【正文】 35 圖 5. 精餾段負荷性能圖 圖 6. 提餾段負荷性能圖 36 第五章、其他輔助設備的計算及選型 進料管 進料管的結構類型很多，有直管進料管、 T 型進料管、彎管進料管。本設計采用直管進料管，管徑計算如下： LS= = =*103 DF= = 取 Φ 60X3mm 無縫鋼管 核算 ： u’= = 餾出液回流管 采用直流回流管，取 uR=， ρ L= VS= = =*103 d12= = = 取 Φ 60X3mm 無縫鋼管 核算： u= =， 符合。 37 釜液出料管 VS= = =*103 取 u=D= = = 取 Φ 50X3mm 無縫鋼管 u= = =， 符合 。 法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標準法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應法蘭。 （ 1） 進料管接管法蘭： Pg6Dg 60HG501058 （ 2） 回流管接管法蘭： Pg6Dg 60HG501058 （ 3） 塔底出料管 法蘭： Pg6Dg 50HG501058 人孔的選取 根據塔頂、塔底空間與進料板上方各開一人 孔 的原則和每隔 4~5 塊板 設一人孔的規(guī)定，在 5 層塔板上，進料板上、塔頂和塔底開人孔，共開 13 個人孔。取人孔直徑為 450mm，設人孔處板間距為 800mm。 其它數(shù)值的選取 根據相關計算?。? 塔頂空間高度： ? ， 塔底空間高度： ? ， 裙座高 38 度： H ?裙 ， 塔和封頭的厚度 6mm，取 曲邊橢圓封頭高度： H 300mm?曲 ， 直邊高度： H 直 =25mm， 封頭厚度： S=8mm[8] ， 裙座上設置兩個人孔，直徑 450mm，高 ，裙座厚度為 30mm，基礎環(huán)厚度為30mm， 基礎環(huán)內徑 ： D=(2800+2*30300)=2560mm 基礎環(huán)外徑 ： D=(2800+2*30+300)=3160mm 圓整取基礎環(huán)內徑 2600mm， 基礎環(huán)外徑 3200mm。 封頭 ： 標準橢圓封頭 ， 公稱直徑 dg=1800mm， 曲面高度 h1=450mm， 直徑高度 h2=40mm, 選用封頭 ： Dg1800x14， JB115413 泵 tF=176。 C ρ A=μ =*+*= d= u=2m/s Re= = =*10^5 =*10^3 查表得 設置閥門 3 個 90 度彎頭 3 個 對于加料泵 管長取 有 F=μ F= 流量 qv=Re= = =*10^54000 ε = λ = δ =*5+*3= 由伯努利方程得 39 (λ +δ ) =(*+) = 故料液泵的揚程 H=Δ Z =+150= 型號 IS6550160 第六章、全塔的熱量衡算 已 知 XD= 查 xy 數(shù)據可得露點溫度 t=50176。 C 以液氮為冷卻介質 液氮入口溫度為 t1=160176。 C 出口溫度取為 t2=140176。 C 查數(shù)據知 丙烯在 50176。 C 時汽化熱為 丙烷在 50176。 C 時汽化熱為 冷凝器熱負荷 Qc=Vrc=V(XARA+XBRB) V=MTRD=**=Rc= XARA+XBRB=*=kj/mol Qc=VR=*10^6kj/mol 傳熱平均溫差： Δ tm= = 176。 C 取傳熱系數(shù) K（ . 176。 C） =200 所需傳熱面積 A= = = 40 預熱器的計算 丙烯平均化熱容： () 丙烷平均化熱熔： () 平均熱容： CPF=XACpa+XBCPB=*+*=平均潛熱： rF= XAra+XBrB=*+*=預熱器熱負荷：Q=FCPF(t1t2)+Frf=**(45+20)+*=*10^6 kj/h 所需傳熱面積為 A= = = 再沸器： tw=176。 C 空氣 20~15176。 C 丙烯汽化潛熱 ::Rc=XARA+XBRB=*+*=Q=Wrc=*=*10^6kj/h Δ tm= =176。 C A= = 41 第七章、塔的相關說明 篩板 塔工藝設計計算結果及主要符號說明 表 9. 