化工原理課程設(shè)計(jì)乙烯—乙烷精餾裝置設(shè)計(jì)(篩板)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目： 乙烯—乙烷精餾裝置設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 部： 化工與環(huán)境生命學(xué)部 </p><p>　　專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝（英語強(qiáng)化） </p><p>　　

2、班 級： 化英XXXX </p><p>　　學(xué) 號： 200X48XXX </p><p>　　學(xué)生姓名： X X </p><p>　　指導(dǎo)教師： XXX

3、 </p><p>　　過程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　(一)</b></p><p>　　乙烯——乙烷精餾裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名 呂 超 班級 化英0701 學(xué)號 200748526 </p><p>　　表1中圈上序號的設(shè)計(jì)

4、方案包括了個人本次課程設(shè)計(jì)的參數(shù)。</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)條件</b></p><p>　　工藝條件：飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料乙烯含量(摩爾百分?jǐn)?shù))</p><p>　　塔頂乙烯含量，釜液乙烯含量，總板效率為0.6。</p><p>　　操作條件：建議塔頂操作壓力2.5MPa(表壓)。</p>&l

5、t;p><b>　　安裝地點(diǎn)：大連。</b></p><p><b>　　其他條件見表1。</b></p><p><b>　　表1設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　續(xù)表1</b></p><p><b>　　續(xù)表1</b

6、></p><p><b>　　續(xù)表1</b></p><p><b>　　續(xù)表1</b></p><p><b>　　續(xù)表1</b></p><p><b>　　二、工藝設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1 完成精餾塔的

7、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p><b>　　(1) 塔高、塔徑</b></p><p>　　(2) 溢流裝置的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(3) 塔盤布置</b></p><p>　　(4) 塔盤流動性能的校核</p><p><b>　　(5) 負(fù)荷性能圖&

8、lt;/b></p><p>　　2 完成塔底再沸器的設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p>　　3 管路尺寸的確定、管路阻力計(jì)算及泵的選擇；</p><p>　　4 其余輔助設(shè)備的計(jì)算及選型；</p><p>　　5 控制儀表的選擇參數(shù)；</p><p>　　6 用3#圖紙繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及主要設(shè)備(精餾塔或再沸器

9、)的工藝條件圖各一張；</p><p>　　(塔板設(shè)計(jì)位置為塔頂?shù)耐瑢W(xué)完成精餾塔的工藝條件圖；塔板設(shè)計(jì)位置為塔底的同學(xué)完成再沸器的工藝條件圖。)</p><p>　　7 編寫設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　三、其它要求</b></p><p>　　本課程的設(shè)計(jì)說明書分兩本裝訂，第一本為工藝設(shè)計(jì)說明書，第二本為機(jī)

10、械設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　1-2周完成工藝設(shè)計(jì)后，將工藝設(shè)計(jì)說明書交上來，計(jì)算結(jié)果表經(jīng)指導(dǎo)教師審核簽字合格后，方可進(jìn)行3-4周的機(jī)械設(shè)計(jì)（注：應(yīng)用化學(xué)專業(yè)只進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)）。</p><p>　　圖紙一律用計(jì)算機(jī)（電子圖板）出圖。</p><p>　　本課程要求獨(dú)立完成，發(fā)現(xiàn)抄襲行為取消該門成績。最終成績由工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)的完成情況和最后的考試（核）情況綜

11、合給定。</p><p><b>　　四、參考資料</b></p><p>　　《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》，匡國柱、史啟才主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p>　　《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊》（有機(jī)卷），劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p>　　《化工物性算圖手冊》，劉光啟

12、、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p>　　《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》，盧煥章，劉光啟、馬連湘、劉杰主編,化學(xué)工業(yè)出版社，1982年。</p><p>　　《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》（續(xù)篇），馬沛生，化學(xué)工業(yè)出版社，1993年。</p><p>　　《石油化工設(shè)計(jì)手冊》，王松漢，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p&g

13、t;　　指導(dǎo)教師 賀高紅 </p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 20011年06月21日</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本精餾塔極其輔助設(shè)備設(shè)計(jì)書包括概述，流程簡介，設(shè)計(jì)任務(wù)書，精餾塔設(shè)計(jì)，再沸器設(shè)計(jì)，輔助設(shè)備設(shè)計(jì)，管路設(shè)計(jì)，控制方案，附錄共九個部分。</p><p&

14、gt;　　設(shè)計(jì)書中對篩板精餾塔和再沸器的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的說明，對輔助設(shè)備和管路的設(shè)計(jì)做了簡要說明。</p><p>　　由于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)有限，設(shè)計(jì)時間有限，因此有設(shè)計(jì)不妥之處在所難免，歡迎老師予以指正。</p><p><b>　　感謝老師的指導(dǎo)。</b></p><p><b>　　第一章 概述</b></p>

15、<p>　　1.1精餾塔工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用也想混合物中各組揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向汽相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由汽相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。該過程是同時進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過程。</p&g

