年處理4萬噸丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計

化工單元課程設(shè)計題目：年處理4萬噸丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計學(xué)院化學(xué)學(xué)院專業(yè)班級制藥一班學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號指導(dǎo)教師

設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目年處理4萬噸丙酮-水連續(xù)精餾塔設(shè)計二、設(shè)計條件=1\*GB2⑴生產(chǎn)時間8000小時,處理量4萬噸/年，進料含丙酮55%=2\*GB2⑵塔頂操作壓力常壓（絕壓）=3\*GB2⑶塔頂采用全凝器，泡點回流=4\*GB2⑷塔釜為飽和蒸汽間接加熱=5\*GB2⑸篩板塔精餾設(shè)計=6\*GB2⑹塔頂產(chǎn)品丙酮濃度不低于98%（質(zhì)量分率）塔底釜液丙酮不高于1%（質(zhì)量分率）三、設(shè)計任務(wù)=1\*GB2⑴完成精餾塔的物料衡算、熱量衡算和設(shè)備設(shè)計計算及輔助設(shè)備設(shè)計選型計算。=2\*GB2⑵繪制生產(chǎn)工藝流程圖、精餾塔設(shè)計條件圖。=3\*GB2⑶撰寫設(shè)計說明書。

目錄TOC\o"1-2"\h\u13459摘要 ⑸裙座塔底常用裙座支撐，本設(shè)計采用圓筒形裙座，裙座壁厚取16mm?；A(chǔ)環(huán)內(nèi)徑：基礎(chǔ)環(huán)外徑：圓整后：考慮到再沸器，取裙座高2m。塔體總高度：5.2.2進料管線管徑進料流量為，氣溫度由25℃升至61.275℃后進入精餾塔。選擇原料流速管線直徑：根據(jù)管材規(guī)范，應(yīng)選擇Φ56×3.5的管材，其內(nèi)徑為0.049則實際流速：5.2.3原料泵的選擇設(shè)料液面至加料孔12m,90°標準彎頭兩個，180°回彎頭一個，球心閥（全開）1個則有關(guān)部件的阻力系數(shù)分別為：進口突然收縮：ζ=0.590°標準彎頭：ζ=0.75180°回彎頭：ζ=1.5球心閥（全開）：ζ=6.4則總的局部阻力系數(shù)為：Σζ=0.75×2+6.4+0.5+1.5=9.9已知：取管壁粗糙度查得λ=0.0275則：在兩截面之間列柏努利方程求泵的揚程為：所選泵的額定流量和揚程應(yīng)略大于系統(tǒng)所需的，據(jù)此選IS型單級單吸離心泵具體性能見表5-3。表5-3IS型單級單吸離心泵性能參數(shù)[4]型號流量（m3/h）揚程m電機功率KW質(zhì)量（泵/底座）/kg轉(zhuǎn)速r/min結(jié)構(gòu)IS50-32-12512.5202.032/462900單級單吸離心泵5.3回流罐的設(shè)計[6]設(shè)凝液在回流罐中停留的時間為10min,罐的填充系數(shù)取0.7，則該罐的容積V計算如下：圓整后塔釜餾出液的速度一般可取0.5～1.0m/s.本設(shè)計取0.6m/s式中：W--塔釜餾出液的質(zhì)量流量kg/s--塔釜液相對密度所以根據(jù)管材規(guī)范，應(yīng)選擇Φ45×3.5的管材，其內(nèi)徑為0.038

結(jié)論篩板塔設(shè)計計算結(jié)果序號項目計算數(shù)據(jù)序號項目計算數(shù)據(jù)精餾段提餾段精餾段提餾段1氣相流量Vs，（m3/s）0.51210.531114篩孔數(shù)目1217（總)2液相流量Ls(m3/s)0.000270.001415孔中心距,m0.0153塔徑,m0.816開孔率,%10.14板間距,m0.4517空塔氣速,m/s1.021.065溢流形式單溢流18篩孔氣速,m/s21.3922.196降液管形式弓形19穩(wěn)定系數(shù)2.22.187堰長,m0.4820單板壓降,kpa0.5830.648堰高,m0.0440.03621負荷上限液泛控制9板上液層高度,m0.0522負荷下限漏液控制10堰上液層高度,m0.0060.01423液沫夾帶eV(kg液/kg氣)0.0280.0075311降液管底隙高度,m0.0070.0324汽相負荷上限，m3/s1.320.9612開孔區(qū)面積,m20.23725汽相負荷下限m3/s0.160.2213篩孔直徑,m0.00526操作彈性8.254.364

