《郭骏、韩鹏、王瑛璞课程设计完稿二硫化碳-四氯化碳蒸馏过程及精馏塔的设计(10吨每小时)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《郭骏、韩鹏、王瑛璞课程设计完稿二硫化碳-四氯化碳蒸馏过程及精馏塔的设计(10吨每小时)（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科生（化工原理）课程设计题目二硫化碳 - 四氯化碳蒸馏分离过程与精馏塔的设计学生姓名郭骏 韩鹏王瑛璞指导老师赵海红学院化 学 化 工 学 院专业班级制药工程 1105 完成时间2013 年 11 月化工原理课程设计成绩评定栏评定单元评审要素评审内容分值指导教师评分评阅教师评分设计说明 书，40% 格式规范设计说明书是否符合规定的格式要求5 内容完整设计说明书是否包含所有规定的内容5 设计方案方案是否合理及符合选定题目的要求10 工艺计算过程工艺计算过程是否正确、完整和规范20 设计图纸， 40% 图纸规范图纸是否符合规范5 标注清晰标注是否清晰明了5 与设计吻合图纸是否与设计计算的结果完全一
2、致10 图纸质量设计图纸的整体质量的全面评价20 答辩成绩， 20% 内容表述答辩表述是否清楚10 回答问题回答问题是否正确10 100 综合成绩成绩等级指导教师评阅教师答辩小组负责人 (签 名) (签 名) (签名) 年月日年月日年月日说明 : 评定成绩分为优秀(90-100)，良好 (80-89)，中等 (70-79)，及格（60-69）和不及格 (5s，符合要求）4、降液管底隙高度h0取液体通过降液管底隙流速为1. 0u0m/s 依式计算降液管底隙高度h0，即0159.01.098.000192. 0h00ulLWSm 提馏段：1、溢流堰长 lW为 0.7D ，即 lW=0.7 1.4=
3、0.98 m 2、出口堰高 hW , hW=hL-hoW 由7 .04. 198.0DlW72.150.9841.152.55.2 Wh ll 查的 E 为 1.05 求的堰上液高度：0107.0)0.986.92(1.02)10002.84()ll)E(10002.84(32 32wh owhm 故0513.00187. 0-07.0-hLowwhhm 3、降液管宽度 Wd与降液管面积 Af由7.04.198.0 DlW，查得14.0WdD.080AATf196.04. 114.014.0WdDm 23 1231.04 .1408.0480. 0A22 fDm2 5 .1142800.04.
4、01231.0AfST LH s（5s，符合要求）4、降液管底隙高度h0取液体通过降液管底隙流速为.080u0m/s 依式计算降液管底隙高度h0， 即0546.008.098.000428.0h00ulLWSm（三）塔板布置：1、取边缘区宽度Wc=0.035 m ，安定区宽度 Ws=0.065 m 精馏段：依下式计算开孔区面积）（ RxRxRx1-222sin180-2A其中439.0)065.0196.0(-24. 1)(-2DxsdWWm 665.0035.0-24. 1-2DRCWm 故076.1665.0439.0sin665.01800.439-665.0439.02A1-222）（
5、m 提馏段：依下式计算开孔区面积）（ sin180-2A1-222 RxRxRx其中439.0)065. 0196. 0(- 24.1)(- 2DxsdWWm 665.0035.0-24.1-2DRCWm 24 故076.1665.0439.0sin665.01800.439-665.0439.02A1-222）（m （四）筛孔数 n 与开孔率 ：取筛孔孔径 d0为 5mm 正三角形排列，一般碳钢的板厚为 4mm 取 t/d0=3.5 故孔中心距 t=3.5 5.0=17.5 mm 依下式计算塔板上的筛孔数n，即孔40701.706) 5.71101158()At101158(2323 n依下
6、式计算塔板上开孔区的开孔率，即：5%.7907.0100%AA200 ）（dt（在 515% 范围内）精馏段每层板上的开孔面积A0为：807.0076.1075.0A0Am2气孔通过筛孔的气速91.90807.08.0u00AVs m/s 提馏段每层板上的开孔面积A 0为：807.0076. 1075.0A0Am2气孔通过筛孔的气速3.90807. 0.7510u00AVsm/s （五）塔有效高度：精馏段 Z（精） =（10-1） 0.4=3.6 m 提馏段 Z（提） =（10-1） 0.4=3.6 m 在进料板上方开一人孔，其高为0.8m ，一般每 68 层板设一人孔用于安装检修，需经常清洗
7、时每隔34 层设一孔。25 根据此塔人孔设4 个，故精馏塔有效高度Z=Z（精） +Z（提）+4 0.8=3.6+3.6+3.2=10.4 m 3.4 筛板的流体力学验算：（一）气体通过筛板压降相当的液柱高度hp1、根据hhhlcph干板压降相当的液柱高度hc2、根据25.14/5/d0，查干筛孔的流量系数图C0=0.89 精馏段由下式得：0.168)1335.23.55()0.899.910.051()(051.02lv200）（ cuhcm 精馏段由下式得：0.02)1335.25.26()0.899.30.051()(051.02lv200）（ cuhcm 3、精馏段气流穿过板上液层压降相
8、当的液柱高度hl5652.01231. 0-5386.18.0-ufts AAV m/s 065.155.35652.0Fvu由充气系数 0与 F的关联图查取板上液层充气系数 0为 0.65 则0.0450.070.65)h(hh0ww00lLhm 提馏段气流穿过板上液层压降相当的液柱高度hl531. 01231. 0-5386.1751.0-ufts AAV m/s 218. 126.5531. 0Fvu由充气系数 0与 F的关联图查取板上液层充气系数 0为 0.63 26 则0.04410.070.63)h(hh0ww00lLhm 4、精馏段克服液体表面张力压降相当的液柱高度h由00158