16、t;<p>　　常規(guī)或簡單精餾塔設(shè)有一個進(jìn)料口，進(jìn)料位置將塔分為精餾段和提餾段兩段，而在塔頂和塔底分別引出一股產(chǎn)品。精餾塔內(nèi)，氣、液兩相的溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為篩板塔，篩板的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價低、塔板阻力小且效率高。但易漏液，易堵塞。然而經(jīng)長期研究發(fā)現(xiàn)其尚能滿足生產(chǎn)要求，目前應(yīng)用較為廣泛。 </p><p>　

17、　本設(shè)計(jì)回流比為最小回流比的1.3倍，回流比增大雖然可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，可以在塔頂產(chǎn)品純度一定的情況下，減少塔板數(shù)，減少了設(shè)備費(fèi)用，但是增加了能耗，綜合各類因素，本設(shè)計(jì)回流比設(shè)計(jì)為最小回流比的1.3倍。</p><p><b>　　1.2.再沸器</b></p><p>　　再沸器是精餾裝置的重要附屬設(shè)備，用以將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)

18、得以進(jìn)行。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用立式熱虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管殼式換熱器。液體在自下而上通過換熱器管程時部分汽化，由在殼程內(nèi)的載熱體供熱。</p><p><b>　　立式熱虹吸特點(diǎn)：</b></p><p>　　▲ 循環(huán)推動力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。 </p><p>　　▲ 結(jié)構(gòu)緊湊

19、、占地面積小、傳熱系數(shù)高。</p><p>　　▲ 殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)。</p><p>　　▲ 塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。</p><p>　　1.3.冷凝器（設(shè)計(jì)從略）</p><p>　　用以將塔頂蒸氣冷凝成液體，部分冷凝液作塔頂產(chǎn)品，其余作回流液返回塔頂，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行，最常用的冷凝

20、器是管殼式換熱器。</p><p>　　第二章 方案流程簡介</p><p>　　2.1.精餾裝置流程</p><p>　　精餾就是通過多級蒸餾，使混合氣液兩相經(jīng)多次混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。</p><p><b>　　流程如下：</b></p

21、><p>　　原料（乙稀和乙烷的混合液體）經(jīng)進(jìn)料管由精餾塔中的某一位置（進(jìn)料板處）流入塔內(nèi)，開始精餾操作；當(dāng)釜中的料液建立起適當(dāng)液位時，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分汽化返回塔內(nèi)。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。將塔頂蒸氣凝液部分作為塔頂產(chǎn)品取出，稱為餾出物。另一部分凝液作為回流返回塔頂?；亓饕簭乃斞厮飨?，在下降過程中與來自塔底的上升蒸氣多次逆向接觸和分離。當(dāng)流至塔底時，被再沸器加熱部分汽化，

22、其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。</p><p><b>　　2.2.工藝流程</b></p><p>　　1）物料的儲存和運(yùn)輸</p><p>　　精餾過程必須在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置一定數(shù)量不同容積的原料儲罐、泵和各種換熱器，以暫時儲存，運(yùn)輸和預(yù)熱（或冷卻）所用原料，從而保證裝置能連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。</p>&l

23、t;p><b>　　2）必要的檢測手段</b></p><p>　　為了方便解決操作中的問題，需在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表，以及時獲取壓力、溫度等各項(xiàng)參數(shù)。</p><p>　　另外，常在特定地方設(shè)置人孔和手孔，以便定期的檢測維修。</p><p><b>　　3）調(diào)節(jié)裝置</b></p><

24、;p>　　由于實(shí)際生產(chǎn)中各狀態(tài)參數(shù)都不是定值，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡欢〝?shù)量的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證達(dá)到生產(chǎn)要求，可設(shè)雙調(diào)節(jié)，即自動和手動兩種調(diào)節(jié)方式并存，且隨時進(jìn)行切換。</p><p><b>　　設(shè)備選用</b></p><p>　　精餾塔選用篩板塔，配以立式熱虹吸式再沸器。</p><p>　　2.3.處理能力及產(chǎn)品質(zhì)量</p&g

25、t;<p><b>　　乙烯乙烷物系</b></p><p><b>　　處理量：</b></p><p>　　產(chǎn)品質(zhì)量：（以乙稀摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)）</p><p><b>　　進(jìn)料：</b></p><p><b>　　塔頂產(chǎn)品：</b><

26、;/p><p><b>　　塔底產(chǎn)品: </b></p><p>　　第三章精餾塔工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)條件</b></p><p>　　工藝條件：飽和液體進(jìn)料</p><p>　　進(jìn)料乙烯含量：（摩爾百分?jǐn)?shù)）</p><p>&

27、lt;b>　　塔頂乙烯含量：</b></p><p><b>　　釜液乙烯含量：</b></p><p><b>　　總板效率：0.6</b></p><p><b>　　操作條件：</b></p><p>　　1）塔頂操作壓力：（表壓）</p>

28、<p>　　2）加熱劑及加熱方法：加熱劑——水</p><p>　　加熱方法——間壁換熱</p><p>　　3）冷卻劑：循環(huán)冷卻水</p><p><b>　　4）回流比系數(shù)：</b></p><p><b>　　塔板形式：篩板</b></p><p>　　處理

