异丙醇-水萃取精馏分离.doc(2)

5.3 雾沫夹带由Aspen Plus模拟结果得：Flooding factor0.367014980.389531210.3889230.387964370.386471470.384188040.380785740.375897630.369206290.36156160.354537240.35076730.33806340.320499660.29954610.280382280.268177930.262485080.260243960.259420130.259160080.260470950.29284805 由此计算得F=0.3303<60% 满足要求。5.4 塔的负荷性能图5.4.1 雾沫夹带线取泛点率为60%代入泛点率计算式，有：整理可得雾沫夹带上限方程为：5.4.2 液泛线液泛线方程为代入上式化简后可得：5.4.3 液体负荷上限线取作为液体在降液管中停留时间的下线萃取精馏分离，那么5.4.4 漏液线取动能因数，以限定气体的最小负荷：5.4.5 液相负荷下限线取代入的计算式：整理可得：5.4.6 操作性能负荷图由以上各线的方程式，可画出图塔的操作性能负荷图。根据生产任务规定的气液负荷，可知操作点P(0.002369,0.665)在正常的操作范围内。

连接OP作出操作线，由图可知，该塔的雾沫夹带及液相负荷下限，即由漏液所控制。由图可读得：所以，塔的操作弹性为0.8525/0.1675=5.09项目数值与说明备注塔径1.0板间距0.45塔板型式单溢流弓形降液管分块式塔板溢流堰长度0.7溢流堰高度0.045板上液层高度0.06降液管底隙高度0.0226浮阀数个73等腰三角形叉排阀孔气速8.48阀孔动能因数10孔心距0.075同一横排的孔心距排间距0.08相临二横排的中心线距离液体在降液管内的停留时间13.41降液管内的清液高度0.115泛点率，%32.123气相负荷上限0.926雾沫夹带控制气相负荷下限0.369漏夜控制开孔率，.1操作弹性5.096. 塔附件设计6.1 接管6.1.1 进料管进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、T型进料管。本设计采用直管进料管。（1）溶剂进料管（1号物流）：管内流速取u=2m/s则管径取规格Ф38×3.5则管内径d=32mm 进料管实际流速(2) 原料进料管（9号物流）：管内流速取u=1.6m/s则管径取规格Ф25×3则管内径d=20mm 进料管实际流速6.1.2 回流管本设计采用直管回流管，本回流管为塔顶冷凝器的出口管，由冷凝器的设计取u=2.0m/s，则：取无缝钢管规格Ф25×3则管内径d=20mm6.1.3 塔顶蒸汽出料管对储料罐的基本要求是：尽可能减少雾沫夹带，以降低液体物料的损失，采用直管出料，取u=30m/s,则：取无缝钢管规格Ф194×6则管内径d=175mm6.1.4 塔釜出料管塔底液体的出料管一般有直管出料和经过裙座的弯管出料，本塔塔径不大，宜采用弯管出料，釜液出料管即为塔底再沸器的进口管，由再沸器设计取u=2m/s，则：取无缝钢管规格Ф45×3.5则管内径d=40mm6.1.5 塔釜进气管管内流速取u=30m/s则管径取规格Ф219×6则管内径d=200mm实际流速6.1.6 再沸器接管取u=2m/s，则：取无缝钢管规格Ф38×3.5则管内径d=32mm6.2 筒体与封头6.2.1 筒体精馏塔可视为内压力容器，其各种参数如下：设计压力：该精馏塔在常压下操作，设计压力取0.5MPa设计温度：该精馏塔采用加热介质为蒸汽，设计温度取180℃许用应力：该精馏塔采用钢板卷焊而成，材料选用,查得焊缝系数：本设计采用全焊透对接焊，对焊缝作局部无损焊接，则则计算壁厚：取腐蚀余量C2=2mm,由2.81+2=4.81查得负偏差C1=0.5mm计算厚度： 圆整取厚度为6mm。

6.2.2水压试验校核由此可知，水压试验强度足够。6.2.3 封头本设计采用椭圆形封头，材料选择Q235，除封头的拼接焊缝100%无损外，其余均需对接焊缝局部焊接，则取腐蚀余量C2=2mm,由2.81+2=4.81查得负偏差C1=0.25mm由计算厚度查的，负偏差C1=0.25mm,腐蚀余量C2=2mm计算厚度： 圆整取厚度为6mm所以选用封头 DN1000×6 JB/T4729-946.2.4裙座由于裙座内径>800mm，故裙座壁厚取12mm，基础环内径：基础环外径：取20+18=38mm6.2.5地脚螺栓取n=36,C2=3取d=30,则地脚螺栓选用M366.3 塔的总体高度6.3.1 塔的部的空间高度塔顶高度应大于板间距，考虑到安装除沫器的需要，取除沫器到第一块塔板的距离为800mm（此处有一人孔）空间高度取1300mm。6.3.2 进料板高度为了便于进料和安装进料管，在进料板处，管间距应大一些，设为800mm。6.3.3 设有人孔的塔板间距本精馏塔在塔顶，进料板，塔釜处各设一人孔，在设有人孔的塔板处，板间距设为800mm，人孔内径450mm。6.3.4 封头高度封头高度包括曲面高度和直边高度，H=350+40=390mm。

