核燃料循环课程设计-唐韬 (1)Word文档下载推荐.doc
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(1)塔顶压强4kPa(表压);
(2)进料热状况q=1;
(3)回流比R=2Rmin;
(4)塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压);
(5)单板压降0.7kPa。
三、设计内容
(1)精馏塔的物料衡算;
(2)塔板数的确定;
(3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;
(4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算;
(5)塔板主要工艺尺寸的计算;
(6)塔板流体力学的计算;
(7)塔板负荷性能图;
(8)塔体接管尺寸的计算;
(9)电脑绘制生产工艺流程图;
(10)手工绘制精馏塔设计条件图;
(11)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
四、设计要求
(1)设计计算说明书撰写规范、严谨,条理清晰;
(2)数据可靠,论证合理,有设计价值;
(3)图纸绘制应符合化工制图的标准。
指导教师:
年月日
苯—氯苯分离过程填料精馏塔设计
唐韬
(南华大学核资源与核燃料工程学院,湖南衡阳,421001)
指导老师:
夏良树(教授)
摘要:
设计了一座苯—氯苯连续精馏塔,每小时生产99.0%的氯苯4吨。
塔顶溜出液中含氯苯≤2%,原料液中含氯苯40%(wt%)。
本设计为了满足生产工艺的要求,对精馏塔进行物料衡算、对塔的工艺条件及物性数据和塔体、塔板工艺尺寸进行了计算,并绘制了工艺流程图,本设计还对塔的主要接管的尺寸进行了计算。
本设计设计合理,满足生产工艺要求。
关键词:
苯;
氯苯;
精馏;
筛板塔;
设计
Thedesignofpackingabsorbingcolumnforbenzene-chlorobenzene
TangTao
(Schoolofnuclearresourcesandnuclearfuel,UniversityofSouthChina,HengyangHunan,421001)
Tutor:
XiaLiangshu(professor)
Abstract:
Distillationseparationisthemostcommonlyusedliquidmixtureofaunitoperationinchemical,petrochemicalandotherindustriesrefining,widelyapplied.Thisdesignisthesubjectofbenzenemorpholine-toluenebinarysystem–packingabsordingcolumnprocessofdesign,indeterminingtherequest,designscheme.Designcontentincludesdistillation,distillationprocessflowcharts,distillationequipmentstructureanddesignspecification.
Keyword:
packingabsordingcolumn;
Benzene-Toluene;
Distillationprocess;
distillationequipmentstructure
目录
设计任务书
摘要………………………………………………………………………………..(4)
引言…………………………………………………………………………………………(4)
1设计方案的确定…………………………………………………………………(6)
2精馏塔的物料衡算……………………………………………………………(9)
2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率……………………………………(9)
2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………………………………..(9)
2.3衡算物料……………………………………………………………………..(9)
3塔板数的确定…………………………………………………………………….(10)
3.1理论塔板数的求取…………………………………………………………...(11)
3.2实际塔板数………………………………………………………………...(12)
4精馏塔的工艺条件及物性数据计算…………………………………........(12)
4.1操作压力计算……………………………………………………………….(13)
4.2温度tm……………………………………………………………………….(9)
4.3平均摩尔质量计算…………………………………………………………...(9)
4.4平均密度ρm计算……………………………………………………………..(10)
4.5液相的平均表面张力计算…………………………………………………..(12)
4.6液体平均粘度计算………………………………………………………….(13)
5精馏塔的主要工艺尺计算……………………………………………….(15)
5.1塔径的计算…………………………………………………………………(16)
5.2精馏塔有效高度的计算……………………………………………………(17)
6塔板主要工艺尺寸的计算……………………………………………………(18)
6.1 溢流装置计算……………………………………………………………(19)
6.2塔板布置……………………………………………………………………(20)
7筛板的流体力学验算……………………………………………………………..(21)
7.1塔板压降……………………………………………………………………(21)
7.2液面落差…………………………………………………………………..(22)
7.3液沫夹带…………………………………………………………………..(22)
7.4漏夜………………………………………………………………………..(23)
7.5液泛………………………………………………………………………..(23)
8塔板负荷性能图………………………………………………………………….(24)
8.1漏液线…………………………………………………………………….(24)
8.2液沫夹带线……………………………………………………………….(25)
8.3液相负荷下限线…………………………………………………………..(25)
8.4液相负荷上限线……………………………………………………………(26)
8.5液泛线………………………………………………………………………(26)
9接管尺寸的确定……………………………………………………………(27)
9.1进料管管径…………………………………………………………………(27)
9.2塔釜出料管管径……………………………………………………………(28)
9.3回流管管径…………………………………………………………………(28)
9.4塔顶蒸汽出口管道的直径 ……………………………………………….(29)
9.5塔底上升蒸汽管…………………………………………………………….(29)
10塔体设计总表……………………………………………………………(30)
11简易流程图………………………………………………………………..(31)
12设计过程的评述和有关问题的讨论………………………………….(32)
结论………………………………………………………………………………(32)
参考文献……………………………………………………………………(32)
谢辞………………………………………………………………………………(33)
引言
1塔设备设计概述
塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气(或汽)或液液两相紧密接触,达到相际传质及传热的目的。
在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。
塔设备中常见的单元操作有:
精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外,工业气体的冷却和回收、气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等。
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。
作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相能充分接触,以获得高的传质效率。
此外,为满足工业生产的需要,塔设备还必须满足以下要求:
1、生产能力大;
2、操作稳定,弹性大;
3、流体流动阻力小;
4、结构简单、材料耗用量少,制造和安装容易;
5、耐腐蚀和不易阻塞,操作方便,调节和检修容易。
2板式精馏塔设备选型及设计
因为板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低,故工业上多采用板式塔。
因而本课程设计要求设计板式塔。
(1)工业上常见的几种的板式塔及其优缺点
Ⅰ浮阀塔。
在塔板开孔上方,安装可浮动的阀片,浮阀可随气体流量的变化自动调节开度,可避免漏液,操作弹性大,造价低,且安装检修方便,但对材料的抗腐蚀性能要求高。
Ⅱ筛孔塔。
结构简单、造价低廉、筛板塔压降小、液面落差也较小、生产能力及塔板效率都较泡罩塔高,故应用广泛。
Ⅲ泡罩塔。
其气体通道是升气管和泡罩,由于升气管高出塔板,即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液,操作弹性大,升气管为气液两相提供了大量的传质界面。
但泡罩塔板结构复杂,成本高,安装检修不便,生产能力小。
综合考虑最终选择筛孔式精馏塔。
(2)设计板式塔的要求及简易流程
首先应根据已给定的操作条件,由图解法或解析法求得理论塔板数、选定或估算塔板效率,从而测得实际塔板数,然后对以下内容进行设计或计算:
Ⅰ塔高的计算。
包括塔的主体高度、顶部与底部空间的高度,以及裙座的高度。
Ⅱ塔径的计算。
Ⅲ塔内件的设计。
主要是塔盘的工艺和结构设计,此多此还包括,塔的进出口、防冲档板、防涡器、除沫器等的设计计算。
设计流程简略图流程:
装置的有关操作条件→给定的塔板设计条件→确定塔径→溢流区的设计→气液接触区的设计→各项核对计算。
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