29、量：=100kmol/h</p><p>　　3.2物料衡算及熱量衡算</p><p>　　3.2.1 物料衡算</p><p><b>　　解得：</b></p><p><b>　　塔內(nèi)氣、液相流量：</b></p><p><b>　　1）精餾段：</b

30、></p><p><b>　　2）提餾段：</b></p><p>　　3.2.2 熱量衡算</p><p><b>　　1）再沸器熱流量：</b></p><p>　　再沸器加熱蒸氣的質(zhì)量流量：</p><p><b>　　2）冷凝器熱流量：</b&

31、gt;</p><p>　　冷凝器冷卻劑的質(zhì)量流量：</p><p><b>　　3.3塔板數(shù)的計(jì)算</b></p><p>　　1）相對揮發(fā)度的計(jì)算：</p><p>　　塔頂操作壓力（絕壓）：</p><p><b>　　泡點(diǎn)迭代計(jì)算得</b></p>&l

32、t;p>　　在P-K-T圖上，查得：</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　2）塔板數(shù)</b></p><p>　　取塔頂溫度 壓力 下的各個物性參數(shù)，從化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊和化工物性算圖手冊上查得：</p><p>　　乙烷：氣相密度；液相密度；</p

33、><p><b>　　液相表面張力</b></p><p>　　乙烯：氣相密度；液相密度</p><p><b>　　液相表面張力</b></p><p><b>　　設(shè)實(shí)際塔板數(shù)為75</b></p><p>　　設(shè)每塊塔板的壓差為100mm液柱</

34、p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　塔底壓力(絕壓)</b></p><p><b>　　泡點(diǎn)迭代計(jì)算得</b></p><p>　　由P-K-T圖查得：</p><p><b>　??；</b></p&

35、gt;<p><b>　　泡點(diǎn)進(jìn)料：</b></p><p><b>　　q線方程：</b></p><p><b>　　精餾段操線方程：</b></p><p>　　（精餾段）第 1 塊塔板的氣相組成y為：0.986319 液相組成x為：0.985467</p>&

36、lt;p>　　（精餾段）第 2 塊塔板的氣相組成y為：0.982011 液相組成x為：0.980151</p><p>　?。ňs段）第 3 塊塔板的氣相組成y為：0.976985 液相組成x為：0.973951</p><p>　　（精餾段）第 4 塊塔板的氣相組成y為：0.971147 液相組成x為：0.96675</p><p>　?。?/p>

37、精餾段）第 5 塊塔板的氣相組成y為：0.964401 液相組成x為：0.958427</p><p>　?。ňs段）第 6 塊塔板的氣相組成y為：0.956648 液相組成x為：0.948863</p><p>　?。ňs段）第 7 塊塔板的氣相組成y為：0.947797 液相組成x為：0.937944</p><p>　?。ňs段）第 8 塊

38、塔板的氣相組成y為：0.937768 液相組成x為：0.925571</p><p>　?。ňs段）第 9 塊塔板的氣相組成y為：0.9265 液相組成x為：0.91167</p><p>　?。ňs段）第 10 塊塔板的氣相組成y為：0.913959 液相組成x為：0.896199</p><p>　?。ňs段）第 11 塊塔板的氣相組成y為：0

39、.900149 液相組成x為：0.879162</p><p>　?。ňs段）第 12 塊塔板的氣相組成y為：0.885118 液相組成x為：0.86062</p><p>　?。ňs段）第 13 塊塔板的氣相組成y為：0.868964 液相組成x為：0.840691</p><p>　?。ňs段）第 14 塊塔板的氣相組成y為：0.851839 液

40、相組成x為：0.819564</p><p>　?。ňs段）第 15 塊塔板的氣相組成y為：0.833943 液相組成x為：0.797487</p><p>　　（精餾段）第 16 塊塔板的氣相組成y為：0.815522 液相組成x為：0.774761</p><p>　?。ňs段）第 17 塊塔板的氣相組成y為：0.796852 液相組成x為：0.75

41、173</p><p>　　（精餾段）第 18 塊塔板的氣相組成y為：0.778226 液相組成x為：0.728752</p><p>　?。ňs段）第 19 塊塔板的氣相組成y為：0.759933 液相組成x為：0.706184</p><p>　?。ňs段）第 20 塊塔板的氣相組成y為：0.742241 液相組成x為：0.684359</p&

42、gt;<p>　?。ňs段）第 21 塊塔板的氣相組成y為：0.725384 液相組成x為：0.663563</p><p>　?。ňs段）第 22 塊塔板的氣相組成y為：0.709549 液相組成x為：0.644028</p><p>　　理論進(jìn)料板為NF=22</p><p><b>　　提餾段操作方程：</b><

43、;/p><p>　　（提餾段）第 23 塊塔板的氣相組成y為：0.687528 液相組成x為：0.625922</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 24 塊塔板的氣相組成y為：0.660236 液相組成x為：0.601124</p><p>　　（提餾段）第 25 塊塔板的氣相組成y為：0.627075 液相組成x為：0.570995</p>&

