化工设备的工艺设计.ppt

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1、第六章化工设备的工艺设计6.1化工设备工艺设计内容：（1）确定设备类型：（2）确定设备材质：根据操作条件（介质的性质、温度、压力）（3）确定设备的设计参数：根据工艺流程、物料衡算、能量衡算、设备的工艺计算等得到的。不同设备有不同设计参数。a. 换热器：热负荷Q，换热面积S，冷热载体的流量、温度、压力。b. 泵：流量、扬程、轴功率、允许吸上高度。c. 风机：风量、风压。d. 吸收塔：气体的流量、组成、压力、温度，吸收剂的种类、流量、温度、压力、塔径、塔高、塔板类型、塔板数、填料种类、规格、填料高度、每段填料的高度和段数。

2、e.  精馏塔：塔进料、塔顶、塔底产品的流量、组成、温度、塔操作压力、塔径、塔板类型塔板数、填料种类、规格、填料高度、每段填料的高度和段数、进料位置、灵敏板位置。f.  对于标准设备：根据工艺需要确定标准图图号和型号。g.对非标设备：向设备专业提供设计条件和草图、明确设备的形式、材质、基本设计参数管口、维修、安装、支撑及其它要求（如防爆口、人孔、手孔、仪表接口等）6.2泵的选用6.2.1对化工用泵的要求（1）输送易燃、易爆、易挥发、有毒、有腐蚀及贵重介质，要求密封性可靠，应选磁力驱动泵或屏泵。（2）输送腐蚀性介质，选耐

3、腐蚀泵，根据介质的特性和温度范围，选择不同的材质的泵的过流部件。非金属：聚氯乙烯、玻璃钢、聚丙细、氟塑料、石墨、搪玻璃、陶瓷。（适用范围：222页表6.1）金属：不锈钢、铝合金、钛合金、纯钛等（3）输送易气化的液体（低沸点液体-30~-160℃）选低温泵。（4）输送高温介质：热油泵各类泵的特点见P223表6.36.3换热器的设计和选用6.3.1换热设备的类型：从形式上分：板式、列管式、翅片式、盘管、喷淋式等。从使用上分：加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器、深冷器、冷凝器、完全冷凝器、部分冷凝器。热交换性能：

4、表6.4P226设计中应尽量选择标准系列。减少设计工作量和投资。6.3.2换热器设计参数的取值6.3.2.1流速：管内：壳内：水及水溶液:0.7~2.0m/s水及水溶液：0.5~1.5m/s低粘度油：0.8~1.8m/s低粘度油：0.4~1.0m/s高粘度油：0.5~1.5m/s高粘度油：0.3~0.8m/s气液混合物:2.0~6.0m/s气液混合物:0.5~3.0m/s6.3.2.2   流体路径：热载体上进下出，冷剂下进上出。管程：（1） 不清洁、易结垢的流体（2） 小流量、粘度大（因管程可以做成多程结构，得到较大

5、的流速，k↑）(3) 腐蚀性、有毒性流体（避免管束和壳体同时腐蚀）（4）压力高的流体壳称：（1）被冷却的流体（2）饱和蒸汽6.3.2.3冷热流体温差的取值换热器两端冷热流体的温差Δt↑，换热面积ΔS↓投资↓→冷剂量↑操作费用↑所以Δt应合理。（1）换热器热端：Δt20℃以上（2）换热器冷端：Δt5℃以上（3）冷凝含有惰性气体的流体时，冷却剂出口温度要比冷凝液的露点低5℃（4）空冷器冷热流体温差大于15℃6.4储罐的设计与选型6.4.1储罐的标准系列（1） 碳钢容器标准系列：a．立式平底常压下使用b．锥底平盖常压下使用c

6、．椭圆封头：0.25~4.0MPa（2）玻璃钢容器标准系列：-10~80℃微压100~500m3(3)搪玻璃容器＜1.0Mpa-20~200℃6.4.2储罐存贮量的确定（1） 原料贮存：全厂性贮存：一般30~100天。车间贮存：15天（视介质性质而定）（2）成品贮存：根据生产周期和市场情况而定（3）中间罐：一班或一批（4）回流罐：5~10min液体量保证冷凝器的液封之用（5）液体贮罐充装系数0.8~0.85气体贮罐充装系数1.0（6） 缓冲罐5~15min用量，(7)闪蒸罐：闪蒸过程就是液体的部分气化过程。根据液体达到

7、气液平衡的时间而定。选择充分的停留时间。6.5塔器的设计化工厂中常用的有喷洒塔、板式塔和填料塔。在蒸馏操作和吸收操作中常用的是板式塔和填料塔。究竟选什么形式的塔？6.5.1塔型的选择因素(1)  塔径：大塔用板式塔，小塔用填料塔(2)板式塔可适应较小的液体流量，同样条件下填料塔则会导致润湿不足。(3)处理含有颗粒的物料宜选用板式塔（筛板塔、泡罩塔、浮阀塔），而用填料塔易堵。(4)产生大量溶解热和反应热的物系宜采用板式塔.因为可在塔板上安装冷却排管，在塔外冷却后回到塔内以控制塔温。(5)处理有腐蚀性物料宜用填料塔，因为板

8、式塔需用耐腐蚀的金属材料，造价高。(6)热敏性物料的蒸馏宜用填料塔。填料塔内液体的滞留量较小，在塔内停留时间短。填料塔适用于处理发泡液体，因填料能起到破碎泡沫作用。6.5.2板式蒸馏塔的设计：6.5.2.1板式蒸馏塔的设计程序：（1）汇总物性数据、工艺要求。（2）初选塔盘结构（3）计算实际塔板数（4）确定再沸器塔顶冷凝器的热负荷并