写设计说明书编写设计说明书 设设设设计计计计说说说说明明明明书书书书应应应应根根根根据据据据设设设设计计计计指指指指导导导导思思思思想想想想阐阐阐阐明明明明设设设设计计计计特特特特点点点点，列列列列出出出出设设设设计计计计主主主主要要要要技技技技术术术术数数数数据据据据，对对对对有有有有关关关关工工工工艺艺艺艺流流流流程程程程和和和和设设设设备备备备选选选选型型型型作作作作出出出出技技技技术术术术上上上上和和和和经经经经济济济济上上上上的的的的论论论论证证证证和和和和评评评评价价价价。应应应应按按按按设设设设计计计计程程程程序序序序列列列列出出出出计计计计算算算算公公公公式式式式和和和和计计计计算算算算结结结结果果果果；对对对对所所所所选选选选用用用用的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。的物性数据和使用的经验公式图表应注明来历。设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图.5.5.5.5.注意事项注意事项注意事项注意事项:写出详细计算步骤写出详细计算步骤写出详细计算步骤写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源并注明选用数据的来源并注明选用数据的来源并注明选用数据的来源;每项设计结束后每项设计结束后每项设计结束后每项设计结束后,列出计算结果明细表列出计算结果明细表列出计算结果明细表列出计算结果明细表;设计说明书要求字迹工整设计说明书要求字迹工整设计说明书要求字迹工整设计说明书要求字迹工整,装订成册上交。装订成册上交。装订成册上交。装订成册上交。第二部分：筛板式精馏塔设计方法第二部分：筛板式精馏塔设计方法一一.工艺计算工艺计算二二.设备计算设备计算三三.辅助设备计算辅助设备计算四四.塔体结构塔体结构五五.带控制点工艺流程图带控制点工艺流程图 主主主主要要要要内内内内容容容容是是是是(1)(1)物物物物料料料料衡衡衡衡算算算算(2)(2)确确确确定定定定回回回回流流流流比比比比(3)(3)确确确确定定定定理理理理论论板板板板数数数数和和和和实实际际板数板数板数板数(4)(4)塔的气液塔的气液塔的气液塔的气液负负荷荷荷荷计计算算算算(5)(5)热热量衡算量衡算量衡算量衡算 塔塔塔塔设设备备的的的的生生生生产产能能能能力力力力一一一一般般般般以以以以千千千千克克克克/小小小小时时或或或或吨吨吨吨/年年年年表表表表示示示示，但但但但在在在在理理理理论论板板板板计计算算算算时时均均均均须须转转换换成成成成kmol/h,kmol/h,在在在在塔塔塔塔板板板板设设计计时时，气气气气液液液液流流流流量量量量又又又又须须用用用用体体体体积积流量流量流量流量mm3 3/s/s表示。因此要注意不同的表示。因此要注意不同的表示。因此要注意不同的表示。因此要注意不同的场场合合合合应应使用不同的流量使用不同的流量使用不同的流量使用不同的流量单单位。位。位。位。1.1.全塔物料衡算：全塔物料衡算：全塔物料衡算：全塔物料衡算：F=D+WFF=D+WFx xF F=D=Dx xD D+W+Wx xWW塔塔塔塔顶产顶产品易品易品易品易挥发组挥发组分回收率分回收率分回收率分回收率 为为：=D=Dx xD D/F/Fx xF F 式式式式中中中中:F:F、D D、WW分分分分别别为为进进料料料料、塔塔塔塔顶顶产产品品品品、塔塔塔塔底底底底馏馏出出出出液液液液的的的的摩摩摩摩尔尔尔尔流流流流量量量量(kmol/h),(kmol/h),x xF F、x xD D、x xWW分分分分别别为为进进料料料料、塔塔塔塔顶顶产产品品品品、塔塔塔塔底底底底馏馏出出出出液液液液组组成的摩成的摩成的摩成的摩尔尔尔尔分率分率分率分率一工艺计算一工艺计算 2024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/17二设备计算二设备计算2024/7/172024/7/172024/7/173 液流型式的选择液流型式的选择 2024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/178.塔板的负荷性能图塔板的负荷性能图 在在确确定定了了塔塔板板的的工工艺艺尺尺寸寸，又又按按前前述述各各款款进进行行了了流流体体力力学学验验算算之之后后，便便可可确确认认所所设设计计的的塔塔板板能能在在任任务务规规定定的的气气液液负负荷荷下下正正常常操操作作。此此时时，有有必必要要进进一一步步揭揭示示该该塔塔板板的的操操作作性性能能，即即求求出出维维持持该该塔塔板板正正常常操操作作所所允允许许的的气气、液液负负荷荷波波动动范范围围。这这个个范范围围通通常常以以塔塔板板负负荷荷性性能能图图的的形形式式表示。表示。2024/7/17塔板负荷性能图塔板负荷性能图Vs ,m3/sLs,m3/s(1)(1)雾沫夹带线雾沫夹带线(2)(2)液泛线液泛线(3)(3)液相上限线液相上限线(4)(4)漏夜线漏夜线(5)(5)液液相相负负荷下限线荷下限线A Vs,minP操作点B Vs,maxO2024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/172024/7/17四四.塔体结构塔体结构2024/7/172024/7/172024/7/17谢谢！