44、lt;p>　?。ㄌ狃s段）第 26 塊塔板的氣相組成y為：0.58774 液相組成x為：0.535255</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 27 塊塔板的氣相組成y為：0.542389 液相組成x為：0.494049</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 28 塊塔板的氣相組成y為：0.491784 液相組成x為：0.44807</p><p>　?。?/p>

45、提餾段）第 29 塊塔板的氣相組成y為：0.437338 液相組成x為：0.3986</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 30 塊塔板的氣相組成y為：0.381007 液相組成x為：0.347418</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 31 塊塔板的氣相組成y為：0.325037 液相組成x為：0.296564</p><p>　　（提餾段）第 32 塊塔板

46、的氣相組成y為：0.271619 液相組成x為：0.248028</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 33 塊塔板的氣相組成y為：0.222557 液相組成x為：0.203451</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 34 塊塔板的氣相組成y為：0.179062 液相組成x為：0.163932</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 35 塊塔板的氣相組成y為：0.

47、141693 液相組成x為：0.129978</p><p>　　（提餾段）第 36 塊塔板的氣相組成y為：0.110443 液相組成x為：0.101585</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 37 塊塔板的氣相組成y為：0.084896 液相組成x為：0.0783729</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 38 塊塔板的氣相組成y為：0.0643952

48、液相組成x為：0.059746</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 39 塊塔板的氣相組成y為：0.0481874 液相組成x為：0.0450197</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 40 塊塔板的氣相組成y為：0.0355241 液相組成x為：0.0335139</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 41 塊塔板的氣相組成y為：0.0257212 液相組成x為：0

49、.024607</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 42 塊塔板的氣相組成y為：0.0181867 液相組成x為：0.0177612</p><p>　?。ㄌ狃s段）第 43 塊塔板的氣相組成y為：0.0124275 液相組成x為：0.0125284</p><p>　　（提餾段）第 44 塊塔板的氣相組成y為：0.00804387 液相組成x為：0.0085454

50、6</p><p>　　計(jì)算完成共計(jì)：44 塊塔板</p><p><b>　　理論板數(shù)：</b></p><p><b>　　實(shí)際板數(shù)：</b></p><p>　　實(shí)際塔板數(shù)為72塊（不含釜）</p><p><b>　　進(jìn)料板為</b></p

51、><p>　　塔底壓力為(絕)為：</p><p>　　3.4精餾塔工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1精餾段物性數(shù)據(jù)</p><p>　　取塔頂溫度 ，壓力 下的各個物性參數(shù)從化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊和化工物性算圖手冊上查得：</p><p><b>　　乙烷：</b></p>&l

52、t;p><b>　　氣相密度；液相密度</b></p><p>　　液相表面張力；M=30.07；</p><p><b>　　乙烯：</b></p><p><b>　　氣相密度；液相密度</b></p><p>　　液相表面張力；M=28.05</p>

53、<p><b>　　平均相對摩爾質(zhì)量</b></p><p><b>　　塔頂混合液體密度</b></p><p><b>　　塔頂混合氣體密度</b></p><p><b>　　查得：</b></p><p><b>　　查得壓縮因

54、子為：</b></p><p><b>　　混合氣體密度為：</b></p><p><b>　　3.4.2塔徑計(jì)算</b></p><p><b>　　1）氣液流量</b></p><p><b>　　精餾段液相流量：</b></p&g

55、t;<p><b>　　精餾段氣相流量：</b></p><p><b>　　提餾段液相流量：</b></p><p><b>　　提餾段氣相流量：</b></p><p><b>　　質(zhì)量流量：</b></p><p><b>　

56、　兩相流動參數(shù)：</b></p><p><b>　　2）塔徑的計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)HT初值為0.45米</p><p>　　查篩板泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖得：C20=0.06</p><p><b>　　氣體負(fù)荷因子：</b></p><p><b>

57、;　　液泛氣速：</b></p><p><b>　　設(shè)泛點(diǎn)率為0.75</b></p><p><b>　　氣體流量：</b></p><p><b>　　氣體流通截面積：</b></p><p>　　單流型、弓形降液管塔板：</p><p&g

58、t;<b>　　塔板截面積：</b></p><p><b>　　塔徑：</b></p><p>　　按照塔設(shè)備系列化標(biāo)準(zhǔn)圓整取塔徑為D=1.2m</p><p><b>　　因此，塔板截面積</b></p><p><b>　　降液管截面積</b><

59、;/p><p><b>　　實(shí)際操作氣速為</b></p><p><b>　　實(shí)際泛點(diǎn)率為</b></p><p>　　3.4.3塔高的估算</p><p>　　實(shí)際塔板數(shù)為72，設(shè)HT初值為0.45米, 有效塔高</p><p>　　設(shè)釜底液在釜中的停留時間為5min，<

60、;/p><p><b>　　釜底液流出量</b></p><p><b>　　釜底液的高度</b></p><p>　　設(shè)置6個人孔，每個人孔0.8m；</p><p><b>　　裙座取5m；</b></p><p>　　釜液上方氣液分離高度：1.5m；&

