【論文】苯-氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計(jì)工藝計(jì)算書(參考版)
2025-06-09 19:13本頁(yè)面
【正文】 雖然整體設(shè)計(jì)我基本滿意，但由于缺乏經(jīng)驗(yàn)難免會(huì)有不足之處，請(qǐng)老師批評(píng)指正。這次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)精餾原理及其操作各方面有了較深入的了解并且參與了設(shè)計(jì)之后才知道，要設(shè)計(jì)好一個(gè)設(shè)備光是書上的公式還不夠，還要查閱一些專門的手冊(cè)和一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，否則設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備僅僅是圖紙而已，根本不能用于工業(yè)生產(chǎn)。資料、數(shù)據(jù)的收集，流程方案的確定，操作參數(shù)的選擇，工藝和設(shè)備的計(jì)算等，單憑所學(xué)教科書是難以解決的，它要求設(shè)計(jì)小組中每個(gè)成員均要去查閱一定的資料、文獻(xiàn)，并結(jié)合在化工原理課程中所學(xué)習(xí)過(guò)的理論知識(shí)及已修課程(如化學(xué)，物理化學(xué)，工程制圖、分離技術(shù)等)的基礎(chǔ)之上做綜合運(yùn)用。 設(shè)計(jì)感想 作為一名制藥專業(yè)大三的學(xué)生，一直進(jìn)行著基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，《化工原理》就是其中一門工科類的基礎(chǔ)課程，它更偏向于實(shí)際生產(chǎn)的運(yùn)用，而我們學(xué)習(xí)的都是書本上的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算并不熟悉，這次的課程設(shè)計(jì)就給了我們一次把書本中的知識(shí)聯(lián)系到實(shí)踐中去的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我充分認(rèn)識(shí)到化工原理課程的重要性和實(shí)用性，也讓我明白了書本上學(xué)習(xí)到的知識(shí)只是實(shí)際應(yīng)用中的皮毛而已，有更多的實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題是書本上的理論解決不了的。5. 熱能的利用精餾過(guò)程是組分反復(fù)汽化和反復(fù)冷凝的過(guò)程，耗能較多，如何節(jié)約和合理地利用精餾過(guò)程本身的熱能是十分重要的。冷卻水出口溫度的選擇由當(dāng)?shù)厮Y源確定，但一般不宜超過(guò)50℃，否則溶于水中的無(wú)機(jī)鹽將析出，生成水垢附著在換熱器的表面而影響傳熱。如果塔頂蒸汽溫度低，可選用冷凍鹽水或深井水作冷卻劑。所以，本設(shè)計(jì)中采用間接蒸汽加熱。若塔底產(chǎn)物近于純水，而且在濃度稀薄時(shí)溶液的相對(duì)揮發(fā)度較大，便可采用直接蒸汽加熱。3. 加熱方式精餾釜的加熱方式通常采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。此外，在泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設(shè)計(jì)和制造上提供了方便。2. 進(jìn)料狀態(tài)進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。有時(shí)應(yīng)用加壓精餾的原因，則在于提高平衡溫度后，便于利用蒸汽冷凝時(shí)的熱量，或可用較低品位的冷卻劑使蒸汽冷凝，從而減少精餾的能量消耗。當(dāng)物性無(wú)特殊要求時(shí)，一般是在稍高于大氣壓下操作。采用減壓操作有利于分離相對(duì)揮發(fā)度較大組分及熱敏性的物料，但壓力降低將導(dǎo)致塔徑增加，同時(shí)還需要使用抽真空的設(shè)備。1. 操作壓力精餾操作通?？稍诔?、加壓和減壓下進(jìn)行。塔體大都安裝在室外，為能抵抗大自然的破壞，塔設(shè)備應(yīng)具有一定剛度和強(qiáng)度。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮，力求總費(fèi)用盡可能低一些?