化工原理课程设计(2)

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1、新乡学院《化工原理课程设计》说明书院（系）名称化学与化工学院专业名称化学工程与工艺年级班级2010级2班学生姓名吕荥宾学号10040202035指导教师姓名徐绍红杨丽云目录1.概述11.1塔设备在化工生产中的作用和地位:11.2塔设备的分类及一般构造11.3对塔设备的要求21.4塔设备的发展及现状21.5塔设备的用材21.6板式塔的常用塔型及其选用21.7塔型选择一般原则31.7.1与物性有关的因素31.7.2与操作条件有关的因素41.7.3其他因素42.塔板计算42.1设计任务和条件42.2设计计算52.2.1设计方案的确定52.2.2精馏塔的物料衡算52.2.3塔板数的确

2、定62.2.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算102.2.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算152.2.6塔板主要工艺尺寸计算182.2.7塔板流体力学验算252.2.8塔板负荷性能图292.2.9塔板工艺设计结果表363．塔附件设计373.1塔顶冷凝器373.2塔底再沸器423.3接管423.3.1进料管423.3.2回流管433.3.3塔顶蒸汽接管433.3.4釜液排出管443.3.5釜液饱和水蒸气管453.4法兰453.5塔体实际高度（不包括封头高度）463.6料液泵473.6.1泵的计算及选型473.6.2核算泵的轴功率483.7筒体与封头493.7.1筒体493.7.2

3、封头503.8裙座503.9人孔514.设计总结514.1设计感想与体会514.2致谢525．参考资料536．附录图541.概述1.1塔设备在化工生产中的作用和地位:塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产设备，在石油、化工、轻工等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传质过程创造适宜的外界条件，除了维持一定的压强、温度、规定的气、液流量等工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果。1.2塔设备的分类及一般构

4、造分类：按照操作压力可分为加压塔、常压塔和减压塔，按操作单元分为精馏塔、吸收塔、介吸塔、反应塔、萃取塔、干燥塔，按形成相际接触界面分为：固定相界面塔和流动过程中形成的相界面塔，按内件结构分为板式塔和填料塔。填料塔的结构：塔体为圆筒形，里面填充一定高度的填料，填料的下方有支承板，上方为填料压网及液体分布装置。操作时，液体经塔顶的液体分布器分散后沿填料表面流下而润湿填料，气体用机械输送设备从塔底进入，在压强差推动下，通过填料间的空隙与液体逆向接触，在填料表面进行传质，气液两相的组成沿塔高连续地变。液体由上往下流动时，由于塔壁处阻力较小而向塔壁偏流，使填料不能全部润湿，导致气液接触

5、不良，影响传质效果，称之为塔壁效应。为了防止塔壁效应，通常在填料层较高的塔中将填料分层装置，各层间设置液体再分布器将，液体重新分布后再送入下层填料。选择尺寸合适的填料，也可以减弱和防止塔壁效应。为分离气体可能夹带的少量雾状液滴，在塔顶还安装有除沫器。板式塔的结构：板式塔的壳体通常为圆筒形，里面沿塔高装有若干块水平的塔板。液体靠重力作用自上而下逐板流向塔底，并在各块塔板的板面上形成流动的液层；气体则在压差推动下经塔板上的开孔由下而上穿过塔板上液层最后由塔顶排出。561.3对塔设备的要求（1）满足工艺要求（p、t、耐腐）（2）生产能力大即气液处理量大（3）压力降小即流体阻力小（4

6、）操作稳定，操作弹性大（5）效率高，即气液两相充分接触，相际间传热面积大（6）结构简单、可靠、省材，制造、安装方便，设备成本低（7）操作、维修方便（8）耐腐蚀，不易堵塞1.4塔设备的发展及现状在化工、炼油和石油化学工业生产中，塔设备作为分离过程工艺设备，在蒸馏、精馏、萃取、吸收和解吸等传质单元操作中有着重要的地位。据统计，在整个化工工艺设备总投资中塔设备所占的比重，在化肥厂中约为21%，石油炼厂中约为20一25%，石油化工厂中约占10。若就单元装置而论，塔设备所占比重往往更大，例如在成套苯蒸馏装置中，塔设备所占比重竟高达75.7%。此外，蒸馏用塔的能量耗费巨大，也是众所周知的

7、。故塔设备对产品产量、质量、成本乃至能源消耗都有着至关重要的影响。因而强化塔设备来强化生产操作是生产、设计人员十分关心的课题。1.5塔设备的用材（1）塔体：钢材，有色金属或非金属耐腐蚀材料，钢壳衬砌衬、涂非金属材料。（2）塔板：钢为主，陶瓷、铸铁为辅。（3）填料：瓷、钢、铝、石墨、尼龙、聚丙烯塑料。（4）裙座：一般为炭钢。1.6板式塔的常用塔型及其选用板式塔是分级接触型气液传质设备，56种类繁多。根据目前国内外实际使用的情况，主要塔型是浮阀塔、筛板塔及泡罩塔。由于盘式浮阀塔具有如下特点。（1）处理量较大