61、lt;/p><p>　　將進(jìn)料所在板的板間距HF設(shè)置：0.9m；</p><p>　　塔頂端及釜液上方的氣液分離空間高度均取：；</p><p><b>　　實(shí)際塔高為</b></p><p>　　3.4.4降液管尺寸</p><p>　　由以上設(shè)計(jì)結(jié)果塔徑：D=1.2m；，查表得：</p>

62、;<p>　　堰長： 溢流堰寬度：</p><p>　　設(shè)入口出口安定區(qū)bs=0.07m 邊緣寬度為bc=0.05m</p><p><b>　　有效傳質(zhì)面積Aa=</b></p><p>　　因此有效傳質(zhì)面積為：</p><p>　　取篩孔直徑為d0=0.005m </p><p>

63、;<b>　　取篩孔中心距:</b></p><p><b>　　開孔率:</b></p><p><b>　　篩孔總截面積為：</b></p><p><b>　　因此篩孔氣速：</b></p><p><b>　　篩孔個數(shù)：</b>

64、;</p><p>　　設(shè)堰高為：hw=0.04m</p><p><b>　　取塔板厚度為：</b></p><p><b>　　取底隙：</b></p><p><b>　　液相流量：</b></p><p><b>　　近似取：E=1&l

65、t;/b></p><p><b>　　堰上方液頭高度：</b></p><p>　　3.4.5 塔板的校核</p><p><b>　　1）液沫夾帶量eV</b></p><p>　　由FLV=0.2466，泛點(diǎn)率為，查得</p><p><b>　　符合要

66、求</b></p><p><b>　　2）塔板阻力hf</b></p><p><b>　　查表C0=0.8</b></p><p><b>　　氣體動能因子：</b></p><p>　　查得塔板上層液的充氣系數(shù)</p><p><

67、b>　　塔板阻力：</b></p><p><b>　　符合。</b></p><p><b>　　3）降液管液泛校核</b></p><p>　　液體通過降液管的流動阻力：</p><p><b>　　?。?lt;/b></p><p>　

68、　降液管中清夜柱的高度：</p><p>　　取降液管中泡沫層的相對密度：</p><p><b>　　合格</b></p><p>　　4）液體在降液管中停留時間τ</p><p><b>　　合格</b></p><p><b>　　5）嚴(yán)重漏液校核</b

69、></p><p><b>　　嚴(yán)重漏液時干板阻力</b></p><p><b>　　漏液點(diǎn)氣速</b></p><p><b>　　穩(wěn)定系數(shù)</b></p><p><b>　　符合</b></p><p>　　6）塔板的

70、負(fù)荷性能圖</p><p>　?、龠^量液沫夾帶線（氣相負(fù)荷上限線）</p><p><b>　　規(guī)定：當(dāng)</b></p><p><b>　?、谝合嘞聞澗€</b></p><p><b>　　規(guī)定：</b></p><p><b>　　整理出：

71、</b></p><p>　　嚴(yán)重漏液線（氣相下限線）</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　整理得：</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　代入得：</

72、b></p><p><b>　　汽相上限線</b></p><p><b>　　令</b></p><p><b>　　降液管液泛線</b></p><p><b>　　令：</b></p><p>　　將：，how，qVL

73、h，hf，qVVh，qvLh的關(guān)系代入前式整理得：</p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　代入得：</b></p><p><b>　　整理得：</b></p><p><b>　　汽相流量：</b></p>

74、<p><b>　　液相流量</b></p><p>　　篩板的負(fù)荷性能圖如下所示</p><p><b>　　由圖可查</b></p><p><b>　　故操作彈性為：</b></p><p>　　第四章 再沸器的設(shè)計(jì)</p><p>

75、　　4.1再沸器的設(shè)計(jì)條件</p><p>　　4.1.1選用立式熱虹吸式再沸器</p><p><b>　　塔頂壓力：</b></p><p>　　P=2601.3KPa（絕對壓力）</p><p><b>　　壓力降</b></p><p><b>　　塔底壓力

76、：</b></p><p>　　4.1.2再沸器殼程與管程的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　蒸發(fā)量：</b></p><p><b>　　4.1.3物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1）殼程凝液在溫度（）下的物性數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　

77、潛熱：</b></p><p><b>　　熱導(dǎo)率：</b></p><p><b>　　粘度：</b></p><p><b>　　密度：</b></p><p>　　2）管程流體在（）下的物性數(shù)據(jù)：</p><p><b>　　

78、潛熱：</b></p><p><b>　　液相熱導(dǎo)率：</b></p><p><b>　　液相粘度：</b></p><p><b>　　液相密度：</b></p><p><b>　　液相定比壓熱容： </b></p>&l

79、t;p><b>　　表面張力： </b></p><p><b>　　氣相粘度： </b></p><p><b>　　氣相密度： </b></p><p><b>　　蒸氣壓曲線斜率</b></p><p>　　4.2換熱器尺寸的估算</p&

80、gt;<p><b>　　再沸器的熱流量：</b></p><p><b>　　傳熱溫差： </b></p><p><b>　　設(shè)傳熱系數(shù)為</b></p><p><b>　　則傳熱面積為</b></p><p>　　擬用傳熱管規(guī)格為：