；亓鞅葘?duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有很大的影響，因此必須選擇合適的回流比。設(shè)置必需的儀表并安裝在適宜部位，以便能通過(guò)這些儀表來(lái)觀測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程。1． 滿足工藝和操作的要求 所設(shè)計(jì)出來(lái)的流程和設(shè)備能保證得到質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。綜上，所設(shè)計(jì)篩板的主要結(jié)果匯總于下表： 篩板塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1平均溫度tm，℃842平均壓力Pm，kPa3氣相流量Vs，(m3/s)4液相流量Ls，(m3/s)5實(shí)際塔板數(shù)Np176有效段高度Z，m7塔徑D，m8板間距HT，m9溢流形式單溢流10降液管形式平頂弓形11堰長(zhǎng)lw，m12堰高h(yuǎn)w，m13板上液層高度hL，m14堰上液層高度how，m15降液管底隙高度ho，m16安定區(qū)寬度Ws，m17邊緣區(qū)寬度Wc，m18開孔區(qū)面積Aa，m219篩孔直徑d0，m20篩孔數(shù)目n722821孔中心距t，m22開孔率φ，%23空塔氣速u，m/s24篩孔氣速u0，m/s25穩(wěn)定系數(shù)K26每層塔板壓降△Pp，Pa69027負(fù)荷上限液泛控制28負(fù)荷下限漏液控制29液沫夾帶eV，（kg液/kg氣）30氣相負(fù)荷上限Vs,max，m3/s31氣相負(fù)荷下限Vs,min，m3/s32操作彈性 設(shè)計(jì)評(píng)述一．設(shè)計(jì)原則確定工程設(shè)計(jì)本身存在一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，同時(shí)又是政策性很強(qiáng)的工作。另外，泵的型號(hào)選出后，應(yīng)列出該泵的各種性能參數(shù)。 （2）選擇泵的類型與型號(hào) 首先應(yīng)根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型，然后按已確定的流量Qe和壓頭He從泵的樣本或產(chǎn)品目錄中選出合適的型號(hào)。 離心泵的選擇，一般可按下列的方法與步驟進(jìn)行： （1）確定輸送系統(tǒng)的流量與壓頭 液體的輸送量一般為生產(chǎn)任務(wù)所規(guī)定，如果流量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，選泵時(shí)應(yīng)按最大流量考慮。～，管內(nèi)蒸氣速度為20～25m/s。但太小不僅增加阻力損失，而且容易堵塞。其結(jié)構(gòu)為一環(huán)式蒸氣管，管子上適當(dāng)?shù)拈_一些小孔。加熱蒸氣鼓泡管（又叫蒸氣噴出器）若精餾塔采用直接蒸氣加熱時(shí)，在塔釜中要裝開孔的蒸氣鼓泡管。（4）釜液排除管徑dW～。 （3）進(jìn)料管徑dF料液由高位槽進(jìn)塔時(shí)，～。表81 蒸氣出口管中允許氣速參照表操作壓力（常壓） 常壓14006000Pa＞6000Pa蒸汽速度/m/s12～2030～5050～70（2）回流液管徑DR冷凝器安裝在塔頂時(shí)，冷凝液靠重力回流，～，速度太大，則冷凝器的高度也相應(yīng)增加。 圖82 再沸器的型式 各接管直徑由流體速度及其流量，按連續(xù)性方程決定，即： 式中：VS——流體體積流量，m3/ s； u——流體流速，m/ s； d——管子直徑，m。對(duì)于高粘度液體和熱敏性氣體，宜用泵強(qiáng)制循環(huán)式再沸器，因流速大、停留時(shí)間短，便于控制和調(diào)節(jié)液體循環(huán)量。這種型式再沸器汽化率不大于40%，否則傳熱不良。（2）熱虹吸式再沸器如圖82（c）、（d）、（e）所示。 （b）是夾套式再沸器，液面上方必須留有蒸發(fā)空間，一般液面維持在容積的70%左右。液體的采出口與垂直塔板之間的空間至少停留8～10分鐘，以分離液體中的氣泡。塔底液體進(jìn)入底液池中，再進(jìn)入再沸器的管際空間被加熱而部分汽化。（1）釜式式再沸器如圖82（a）和（b）所示。否則需另設(shè)K值，重復(fù)以
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