6.3.5 裙座高度裙座高度为2.4m。6.3.6 塔底空间高度(1)塔底釜液停留时间取5min;(2)塔底液面到最下层塔板之间间距取1.0m；则 6.3.7 精馏塔总高度H=(63-6)×0.45+0.8×6+1.3+0.39+3+1.57=32.4m附属设备设计7.1原料离心泵的选型取原料进料板高度为（33-2）*0.45+2.4+1.57=17.92m原料进口速度为u=1.21m/s原料密度为ρ=1096.619kg/mз原料粘度为2.034cP则取查摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系图，得取管长为（包括当量长度），阻力： 扬程： 原料液进料管管型为，则输送流量查IS型离心泵性能表，选用型离心泵能够满足操作要求。其输送流量为,扬程为29.6m。根据塔高计算扬程得到各流体输送泵的规格如下：型号转速nr/min流量扬程H/m效率%功率/kw必须气蚀余量（NPSH）/m用途L/s轴功率电机功率IS50-32-1602900154.1729.6562.1632.5萃取精馏原料输送IS-50-32-16029007.52.0834.3441.5932.0萃取精馏塔顶回流IS50-32-12529007.52.0822470.962.22.0溶剂回收塔进料IS-50-32-16029007.52.0834.3441.5932.0溶剂回收塔顶回流IS50-32-12529007.52.0822470.962.22.0溶剂回收预热原料7.2 原料预热器因为本设计采用共沸组成,80℃进料，设原料温度为40℃，因此需要一台原料预热器。

本预热器的热流体采用的是回收利用的萃取剂。由Aspen Plus模拟结果得换热器传热面积为4.36m2查管式换热器系列标准得，应选择碳钢管，管长2m，管数32根，2管程，公称直径273mm。换热面积S=4.87.3 塔顶冷凝器，冷凝水,由塔顶时，查物性手册得：气化潜热：取 查管式换热器系列标准得，应选择碳钢管，管长，管数245根，1管程，公称直径600mm。换热面积S=36.57.4 塔釜再沸器，使用的水蒸汽萃取精馏分离，釜液出口温度，水蒸气出口温度为165由塔底时，查物性手册得：气化潜热：取查管式换热器系列标准得，应选择碳钢管，管长6m，管数245根，1管程，公称直径。换热面积S=113.57.5 循环萃取剂冷凝器，萃取剂出口温度，冷凝水由塔底时，查物性手册得：气化潜热：取查管式换热器系列标准得，应选择碳钢管，管长6m，管数94根，2管程，公称直径400mm。换热面积S=43.57.6 公用工程Block IDBlock typeDutyUsageGcal/hrkg/hrB4HEATER0.2821318728311.4803B1冷凝器RADFRAC0.7072508270971.4852B1再沸器RADFRAC0.94000874202070.795B2冷凝器RADFRAC0.3499759335119.5228B2再沸器RADFRAC0.4373118687462.37217.7冷凝器及再沸器选型汇总表4-1 冷凝器及再沸器型号及材质列表项目排列方式公称直径/mm管程数管长/mm管子尺寸/mm管子总数原料预热器正三角形2732200032塔顶冷凝器正三角形60012000245塔釜再沸器正三角形60016000245循环萃取剂冷凝器正三角形40026000948. 课程设计自我评价经过近三个周的奋战，化工原理课程设计终于圆满完成。

这是个艰辛的过程，更是个丰收的过程。在理论知识方面，对课本上的知识有了更加深刻的认识，懂得了实际设计时的不易；在学习工作方面，学会了耐心、坚持与认真。当把自己近四十页的设计文档排版时，不管它设计的优不优秀，有没有瑕疵，心里都极其高兴，因为它是自己辛劳的成果。这30多页的设计，看着有种沉甸甸的感觉，它凝结了我所有的努力和成果，其中设计的纠结成功的喜悦只有自己知道。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出实际应用的东西，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，设计教会了我耐心，很多地方都是需要先假设数据，再验算，不符合时再调整数据重新进行验算。很多地方我都不得不重复的算上好几遍，而且大量繁琐的计算要求我必须克服毛躁的毛病，计算必须准确到位才能更快的完成设计任务。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识系统的串了起来。 课程设计仅仅是真正工业生产的一小部分，它令我了解了从理论到实际需要耗费多大的人力物力，未来要学习的东西有太多太多，我们需要更多的努力。

平常的学习所做的题目都是理想化后简单的计算，物性数据也已经给之，但在设计中大量用到了物性数据是我们需要自己去查取的。我学会了去互联网上和设计手册查取这些数据（要注意数据表的各种条件），而这些东西的学习仅仅是一个开始。由于时间比较有限，整个课程设计与实际的工业设计相比还有很多不完善之处，还可能还存在一些问题，恳请老师指正。在此，感谢在课程设计中帮助过我的所有的同学和老师！9. 参考文献[1]华东理工大学化工原理教研室编. 化工过程设备及设计. 广州：华南理工大学出版社. 1996.02[2]《常用化工单元设备设计》 李功样, 陈兰英, 崔英德编[3]王国胜. 化工原理课程设计[M]. 大连：大连理工大学出版社，2005. 参考资料： [4]匡国柱，史启才. 化工单元过程及设备课程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2005[5] 贾绍义，柴诚敬. 化工原理课程设计[M]. 大连：天津大学出版社，2005[6]《化工原理》上册，天津大学出版社，姚玉英主编。[7]《化工原理》下册，天津大学出版社，姚玉英主编。[8]《化工过程及设备设计》，化学工业出版社，华南理工大学编。[9]化工原理课程设计（化工传递与单元操作课程设计），贾绍义，柴诚敬，天津大学出版社，2002[10]《化工原理课程设计》柴诚敬，王军.张缨.天津科学技术出版社，2006.