81、,管長</p><p><b>　　計(jì)算傳熱管束：</b></p><p>　　設(shè)傳熱管按正三角形排列：</p><p><b>　　管心距：</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　合理</b>

82、</p><p>　　取管程進(jìn)口直徑 出口直徑</p><p>　　4.3傳熱系數(shù)的校核</p><p>　　4.3.1顯熱段傳熱系數(shù)KL</p><p>　　1）設(shè)傳熱管出口的汽化率</p><p><b>　　釜液蒸發(fā)質(zhì)量流量：</b></p><p><b>

83、;　　釜液循環(huán)質(zhì)量流量：</b></p><p>　　2）計(jì)算顯熱管內(nèi)傳熱膜系數(shù)</p><p><b>　　傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　雷諾數(shù)：</b></p><p>

84、<b>　　普朗特?cái)?shù)：</b></p><p>　　顯熱段傳熱管內(nèi)表面系數(shù)：</p><p>　　3）殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算</p><p>　　蒸汽冷凝的質(zhì)量流量：</p><p>　　傳熱管外單位軟是周邊上凝液質(zhì)量流量：</p><p><b>　　雷諾數(shù)：</b><

85、;/p><p>　　4）污垢熱阻及管壁熱阻</p><p><b>　　沸騰側(cè)：</b></p><p><b>　　冷凝側(cè)：</b></p><p><b>　　管壁熱阻：</b></p><p>　　5）顯熱段的傳熱系數(shù)KL的計(jì)算</p>

86、<p>　　4.3.2蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE的計(jì)算</p><p>　　1）傳熱管內(nèi)釜液的質(zhì)量流量：</p><p>　　當(dāng)時，計(jì)算Martinelli參數(shù)</p><p><b>　　查書得。當(dāng)</b></p><p><b>　　查書得：</b></p><p>　

87、　2）泡核沸騰修正因數(shù)</p><p>　　3）泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)</p><p>　　4）以液體單獨(dú)存在為基礎(chǔ)的管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為</p><p><b>　　5）對流沸騰因子：</b></p><p>　　6）兩相對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)</p><p>　　7）沸騰傳熱膜系數(shù)：</p>

88、<p><b>　　8）蒸發(fā)段傳熱系數(shù)</b></p><p>　　4.3.3 顯熱段及蒸發(fā)段長度</p><p>　　4.3.4平均傳熱系數(shù)</p><p><b>　　需要傳熱面積為</b></p><p>　　4.3.5傳熱面積裕度：</p><p>　　

89、所以，傳熱面積裕度合適，滿足要求</p><p>　　4.4循環(huán)流量的校核</p><p>　?。?）計(jì)算循環(huán)推動力</p><p><b>　　1）當(dāng)</b></p><p><b>　　兩相的液相分率:</b></p><p><b>　　兩相流平均密度:<

90、;/b></p><p><b>　　2）當(dāng)</b></p><p><b>　　兩相流平均密度</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　循環(huán)推動力：</b></p><p><b&g

91、t;　?。?）循環(huán)阻力</b></p><p><b>　　1）管程進(jìn)口管阻力</b></p><p><b>　　進(jìn)口管內(nèi)質(zhì)量流速：</b></p><p>　　釜液在進(jìn)口管內(nèi)流動雷諾數(shù)：</p><p>　　進(jìn)口管內(nèi)流體流動摩擦系數(shù)：</p><p>　　進(jìn)口

92、管長度與局部阻力當(dāng)量長度：</p><p><b>　　管程進(jìn)出口阻力：</b></p><p>　　2）傳熱管顯熱段阻力</p><p>　　釜液在傳熱管內(nèi)的質(zhì)量流速</p><p>　　釜液在傳熱管內(nèi)流動時的雷諾數(shù)</p><p>　　進(jìn)口管內(nèi)流體流動的摩擦因數(shù)為</p><

93、;p><b>　　傳熱管顯熱段阻力為</b></p><p><b>　　3）傳熱管蒸發(fā)阻力</b></p><p>　　氣相在傳熱管內(nèi)的質(zhì)量流速</p><p>　　液相在傳熱管內(nèi)的質(zhì)量流速</p><p>　　液相在傳熱管內(nèi)的流動雷諾數(shù)</p><p>　　傳熱管內(nèi)

94、的液相流動阻力為</p><p>　　傳熱管內(nèi)兩相流動阻力為</p><p>　　4）管程內(nèi)因動量變化引起的阻力</p><p><b>　　傳熱管內(nèi)的質(zhì)量流速</b></p><p>　　蒸發(fā)管內(nèi)因棟梁變化引起的阻力系數(shù)為</p><p>　　蒸發(fā)段管程內(nèi)因棟梁變化引起的阻力</p>

95、<p><b>　　5）管程出口阻力</b></p><p>　　管程出口管中氣液兩相總質(zhì)量流速</p><p>　　管程出口管中汽相質(zhì)量流速 </p><p>　　管程出口管的長度與局部阻力的當(dāng)量長度之和 </p><p>　　管程出口管中汽相流動雷諾數(shù)</p><p>　　管程出

