08级化学工程与工艺化工原理课程设计
在加压下进行精馏。当物性无特殊要求时,一般是在稍高于大气压下操作。但在塔径相同的情况下,适当地提高操作压力可以提高塔的处理能力。有时应用加压精馏的原因,则在于提高平衡温度后,便于利用蒸汽冷凝时的热量,或可用较低品位的冷却剂使蒸汽冷凝,从而减少精馏的能量消耗。对于本设计中要求分离的苯-氯苯物系,应采用常压操作。 2. 进料状态
进料状态与塔板数、塔径、回流量及塔的热负荷都有密切的联系。在实际的生产中进料状态有多种,但一般都将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中,这主要是由于此时塔的操作比较容易控制,不致受季节气温的影响。此外,在泡点进料时,精馏段与提馏段的塔径相同,为设计和制造上提供了方便。因此,本设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。 3. 加热方式
精馏釜的加热方式通常采用间接蒸汽加热,设置再沸器。有时也可采用直接蒸汽加热。若塔底产物近于纯水,而且在浓度稀薄时溶液的相对挥发度较大,便可采用直接蒸汽加热。然而,直接蒸汽加热,由于蒸汽的不断通入,对塔底溶液起了稀释作用,在塔底易挥发物损失量相同的情况下,塔底残液中易挥发组分的浓度应较低,因而塔板数稍有增加。所以,本设计中采用间接蒸汽加热。 4. 冷却剂与出口温度
冷却剂的选择由塔顶蒸汽温度决定。如果塔顶蒸汽温度低,可选用冷冻盐水或深井水作冷却剂。冷却水出口温度取得高些,冷却剂的消耗可以减少,但同时温度差较小,传热面积将增加。冷却水出口温度的选择由当地水资源确定,但一般不宜超过50℃,否则溶于水中的无机盐将析出,生成水垢附着在换热器的表面而影响传热。综合考虑经济成本,本设计用常温水作冷却剂。 5. 热能的利用
精馏过程是组分反复汽化和反复冷凝的过程,耗能较多,如何节约和合理地利用精馏过程本身的热能是十分重要的。选取适宜的回流比,使过程处于最佳条件下进行,可使能耗降至最低。
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设计总结
作为一名化学工程与工艺专业大三的学生,一直进行着基础课程
的学习,《化工原理》就是其中一门工科类的基础课程,它更偏向于实际生产的运用,而我们学习的都是书本上的理论知识,对实际工业生产中设备的设计与计算并不熟悉,这次的课程设计就给了我们一次把书本中的知识联系到实践中去的机会,通过这次课程设计使我们充分认识到化工原理课程的重要性和实用性,也让我明白了书本上学习到的知识只是实际应用中的皮毛而已,有更多的实际生产问题是书本上的理论解决不了的。
化工原理课程设计的主要内容是进行有关工艺计算与设备的结构设计,还要求画出工艺流程图和设备主要构型图,它与一般的习题、大作业有着明显的不同,因为它涉及的知识范围更广,要求更高。资料、数据的收集,流程方案的确定,操作参数的选择,工艺和设备的计算等,单凭所学教科书是难以解决的,它要求设计小组中每个成员均要去查阅一定的资料、文献,并结合在化工原理课程中所学习过的理论知识及已修课程(如化学,物理化学,工程制图、分离技术等)的基础之上做综合运用。经过了为期数周的课程设计,可以说已经饱尝了辛酸与喜悦共进的滋味。
这次课程设计使我对精馏原理及其操作各方面有了较深入的了解并且参与了设计之后才知道,要设计好一个设备光是书上的公式还不够,还要查阅一些专门的手册和一定的实践经验,否则设计出来的设备仅仅是图纸而已,根本不能用于工业生产。在老师和同学的帮助,
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我们及时的按要求完成了设计任务,通过这次课程设计,使我获得了很多重要的知识,同时也提高了自己的实际动手和灵活整合运用知识的能力 。虽然整体设计我基本满意,但由于缺乏经验难免会有不足之处,请老师批评指正。
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