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1、2020/10/29,1,化工原理课程设计,中国石油大学化学工程学院,2,课程设计的目的、要求和内容,一、课程设计的目的 1.提高综合运用所学知识进行工艺设计的能力 2.提高独立工作能力 3.培养一丝不苟的科学态度和严肃认真的工作作风以 及全方位的思考能力 4.提高文字表达能力和设计绘图能力,3,课程设计的目的、要求和内容,二、课程设计的内容,1.明确设计任务、阅读指导书并查阅资料； 2.确定设计方案，绘制工艺流程图； 3.精馏塔的工艺计算，塔板设计及塔体初步设计； 4.辅助设备的设计及选型； 5.编写设计说明书。,为满足某一混合物的分离，设计一个精馏塔及选择与之相配套的辅助设备，包括泵、冷凝
2、器、再沸器等。分离的混合物系包括二元系及多元系。,手写！,2020/10/29,4,工艺计算 物平、热平、确定操作条件（P，t）、确定R、N、D 塔板设计 塔板初步设计、水力学校核、负荷性能图 塔体初步设计 筒体、封头、裙座、接管、绘图,二、课程设计的内容,2020/10/29,5,二、课程设计的内容 1. 流程简图(2 P451) 2. 工艺计算（包括物料衡算及热量衡算总表） (1 P52-65；2 第五，九章) 二元系: 求理论板数用图解法或逐板计算法 多元系: 求理论板数用简捷法 适宜进料位置： 3. 塔板计算 (包括水力学核算） 4. 塔体初步设计,2020/10/29,6,5.辅助设
3、备的选用 ( 1 P3-51，2 第二章) (1) 塔顶冷凝器全算 (选型，核算), 冷凝、冷却器分开算。 (2) 再沸器只选型(根据经验选总传热系数),不需核算。 (3) 回流泵选型 6.塔体、塔板总图 ( 1，P92-110, P112-123) 7.计算结果汇总表 8.分析与讨论 9.答辩，交设计说明书,7,课程设计的目的、要求和内容,三、课程设计的基本要求,设计说明书装订顺序 封面 按要求！ 设计任务书 目录 设计方案简介 工艺流程简图 设计计算书 设计结果汇总表,阀孔（筛孔）布置图 负荷性能图 对本设计的评述 参考资料 （同时要上交草稿）,2020/10/29,8,标题页 设计任务书
4、 目录 设计方案简介 工艺流程简图 设计计算书 设计结果汇总表 阀孔（筛孔）布置图 负荷性能图 对本设计的评述 参考资料,化工原理课程设计 说 明 书 设计题目： 班 级： 姓 名： 指导教师： 设计成绩： 日 期：,2020/10/29,9,1.设计任务书 2.设计说明书 3.应交材料,课程设计的基本要求,每人一个文件袋，装入： （1）课程设计说明书； （2）1#塔体及塔板布置图一张； （3）草稿。,2020/10/29,10,1.计算过程尽可能表格化。 2.引用的数据和选用的公式应标明出处。 3.计算结果应列表汇总。 4.设计说明书应做到求文字工整、绘图清晰、 计算准确、叙述精练、格式整齐
5、、装订成册。,设计说明书要求,注意：所有物理量一律斜体，下标正体！,2020/10/29,11,四、时间安排 2012.5.212012.6.29 周一，三，五 早：8:3011:30 （周六，日休息） 指定的时间内必须到教室 6月28日下午5:00前交设计说明书 6月29日上午8:30答辩， （包括图及计算草稿）,2020/10/29,12,五、主要参考文献 1.化工原理课程设计，刘雪暖，汤景凝编 2.石油化学工程原理上、下册，李阳初，刘雪暖编 3.石油炼制及石油化工计算方法图表集， 石油大学炼制系编,2020/10/29,13,班级： 姓名：,化工原理课程设计成绩评定表,六、 评分标准,2
6、020/10/29,14,工艺计算,1、工艺流程简图,2020/10/29,15,2 、选定塔顶，塔底产品浓度（有时由任务书给出，注意是摩尔浓度还是质量浓度），进行全塔物料衡算，列出物料衡算总表。多元系需先按照清晰分割计算，之后再进行非清晰分割校核，10- 4）。,工艺计算,2020/10/29,16,3、确定冷凝罐、塔顶、塔底的操作压力 首先，选冷凝罐中冷凝液温度，该温度由冷却水决定。 冷却水为循环水，一般情况下，t入=2530； 经过换热器后，t出3540。视气候而定 塔顶产品冷凝液应与冷却水保持一定温差，可取t =1020， 为保证冷凝、冷却效果，且不致使用很大的传热面积。 因此，t罐=
7、t冷却水+1020。,工艺计算,2020/10/29,17,3、确定冷凝罐、塔顶、塔底的操作压力 确定冷凝罐，塔顶，塔底的操作压力 对二元理想物系，由冷凝罐中冷凝液温度，计算该温度下的蒸汽压数据，可得P罐（绝对压力）。 全塔压力的确定： P顶=P罐+0.10.2atm （考虑管级及冷凝器阻力） P底=P顶+P塔 P塔=N实P板 P板=36mmHg（选5mmHg接近）,工艺计算,不知道？,2020/10/29,18,4、确定塔顶，塔底温度（多元系应列表）。 塔顶：露点方程 （yi/Ki - 1） 10 2 塔底：泡点方程（Kixi - 1 10- 2) (对多元高压系统应列表给出试差结果)（Ki
8、xi - 1 10- 2 或 yi/Ki - 1 10 2) 5、选定进料状态，定出进料温度（有时由任务书给出，如饱和液体或两相进料）。 6、二元系在已定的全塔平均操作压力下，做出y-x相平衡曲线。 对多元系则需求出各组分对某一关键组分的相对挥发度。,2020/10/29,19,7、最小回流比Rmin Rmin ， R/Rmin=1.12,二元系：图解，公式 多元系：恩德伍德公式,2020/10/29,20,N 塔高 设备费用 R L、V QC、QB 操作费用 塔径 设备费用,适宜的操作回流比R,8、求出最小理论板数Nmin及适宜的操作回流比R Nmin芬斯克公式 作图:(R+1) NR/Rm
9、in,2020/10/29,21,作图:(R+1) NR/Rmin , 1 P57-58 。,适宜的操作回流比R,2020/10/29,22,8、求出最小理论板数Nmin及适宜的操作回流比R Nmin芬斯克公式 作图:(R+1) NR/Rmin,2020/10/29,23,工艺计算,9、确定所需的理论板数N及进料位置。,二元系：用作图法或逐板计算法 多元系: 求理论板数用简捷法（吉利兰图或关联式）,多组分用关联式计算N,注意：计算出的N及Nmin 是否包括再沸器、分凝器 。,2020/10/29,24,10、确定全塔效率ET，算出上、下两段所需实际板数 Oconnell关联式 11、非清晰分割
10、校核，10- 4,工艺计算,2020/10/29,25,12、计算塔顶冷凝器及塔底再沸器的热负荷，求出所需冷却水量及加热蒸气用量，列出全塔热量衡算总表。 确定塔顶取热量QC，塔底取热量QB Q进Q出Q损 取Q损（510%）QB 如果采用蒸汽直接加热， t蒸汽t塔底1520,2020/10/29,26,13、确定适宜的塔板间距HT，求出塔内最大允许气速（精馏段，提馏段分开算），算出塔径D。 Smith法、波津法 求D，取较大者圆整到标准系列 D =1000、1200、1400、1600、1800、2000mm,2020/10/29,27,教室安排：,2020/10/29,28,时间安排：,2020/10/29,29,分组安排：,