96、口管汽相流動的摩擦系數(shù)</p><p><b>　　液相流動阻力</b></p><p>　　管程出口管中液相質(zhì)量流量</p><p>　　計(jì)算管程出口管中液相流動雷諾數(shù) </p><p>　　管程出口中液相流動的摩擦系數(shù)</p><p>　　管程出口管中的液流動阻力</p><

97、;p><b>　　循環(huán)阻力</b></p><p>　　循環(huán)推動力和循環(huán)阻力的比值</p><p>　　在0.01到0.05之間，符合</p><p>　　第5章 輔助設(shè)備設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 輔助容器的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1.1進(jìn)料罐（常溫高壓貯料）</p&g

98、t;<p><b>　　1）的物性</b></p><p><b>　　液相密度乙烯：</b></p><p><b>　　液相密度乙烷：</b></p><p><b>　　壓力?。?lt;/b></p><p><b>　　液體粘度：

99、</b></p><p><b>　　進(jìn)料：， 因此：</b></p><p><b>　　平均密度</b></p><p>　　進(jìn)料口的平均相對分子質(zhì)量</p><p><b>　　進(jìn)料的質(zhì)量流量</b></p><p><b>

100、　　填充系數(shù) </b></p><p><b>　　停留時間為 </b></p><p><b>　　進(jìn)料罐的容量 </b></p><p><b>　　圓整后取 </b></p><p>　　5.1.2回流罐（）</p><p><b

101、>　　質(zhì)量流量</b></p><p>　　設(shè)凝液在回流罐中停留時間為，填充系數(shù)</p><p><b>　　回流罐的容積</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　5.1.3塔頂產(chǎn)品罐</p><p><b>　　質(zhì)量流

102、量</b></p><p>　　產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時間為 填充系數(shù) </p><p><b>　　產(chǎn)品罐容積</b></p><p><b>　　則產(chǎn)品罐的容積：</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b&g

103、t;　　5.1.4 釜液罐</b></p><p>　　取停留時間為5天，即</p><p><b>　　質(zhì)量流量：</b></p><p><b>　　釜液罐的容積：</b></p><p><b>　　5.2傳熱設(shè)備</b></p><p&g

104、t;　　5.2.1.冷卻器和塔頂冷凝器的集成</p><p><b>　　采用臥式冷凝器：</b></p><p><b>　　傳熱溫差：</b></p><p><b>　　管內(nèi)液體流率：</b></p><p><b>　　熱流量：</b></p

105、><p><b>　　取傳熱系數(shù)：</b></p><p><b>　　則傳熱面積為：</b></p><p><b>　　圓整后：</b></p><p>　　5.2.2.釜液冷卻器</p><p>　　塔頂產(chǎn)品與進(jìn)料熱交換后，繼續(xù)與冷卻釜液</p&

106、gt;<p><b>　　傳熱溫差：</b></p><p><b>　　液態(tài)乙烷的比熱容為</b></p><p><b>　　熱流量</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　圓整后取</

107、b></p><p><b>　　第6章 管路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1泵的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1.1進(jìn)料泵(兩臺，一開一備用)</p><p><b>　　設(shè)液體流速：</b></p><p><b&

108、gt;　　液相密度</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　取相對粗糙度：</b></p><p><b>　　查的</b></p><p><b>　　管長</b></p><p>

109、;　　管路中4個90度彎管，1個截止閥，1個文史館流量計(jì)</p><p><b>　　當(dāng)</b></p><p><b>　　選取泵AY</b></p><p>　　6.1.2回流泵（兩臺，一開一備用）</p><p><b>　　液體流速為：</b></p>&

110、lt;p><b>　　取</b></p><p><b>　　取相對粗糙度</b></p><p><b>　　因此</b></p><p><b>　　管路長度</b></p><p>　　管路中90度彎管4個，1個截止閥，1個文氏管流量計(jì)<

111、/p><p><b>　　當(dāng)</b></p><p>　　選用泵型號：DSJH</p><p>　　6.1.3釜液泵（兩臺，一開一備用）</p><p><b>　　流體流速：</b></p><p><b>　　液體密度：</b></p>&

112、lt;p><b>　　取相對粗糙度：</b></p><p><b>　　管路長度：</b></p><p><b>　　查得：λ=0.05</b></p><p>　　取90度彎管4個，截止閥一個，文氏管流量計(jì)1個</p><p><b>　　當(dāng)</b&

113、gt;</p><p><b>　　停止工作時使用</b></p><p>　　選取泵的型號：GI </p><p><b>　　6.2管路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　進(jìn)料管</b></p><p>　　取管子規(guī)格Ф68×5。其

114、它各處管線類似求得如下：</p><p><b>　　第7章 控制方案</b></p><p>　　將本設(shè)計(jì)的控制方案列于下表</p><p>　　系統(tǒng)所需的主要設(shè)備及主要參數(shù)</p><p>　　附錄一 主要符號說明</p><p>　　附錄二 主要參考文獻(xiàn)</p><p

115、>　　《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》(第二版)，匡國柱、史啟才主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2010年。</p><p>　　《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊》（有機(jī)卷），劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p>　　《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊》（無機(jī)卷），劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p>　　《化工物性算圖手冊》

