化工制圖課程設計——篩板式精餾塔設計

第1頁第2頁化工制圖課程設計2024/4/13——篩板式精餾塔設計第一部分：化工制圖課程設計任務書第二部分：設計方法第三部分：化工塔器CAD設計軟件介紹第四部分：設計示例第3頁

第一部分：化工制圖課程設計任務書一.設計題目：苯——甲苯混合液篩板(浮閥)精餾塔設計

二.

原始數據年處理量：250003000035000400004500050000噸料液初溫：35℃料液濃度：40%45%50%55%60%（苯質量分率）塔頂產品濃度：98%98.5%（苯質量分率）塔底釜液含甲苯量不低于98%98.5%(以質量計)每年實際生產天數：330天（一年中有一個月檢修）精餾塔塔頂壓強：4kpa（表壓）冷卻水溫度：30℃飽和水蒸汽壓力：0.25Mpa(表壓)設備型式：篩板(浮閥)塔廠址：西安地域第4頁

三.設計任務完成精餾塔工藝設計，精餾設備設計，相關從屬設備設計和選取，繪制帶控制點工藝流程圖，塔板結構簡圖，編制設計說明書。第5頁

四.設計內容

1.

工藝設計

（1）選擇工藝流程和工藝條件

a．加料方式b.加料狀態c.塔頂蒸汽冷凝方式

d.塔釜加熱方式e.塔頂塔底產品出料狀態塔頂產品由塔頂產品冷卻器冷卻至常溫。（2）精餾工藝計算：

a.

物料衡算確定各物料流量和組成。

b.經濟核實確定適宜回流比依據生產經常費和設備投資費綜合核實最經濟標準，盡可能使用計算機進行最優化計算，確定適宜回流比。

c.

精餾塔實際塔板數用近似后適宜回流比經過逐板計算得到全塔理論塔板數以及精餾段和提餾段各自理論塔板數。然后依據全塔效率ET，求得全塔、精餾段、提餾段實際塔板數，確定加料板位置。第6頁2.

精餾塔設備設計

(1)選擇塔型和板型采取板式塔，板型為篩板(浮閥)塔。

(2)塔板結構設計和流體力學計算

(3)繪制塔板負荷性能圖畫出精餾段或提餾段某塊負荷性能圖。

(4)相關詳細機械結構和塔體附件選定*接管規格：依據流量和流體性質，選取經驗流速，選擇標準管道。*全塔高度：包含上、下封頭，裙座高度。第7頁

3.

從屬設備設計和選取

(1)加料泵選型，加料管規格選型加料泵以天天工作3小時計（每班打1小時）。大致預計一下加料管路上管件和閥門。

(2)高位槽、貯槽容量和位置高位槽以一次加滿再加一定裕量來確定其容積。貯槽容積按加滿一次可生產10天計算確定。

(3)換熱器選型對原料預熱器，塔底再沸器，塔頂產品冷卻器等進行選型。

(4)塔頂冷凝器設計選型依據換熱量，回流管內流速，冷凝器高度，對塔頂冷凝器進行選型設計。第8頁4.編寫設計說明書設計說明書應依據設計指導思想說明設計特點，列出設計主要技術數據，對相關工藝流程和設備選型作出技術上和經濟上論證和評價。應按設計程序列出計算公式和計算結果；對所選取物性數據和使用經驗公式圖表應注明來歷。設計說明書應附有帶控制點工藝流程圖，塔板結構簡圖和計算機程序框圖和原程序。5.注意事項:寫出詳細計算步驟,并注明選取數據起源;每項設計結束后,列出計算結果明細表;設計說明書要求字跡工整,裝訂成冊上交。第9頁第二部分：篩板式精餾塔設計方法一.工藝計算二.設備計算三.輔助設備計算四.塔體結構五.帶控制點工藝流程圖第10頁第11頁

主要內容是(1)物料衡算(2)確定回流比(3)確定理論板數和實際板數(4)塔氣液負荷計算(5)熱量衡算塔設備生產能力普通以千克/小時或噸/年表示，但在理論板計算時均須轉換成kmol/h,在塔板設計時，氣液流量又須用體積流量m3/s表示。所以要注意不一樣場所應使用不一樣流量單位。1.全塔物料衡算：

F=D+WFxF=DxD+WxW

塔頂產品易揮發組分回收率η為：η=DxD/FxF

式中:F、D、W分別為進料、塔頂產品、塔底餾出液摩爾流量(kmol/h),xF、xD、xW分別為進料、塔頂產品、塔底餾出液組成摩爾分率

一．工藝計算

第12頁第13頁2024/4/13第14頁2024/4/13第15頁2024/4/13第16頁2024/4/13第17頁2024/4/13第18頁二．設備計算第19頁第20頁2024/4/13第21頁2024/4/13第22頁2024/4/13第23頁3

液流型式選擇

第24頁2024/4/13第25頁2024/4/13第26頁2024/4/13第27頁2024/4/13第28頁第29頁2024/4/13第30頁2024/4/13第31頁2024/4/13第32頁2024/4/13第33頁2024/4/13第34頁2024/4/13第35頁2024/4/13第36頁2024/4/13第37頁2024/4/13第38頁2024/4/13第39頁2024/4/13第40頁2024/4/13第41頁2024/4/13塔板負荷性能圖

在確定了塔板工藝尺寸，又按前述各款進行了流體力學驗算之后，便可確認所設計塔板能在任務要求氣液負荷下正常操作。此時，有必要深入揭示該塔板操作性能，即求出維持該塔板正常操作所允許氣、液負荷波動范圍。這個范圍通常以塔板負荷性能圖形式表示。第42頁2024/4/13塔板負荷性能圖Vs,m3/sLs,m3/s(1)霧沫夾帶線(2)液泛線(3)液相上限線(4)漏夜線(5)液相負荷下限線AVs,minP操作點BVs,maxO第43頁2024/4/13第44頁2024