計算結果及符號說明表 項目 符號 單位 計算數(shù)據 備注 精餾段 提餾段 各段平均溫度 t ℃ 汽相體積流率 VS m3/s 液相體積流率 LS m3/s 塔徑 D m 實際塔板數(shù) N 塊 23 35 板間距 TH m 塔板類型 單溢流弓形降液管 空氣塔速 u m/s 堰長 wl m 堰高 wh m 板上液層高度 Lh m 降液管底隙高度 0h m 開孔 數(shù) N 個 28200 28200 等腰三角形叉排 鼓泡面積 0A m2 42 孔 間距 t? m 單板壓降 pΔp ap 液體在降液管內停留時間 θ s 降液管內清液層高度 dH m 汽相負荷上限 ? ?maxaV /sm3 汽相負荷上限 ? ?minaV /sm3 霧沫夾帶控制 操作彈性 漏液控制 43 第八章 、安全與環(huán)保 （ 1） 安全注意事項 丙酮是高揮發(fā)性液體，一旦進入大氣對流層 (大氣層下層 )，將與其他氣體反應形成大氣層中的臭氧。臭氧是一種城市的主要煙霧和污染物，能影響呼吸系統(tǒng)，特別是像哮喘、過敏患者是更敏感的個體。如果丙酮進入水中，則被微生物降解或再揮發(fā)進入大氣中。丙酮在水中主要被微生物降解，通過捕獲凈化和回收溶劑是減少污染的有效方法。在高分子聚合材料方面，纖維制造廠和相關的支持廠可經過回收溶劑能減少化學物 排放和節(jié)省開支。工廠可安裝活性炭吸附裝置使回收和再生丙酮回到醋酸纖維垃圾生產工藝中。泄漏處置：疏散泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，禁止無關人員進入污染區(qū)，切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器，穿一般消防防護服。在確保安全情況下堵漏。噴水霧會減少蒸發(fā)，但不能降低泄漏物在受限制空間內的易燃性。用沙土或其它不燃性吸附劑混合吸收，然后收集運至廢物處理場所處置。也可以用大量水沖洗，經稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。如大量泄漏，利用圍堤收容，然后收集、轉移、回收或無害處理后廢棄。密閉操作，全面通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵 守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過濾式防毒面具（半面罩），戴安全防護眼鏡，穿防靜電工作服，戴橡膠耐 油手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。使用防爆型的通風系統(tǒng)和設備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、還原劑、堿類接觸。灌裝時應控制 流速，且有接地裝置，防止靜電積聚。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。 （ 2）環(huán)境保護 認真執(zhí)行環(huán)境保護方針、政策、堅持污染防治設施 無 污染設備同時設計、同時施工、同時投產?，F(xiàn)將“三 廢”治理措施分析如下： 廢水：各設備間接冷卻水回收用于煉焦車間熄焦用，工藝產品分離水送往生化裝置進行處理，設備沖洗水 經 初步沉淀和油水分離后送入生化處理。 廢氣：水凝氣體回收引入列管戶前燃燒，產品貯槽加水噴淋裝置和氮密封措施，防止揮發(fā)發(fā)污染大氣環(huán)境。 廢渣：生產過程中生產的廢渣送往回收工段作為原料使用。 44 第九章、 塔的評價 本設計采用直接蒸汽加熱，利用壓力較低的蒸汽加熱，節(jié)省了一些操作費用和設備費用；采用塔釜餾出液加熱進料液，使得能量得到充分利用，同時增大能量利用率。該塔塔徑 ，塔高 ，便于操作，且精餾段提餾段圓整的塔徑一樣，能方便的計算。每一層塔板間的壓降均小于 ，符合設計要求；降液管內停留時間和塔板的開孔率在驗算下也都符合要求。唯一美中不足的就是精餾段操作彈性設計的比較低，略 大 于 3。