116、，劉光啟、馬連湘、劉杰主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年。</p><p>　　《化工原理》，大連理工大學(xué) 編，高等教育出版社，2009年。</p><p>　　附件三：泡點(diǎn)及塔板計(jì)算程序</p><p><b>　　塔頂溫度計(jì)算：</b></p><p>　　#include "stdafx.h"&l

117、t;/p><p>　　int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　using namespace std;</p><p><b>　　double t;</b></p><p>　　cou

118、t<< "input T=";</p><p><b>　　cin>> t;</b></p><p>　　double pa,pb,pa1,pb1;</p><p>　　pa = 15.5368 - (1347.01 / (t - 18.15));</p><p>　　pa1

119、= exp(pa);</p><p>　　pb = 15.6637 - (1511.42 / (t - 17.16));</p><p>　　pb1 = exp(pb);</p><p><b>　　double x;</b></p><p>　　x = (2500 + 101.3 - (pb1 / 7.6)) / ((

120、pa1 / 7.6) - (pb1 / 7.6));</p><p>　　cout<< "x="<< x;</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　塔底溫度計(jì)算：

121、</b></p><p>　　#include "stdafx.h"</p><p>　　int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　using namespace std;</p>&

122、lt;p><b>　　double t;</b></p><p>　　cout<< "input T=";</p><p><b>　　cin>> t;</b></p><p>　　double pa,pb,pa1,pb1;</p><p>　　pa

123、 = 15.5368 - (1347.01 / (t - 18.15));</p><p>　　pa1 = exp(pa);</p><p>　　pb = 15.6637 - (1511.42 / (t - 17.16));</p><p>　　pb1 = exp(pb);</p><p><b>　　double x;</b

124、></p><p>　　double allzuli;</p><p>　　cout<< "input 全塔阻力：";</p><p>　　cin>> allzuli;</p><p>　　x = (2500 + 101.3 + allzuli - (pb1 / 7.6)) / ((pa1 /

125、 7.6) - (pb1 / 7.6));</p><p>　　cout<< "x="<< x<< endl;</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　

126、　塔板數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　#include "stdafx.h"</p><p>　　int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　using namespace std;</p

127、><p>　　double alpha;</p><p>　　cout<< "input alpha=";</p><p>　　cin>> alpha;</p><p><b>　　double y;</b></p><p>　　cout<< &

128、quot;input y1=";</p><p><b>　　cin>> y;</b></p><p><b>　　double x;</b></p><p>　　int xn = 1;</p><p><b>　　do</b></p>&l

129、t;p><b>　　{</b></p><p>　　x = y / (alpha - ((alpha - 1) * y));</p><p>　　y = 0.8106 * x + 0.1875;</p><p>　　cout<< "（精餾段）第 "<< xn<< " 塊塔板

130、的氣相組成y為："<< y<< " 液相組成x為："<< x<< endl;</p><p><b>　　xn++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while (x > 0.65);</p>

131、<p><b>　　do</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　x = y / (alpha - ((alpha - 1) * y));</p><p>　　y = 1.1006 * x - 0.00136127;</p><p>　　cout<&l

132、t; "（提餾段）第 "<< xn<< " 塊塔板的氣相組成y為："<< y<< " 液相組成x為："<< x<< endl;</p><p><b>　　xn++;</b></p><p><b>　　}</b>&

133、lt;/p><p>　　while (x > 0.01);</p><p>　　cout<< "計(jì)算完成共計(jì)："<< xn - 1<< " 塊塔板"<< endl;</p><p><b>　　return 0;</b></p><p&

134、gt;<b>　　}</b></p><p><b>　　附錄四：計(jì)算結(jié)果表</b></p><p><b>　　塔計(jì)算結(jié)果表</b></p><p>　?。?）操作條件及物性參數(shù)</p><p>　　操作壓力：塔頂 2601.3KPa（絕壓） 塔底 2631

135、KPa（絕壓）</p><p>　　操作溫度：塔頂 -16.2 ℃ 塔底 6.05 ℃</p><p>　　(2) 塔板主要工藝尺寸及水力學(xué)核算結(jié)果</p><p>　　再沸器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果表</p><p><b>　　總結(jié)</b></p>&

136、lt;p>　　這次課程設(shè)計(jì)歷時兩周，開始發(fā)任務(wù)書時候并未感覺到會很困難，因?yàn)榛ぴO(shè)計(jì)書上和化工原理教材上都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟，課堂上老師的課件也給出了繪制圖，設(shè)計(jì)精餾塔，設(shè)計(jì)再沸器等的詳細(xì)步驟和各個性能的要求。但是，由于是第一次做化工原理的課程設(shè)計(jì)，對于實(shí)際的生產(chǎn)工程沒有經(jīng)驗(yàn)，在試差計(jì)算中給出的初值總要經(jīng)過好多次的計(jì)算，每一次試差就要更改好多算式，但是也是通過這次化工原理的課程設(shè)計(jì)，我對工程設(shè)計(jì)有了一個初步的了解，對于化工原理課上所