9、9.0005.081.92.13351002.2644h3-0Lgdm 提馏段克服液体表面张力压降相当的液柱高度h 由236001.0005.081.92.14651002.2644h3-0Lgdm 故精馏段0639. 0001589.00455.00186.0hpm 单板压降：98.8362.133581.90639.0hppgLPa =0.8370KPa(800mm, 裙座厚取 16mm 基础环内径mm324116)2(1400Dbi基础环外径mm3261100.216)2(1400D3 bo圆整mm4501Dbimm6001Dbo基础环的厚度考虑到腐蚀余量，取 18mm ，考虑再沸器，
10、高地面 2m，地角螺栓直径取 M30人孔一般隔 68 塔板设一个人孔，取入孔直径为500mm ，其伸出塔体的筒体长为 220mm, 人孔中心距操作平台8001200mm ，设人孔的板间距为800mm ，共 21 块板（包括进料板），可设 4 人孔。塔总体高度的设计塔的顶部空间塔的顶部空间高度是指塔的第一层塔盘到塔顶封头的直线距离，取除沫器到第一块板的距离为800mm ，塔顶部空间高度为1200mm. 塔的底部空间m.61HB塔的总体高度mHHHnHnHnnnBDPFTpF8.146.12.14.0410.41-HPF）（4、3 热量衡算加热介质的选择41 为节约能源消耗，初始设计可讲塔底液作为
11、加热介质冷凝剂的选择选取冷却水，温度25，升温 10原因：方便易得，清洁不易结垢，升温线越高，用水量越少，但平均温差小，传热面积大，综合考虑选择10热量衡算：由气液平衡数据：CCCooo59.73t ,93.46t ,58twDFCo93.46tD时：由物性表查得kkJ/mo73.133k,.44kJ/mol7721ppCCkol79.129kJ/m0.97)-(1133.730.97.4477)-1(21DDpDppxCxCCCo59.73tW时：由物性表查得k40.85kJ/mo1k,9.05kJ/mol721ppCCkkJ/mol76.3710.05)-(1140.850.0505.79
12、)-1(21WWpWppxCxCCCo58tF时：由物性表查得k6.25kJ/mo13k,l8.074kJ/mo721ppCCkkJ/mol73.1610.34)-(1136.650.34407.78)-1 (21FFpFppxCxCC当Co93.46tD时：由物性表查得/kmol27856.92kJ78.34355.59kJ/kg59.3551rkmol16004.1kJ/78.34204.29kJ/kg9204.22rkJ/kmol26.275010.97)-(16 .307620.9745.40167)-1(21DDxrxrr塔顶以 0为基准线，则0上升热量 Qv42 hkJrVtCVQ
13、DpDv /352602226.2750196.11293.46129.7996.112塔顶溜出液热量 QDhkJtCDQDpD/9183593.46129.7973.24D回流热量 QRhkJtCLQRpR/32771893.46129.7925.88R进料热量 QFhkJtCLQFpF/6372925873.11613.94F（1）塔底残液热量 QWhkJtCLQWpW/54449959.7376.13771.53W（2）由（1） （2）知FWQQ故考虑用塔釜液提供热量方案不可行，改用两台预热器。先用塔釜液加热，再用水蒸气加热，水蒸气还需要提供热量kmol/45.27,/92793hhkk
14、JCtCVQhkJQphhphhhkmolVh/33.8冷凝器消耗的热量：hkJQQQ/310646991835-327718-3526022-RVC再沸器提供的热量QB（全塔范围内列热量衡算式）塔釜热损失为10%，则塔釜热损失BQQ1.0再沸器实际热负荷 ; BBQQQQQQ1 .0WDCF即：637292-918355444993106469-0.9WDCFBQQQQQ解得hkJQB/345056843 4、4 再沸器的选择：选择 120水蒸气加热，传热系数取C)hJ/(m2926K2k出料液温度：C120C120C58C58，水蒸气温度逆流操作：C46.41tC,62.0t21C8.53
15、ttlnt-tt2121 m传热面积：根据全塔热量衡算得hkJQS/5056843.21.92853.29264505683 mtKQAmS取安全系数为 1.04，则所需换热面积282.2A1.04mA公称直径1mm 管程数 NP排管数 n 管程流通面积 1m2换热面积A/m2换热管长度 L/mm 400 4 129 0.0059 22.8 4500 4、5 泵的选型以进料泵为例，由上面设计可知，其流速为：smuF/47.1设泵在地面上，忽略其他因素，料液面至加料孔的高度8.66. 12.1104 .0h主加料管长 20m，900标准弯头两个，则有关管件的局部阻力系数分别是：900标准弯头：0
16、.75截止阀：6.0则总局部阻力系数为13.52620.7544 由上面设计可知：进料液密度为3/1.1435mkgF黏度为s0.5176mPaF则：)(101004.2105176.01.143547.105.045 3湍流FFFF euudR取管壁绝对粗糙度0.0324,006.0/0.3mm,查莫狄图可得摩擦系数d则mg56.19.8121.4713.5)0.051(0.03242u)d1(H22FffKPapF7107 .0在两截面之间；列伯努利方程求泵的扬程为：mHgpZHf FF e26.956.181.91.14351072.73流量/h97.61.143548.12744.783mFqM所选泵的额定流量和扬程应略大于系统所需的，查泵的性能表油泵型号为：BAY60-50型号BAY 60-50流量/h3m10 扬程 m 40 功率机4 轴2.9 转