但總體上而言，我們設計的塔大致符合設計要求。 45 第十章、心得體會 課程設計是化工學習當中的非常重要的一環(huán)，本次課程設計時間不到兩周略顯得倉促一些。但是通過本次每天都過得很充實的課程設計，從中得到的收獲還是非常多的。 這 次課程設計我得到的題目是設計精餾塔，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設計經驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導，和同學們的熱情幫助下，使我找到了信心?，F(xiàn)在想想其實課程設計當中的每一天都是很累的，臨答辯那兩天更是一直畫圖修改再畫圖在修改到深夜兩點才爬到床上去。有的同學更是選擇了一整夜的學習 、 畫圖、找資料。其實正向老師說得一樣，設計所需要的東西都在書上了，當時自己老是想找到什么捷徑來完成這次任務。但是化學工程的課程設計沒有那么簡單，你想 copy或者你想自己胡亂蒙兩個數(shù)據上去來騙騙老 師都不行，因為你的每一個數(shù)據都要一步一算過來或者在化工手冊上找到出處，不然的話就麻煩了。我因為這個就吃了不少的虧，比如在我在計算精餾塔的塔徑時 ， 沒注意塔徑與板間距的關系，致使我設計的精餾塔出現(xiàn)了較大的結構錯誤，間接導致了我以后的驗算和負荷性能圖的錯誤，逼不得已，又從頭算起 。雖然種種困難我都已經克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務。 課程設計過程中培養(yǎng)了我的綜合運用化工課程及其他課程理論知識 和CAD 的運用，真正做到了學以致用。在此期間我與我們同學之間互相幫助，共同面化工課程設計當中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團隊精神。在這些過程當 46 中我充分的認識到自己在知識理解和接受應用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學習能力的欠缺，將來要進一步加強，今后的學習還要更加的努力。本次課程設計不僅僅是對自己所學的知識的一次系統(tǒng)總結與應用，還是對自己體質的一次檢驗，檢驗結果是勉強合格 。 本次課程設計由于時間的倉促，還有許多地方有不足之處。再加上課程設計選在臨近期末考試期間進行，就更顯得不是很人性化了。而且答辯正好 在兩門專業(yè)課考試之后 ， 一邊要做課程設計 ， 一邊又要忙于準備復習 ， 真是焦頭爛額 ， 但是艱難困苦玉汝于成，這次課程設計看來我是無法忘記的了 。 在此，也感謝陳蘇芳老師不辭辛苦，頂著炎炎烈日前來指導我們學習，老師辛苦了。 參考文獻 ［ 1］賈紹義、柴誠敬 .化工原理課程設計 [M].天津：天津大學出版 社 , ［ 2］劉雪暖、湯景凝 .化工原理課程設計 [M].山東：石油大學出版社， ［ 3］王勝國 .化工原理課程設計 .大連：大連理工大學出版社 , ［ 4］馮伯華 .化工工程手冊（ 1）化工基礎數(shù)據 .北 京：化工工業(yè)出版社， ［ 5］姚玉英 .化工原理 .天津：天津科學技術出版社， 1992 ［ 6］王志魁 .化工原理 .北京：化工工業(yè)出版社， ［ 7］賀匡國 .化工容器及設備簡明設計手冊 [M].北京：化學工業(yè)出版社， ［ 8］吳俊生、邵惠鶴 .精餾設計、操作和控制 .北京：中國石化出版社， ［ 9］汪鎮(zhèn)安 .化工工業(yè)設計手冊 .上冊、下冊 .北京：化學工業(yè)出版社， ［ 10］陳敏恒，叢德茲，方圖南，齊鳴齋 . 化工原理 (上、下冊 )(第二版 ). 北京：化學工業(yè)出版社， 2021 ［ 11］化學工程手冊編輯委會 . 化學工程手冊，第 1 篇化工基礎數(shù)據；第 13 篇氣液傳質設備 . 北京：化學工業(yè)出版社， 1986 ［ 12］柴誠敬，劉國維，李阿娜 . 化工原理課程設計 . 天津：天津科學技術出版社， 1995 ［ 13］陳維杻 ， 傳遞過程與單元操作 . 杭州： 浙江大學出版社 ， 1993 47