結(jié)束語通過了將近一個月的努力，終于將本次課程設(shè)計完成，前兩周一直在改手稿，然后輸入電子版并繪制CAD和手畫帶控制點的流程圖，此次課程設(shè)計本人收獲良多，首先在面對困難與挫折面前，我學(xué)會了勇敢面對而不是逃避，在面對一次次修改手稿的時候我選擇了繼續(xù)堅持;其次，我可以和更熟練的將所學(xué)的知識應(yīng)用在課程設(shè)計里，初步了解到了化工在工廠應(yīng)用的一些基本知識;最后，我更好的掌握了Aspen、CAD、Word及Excel等軟件的功能?？偠灾诒敬握n程設(shè)計中我收獲了很多，老師也交給了我很多東西，有大方面的問題也有細節(jié)性問題，我非常喜歡我們的老師，她非常有責(zé)任人心，每次我問問題的時候她總會不厭其煩的回答我，不管時間多晚她都會回答我的問題，在這里我要謝謝我的指導(dǎo)老師劉老師，如果沒有老師的指導(dǎo)就沒有我現(xiàn)在的成果。

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主要符號說明符號說明符號說明x液相組分中摩爾分率hOW堰上液層高度y氣相組分中摩爾分率Wd弓形降液管寬度F進料液體量Af弓形降液管截面積D塔頂液體量θ降液停留時間W塔釜液體量ho降液管底隙高度t溫度Wc塔板邊緣區(qū)寬度α相對揮發(fā)度Ws塔板上入口安定區(qū)寬度R回流比Aa開孔區(qū)面積μ粘度δ碳鋼板厚度ET板效率do孔徑NP實際板數(shù)to孔中心距ρ密度n篩孔數(shù)目ρL液體密度uo篩孔氣速ρv氣體密度φ開孔率M摩爾質(zhì)量hc干板阻力Mv氣相摩爾質(zhì)量hl液層阻力ML液相摩爾質(zhì)量hσ液體表面張力阻力P壓力Fo氣相動能因子σ表面張力β充氣系數(shù)V體積Δ液面落差L1精餾段液相質(zhì)量流量I焓L2提餾段液相質(zhì)量流量ΔHv蒸發(fā)潛熱V1精餾段氣相質(zhì)量流量Tr對比溫度V2提餾段氣相質(zhì)量流量Cp比熱容Ls1精餾段液相體積流量Qc冷凝器熱負荷Ls2提餾段液相體積流量QB加熱器熱負荷Vs1精餾段氣相體積流量Wc冷卻水消耗量Vs2提餾段氣相體積流量Wh加熱蒸氣消耗量HT板間距H1塔頂封頭hL板上液層高度Ha塔頂空間D1塔徑HB塔底空間AT塔截面積HF進料板處間距l(xiāng)w堰長H塔總高度hw堰高Re雷諾數(shù)

附錄1附表1常壓下丙酮-水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系[1]丙酮/%(摩爾分率)溫度/℃丙酮/%(摩爾分率)溫度/℃丙酮/%(摩爾分率)溫度/℃液相氣相液相氣相液相氣相00100.00.200.81562.10.800.89858.20.010.25392.70.300.83061.00.900.93557.50.020.42586.50.400.83960.40.950.96357.00.050.62475.80.500.84960.01.001.056.130.100.75566.50.600.85959.70.150.78963.40.700.84759.0附表2水和丙酮的粘度表(單位mPa.s)[2]溫度℃5060708090100水粘度0.5920.4690.40.330.3180.248丙酮粘度0.260.2310.2090.1990.1790.16附表3丙酮和水的密度（單位：kg.m-3）[2]溫度/℃5060708090100水密度998.1983.2977.8971.8965.3958.4丙酮密度785.56737.4718.68700.67685.36669.92附表4丙酮水的表面張力(單位：10-3N.m-1)[2]溫度℃5060708090100丙酮表面張力19.518.817.716.315.214.3水表面張力67.766.064.362.760.158.4附表5沸點下蒸發(fā)潛熱列表[1]組分沸點/℃蒸發(fā)潛熱ΔHv（kJ/kg）Tc/k丙酮56.5523508.1水1002257648.15附表6丙酮和水在不同溫度下混合物的比熱容Cp（單位：kJ/(kg.℃)[3]組分塔頂塔釜進料精餾段提餾段丙酮2.3132.4662.3252.3182.409水4.1834.2144.1864.1854.189化工單元設(shè)計教師評分表評價單元評價要素評價內(nèi)涵滿分評分平時成績20%出勤能按時到指定設(shè)計地點進行課程設(shè)計，不曠課，不遲到，不早退。10紀律學(xué)習(xí)態(tài)度認真，遵守課程設(shè)計階段的紀律，作風(fēng)嚴謹，按時完成課程設(shè)計規(guī)定的任務(wù)，按時上交化工單元設(shè)計有關(guān)資料。10說明書質(zhì)量30%說明書格式符合課程設(shè)計說明書的基本要求，用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位及各種資料引用規(guī)范等。10工藝設(shè)計計算根據(jù)選定的方案和規(guī)定的任務(wù)進行物料衡算，熱量衡算，主體設(shè)備工藝尺寸計算，附屬設(shè)備的選型等。20制圖質(zhì)量30%制圖圖形圖紙的布局、線形、字體、箭頭、整潔等。20制圖正確性符合化工單元設(shè)計任務(wù)書制