【正文】 新鄉(xiāng)學(xué)院 《化工原理課程設(shè)計(jì)》說明書 院（系）名稱 化學(xué)與化工學(xué)院 專業(yè)名 稱 化學(xué)工程與工藝 年 級(jí) 班 級(jí) 2021 級(jí) 2 班 學(xué)生姓 名 呂滎賓 學(xué) 號(hào) 10040202035 指導(dǎo)教師姓名 徐紹紅 楊麗云 目錄 .................................................................................................................... 1 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位 : ................................................. 1 塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造 .................................................................. 1 對(duì)塔設(shè)備的要求 .................................................................................. 2 塔設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀 .......................................................................... 2 塔設(shè)備的用材 ...................................................................................... 2 板式塔的常用塔型及其選用 .............................................................. 2 塔型選擇一般 原則 ................................................................................ 3 與物性有關(guān)的因素 ..................................................................... 3 與操作條件有關(guān)的因素 ............................................................. 4 其他因素 ...................................................................................... 4 ............................................................................................................ 4 設(shè)計(jì)任務(wù)和條件 .................................................................................. 4 設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................................................. 5 設(shè)計(jì)方案的確定 ....................................................................... 5 精餾塔的物料衡算 ................................................................... 5 塔板數(shù)的確定 ........................................................................... 6 精餾 塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ........................... 10 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 ................................................. 15 塔板主要工藝尺寸計(jì)算 ......................................................... 18 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 ................................................................. 25 塔板負(fù)荷性能圖 ..................................................................... 29 塔板工藝設(shè)計(jì)結(jié)果表 ............................................................. 36 3． 塔附件設(shè)計(jì) ................................................................................................. 37 塔頂冷凝器 ........................................................................................... 37 塔底再沸器 ........................................................................................ 42 接管 ...................................................................................................... 42 進(jìn)料管 ........................................................................................ 42 回流管 ........................................................................................ 43 塔頂蒸汽接管 ........................................................................... 43 釜液排 出管 ............................................................................... 44 釜液飽和水蒸氣管 .................................................................... 45 法蘭 ....................................................................................................... 45 塔體實(shí)際高度（不包括封頭高度） ................................................... 46 料液泵 .................................................................................................. 47 泵的計(jì)算及選型 ....................................................................... 47 核算泵的軸功率 ....................................................................... 48 筒體與封頭 ........................................................................................... 49 筒體 ............................................................................................ 49 封頭 ............................................................................................ 50 裙座 ...................................................................................................... 50 人孔 ....................................................................................................... 51 4. 設(shè)計(jì)總結(jié) ........................................................................................................ 51 設(shè)計(jì)感想與體會(huì) ................................................................................... 51 致謝 ...................................................................................................... 52 5．參考資料 ....................................................................................................... 53 6．附錄圖 ........................................................................................................... 54 1 塔設(shè)備在化工生產(chǎn)中的作用和地位 : 塔設(shè) 備是石油、化工生產(chǎn)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設(shè)備，在石油、化工、輕工等生產(chǎn)過程中，塔設(shè)備主要用于氣、液兩相直接接觸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的過程，如精餾、吸收、萃取、解吸等，這些過程大多是在塔設(shè)備中進(jìn)行的。塔設(shè)備可以為傳質(zhì)過程創(chuàng)造適宜的外界條件，除了維持一定的壓強(qiáng)、溫度、規(guī)定的氣、液流量等工藝條件外，還可以從結(jié)構(gòu)上保證氣、液有充分的接觸時(shí)間、接觸空間和接觸面積，以達(dá)到相際之間比較理想的傳質(zhì)和傳熱效果 。 塔設(shè)備的分類及一般構(gòu)造 分類：按照操作壓力可分為加壓塔、常壓塔和減壓塔 ， 按操作單元分為精餾塔、吸收塔、介吸塔、反應(yīng) 塔、萃取塔、干燥塔，按形成相際接觸界面分為：固定相界面塔和流動(dòng)過程中形成的相界面塔 ， 按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔。 填料塔的結(jié)構(gòu)：塔體為圓筒形 ， 里面填充一定高度的填料 ， 填料的下方有支承板 ，上方為填料壓網(wǎng)及液體分布裝置 。 操作時(shí) ， 液體經(jīng)塔頂?shù)囊后w分布器分散后沿填料表面流下而潤(rùn)濕填料 ， 氣體用機(jī)械輸送設(shè)備從塔底進(jìn)入 ， 在壓強(qiáng)差推動(dòng)下 ， 通過填料間的空隙與液體逆向接觸 ， 在填料表面進(jìn)行傳質(zhì) ， 氣液兩相的組成沿塔高連續(xù)地變 。 液體由上往下流動(dòng)時(shí) ， 由于塔壁處阻力較小而向塔壁偏流 ， 使填料不能全部潤(rùn)濕 ， 導(dǎo)致氣液接觸不良，影響傳質(zhì)效果 ， 稱之為塔壁效應(yīng) 。 為了防止塔壁效應(yīng) ， 通常在填料層較高的塔中將填料分層裝置 ， 各層間設(shè)置液體再分布器將 ， 液體重新分布后再送入下層填料 。 選擇尺寸合適的填料，也可以減弱和防止塔壁效應(yīng) 。 為分離氣體可能夾帶的少量霧狀液滴 ， 在塔頂還安裝有除沫器。 板式塔的結(jié)構(gòu)：板式塔的殼體通常為圓筒形 ， 里面沿塔高裝有若干塊水平的塔板。液體靠重力作用自上而下逐板流向塔底 ， 并在各塊塔板的板面上形成流動(dòng)的液層；氣體則在壓差推動(dòng)下經(jīng)塔板上的開孔由下而上穿過塔板上液層最后由塔頂排出。 2 對(duì)塔設(shè)備的要求 （ 1） 滿足工藝要求（ p 、 t 、 耐腐） （ 2） 生產(chǎn)能力大即氣液處理量大 （ 3） 壓力降小即流體阻力小 （ 4） 操作穩(wěn)定，操作彈性大 （ 5） 效率高，即氣液兩相充分接觸，相際間傳熱面積大 （ 6） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、省材，制造、安裝方便，設(shè)備成本低 （ 7）操作、維修方便 （ 8）耐腐蝕，不易堵塞 塔設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀 在化工、煉油和石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中 ， 塔設(shè)備作為分離過程工藝設(shè)備 ， 在蒸餾、精餾、萃取、吸收和解吸等傳質(zhì)單元操作中有著重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì) ， 在整個(gè)化工工藝設(shè)備總投資中塔設(shè)備所占的比重 ， 在化肥廠中約為 21%， 石油煉廠中約為 20 一25%， 石油化工廠中約占 10。 若就單元裝置而論 ， 塔設(shè)備所占比重往往更大 ， 例如在成套苯蒸餾裝置中 ， 塔設(shè)備所占比重竟高達(dá) %