毕业设计

辽宁石油化工大学继续教育学院论文

产品储罐的选择规格为 名称 规格 标准序号 公称体积/m 计算体积/m 内径/mm 273 7500 33总高/mm 8305 材料 Q235-A.F 总重/kg 12760 HG-21502.1-92-208 300 三、原料预热器

以釜残液对预热原料液，则将原料加热至泡点所需的热量Qf可记为：

Qf?Wfcpf(tf2?tf1)

其中tfm?45?83.83?64.42℃ 2在进出预热器的平均温度以及tfm?64.42℃的情况下可以查得比热

cpf?4.275kJ/kg?oC，所以，

45000?103Qf??4.275?(83.83?45)?1.037?106kJ/h

300?24釜残液放出的热量Qw?Wwcpw(tw1?tw2) 若将釜残液温度降至t2w?55oC 那么平均温度tfm?55?99.32?77.16℃ 2其比热为cpw?4.191kJ/kg?oC，因此，

Qf?1.736?3600?4.191?(99.32?55)?1.16?106kJ/h

可知，Qw?Qf，于是理论上可以用釜残液加热原料液至泡点 选择传热系数K=800 w/(m2·K) 则传热面积由下列公式计算：

A=Q/（KΔTm）

其中 ΔTm=(ΔT1－ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)=12.68 K 故有：A=Q/（K ΔTm）= 102.23 m2 取安全系数为0.8 则

A实际=102.23/0.8=127.78 m2

选择固定管板式换热器系列，规格为： 采用加热管的直径为：19×2mm

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名称 规格 名称 规格 公称直径Dg/mm 600 中心排管数 -- 公称压力Pg/MPa 2.5 管程数N Ⅳ 管子根数n 370 管程流通面积/m2 计算换热面积/m2 换热管长度/mm 0.0163 127.78 6000

四、塔顶全凝器

塔顶全凝器的热负荷：QC?(R?1)D(IVD?ILD) 可以查得IVD?1266kJ/kg,ILD?253.9kJ/kg，所以

QC?(1?1)?59.36?30.81??1266?253.9??3.702?106kJ/h

取水为冷凝介质，其进出冷凝器的温度分别为25℃和35℃则 平均温度下的比热cpc?4.174kJ/kg?oC，于是冷凝水用量可求：

Qc3.702?106Wc???88692.43kg/h

cpc?t2?t1?4.174??35?25?冷凝塔顶产品由温度78.62℃冷却到温度40℃ 采用冷凝水由25℃到35℃ 知道 ΔTm=(ΔT1－ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2) =26.57K 选择K=800w/( m2·K) 则有： A= Qc /(K×ΔTm)=174.16m2 取安全系数为0.8

实际面积A=174.16/0.8=217.7 m2 选择冷凝器的系列：

采用加热管的直径为：25×2.5mm 名称 规格 名称 规格 公称直径Dg/mm 900 中心排管数 公称压力Pg/MPa 0.6 0.0435 管程数N Ⅳ 217.7 管子根数n 554 6000 管程流通面积/m2 计算换热面积/m2 换热管长度/mm 五、管径的设计

1、塔顶蒸气出口管的直径dV

操作压力为常压时，蒸气导管中常用流速为12～20 m/s， 蒸气管的直径为 dV=(4Vs/πuv)1/2，其中

dV---塔顶蒸气导管内径m Vs---塔顶蒸气量m3/s，则 dV =[(4×0.962)/(3.14×20.0)]1/2=0.248m

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名称 规格 接管 外径×厚度 接管伸出长度 273×6.5mm 200mm 2、回流管的直径dR

本设计回流液靠重力自流入塔内，流速UR取0.5 m/s dR=(4Ls/πuR)1/2

=(4×0.000624/3.14×0.5)1/2=0.0399m 名称 规格 接管 外径×厚度 接管伸出长度 42×3.5mm 150mm 3、进料管的直径dF

本设计采用高位槽送料入塔，料液速度UF= 0.4m/s dF=(4Vs/πuF)1/2

=[(4×0.00199)/(3.14×0.4)]1/2=0.0797m 名称 规格 接管 外径×厚度 89×4mm 接管伸出长度 200mm 4、塔底出料管的直径dW

一般可取塔底出料管的料液流速UW为0.5～1.5 m/s，

dW=(4LW/πuW)1/2(本设计取塔底出料管的料液流速UW为0.8 m/s) =[(4×0.00174)/(3.14×0.8)]1/2=0.0526m 名称 规格 接管 外径×厚度 57×4 接管伸出长度 150

第八部分 结论

精馏塔的设计，在化工行业应用较广。通过课程设计，我意识到这项任务的艰难。在这个课程设计过程当中，我们综合地运用了我们所学习过的流体力学，传热，传质，分离等方面的化工基础知识，设计了一款可应用于设计生产当中的乙醇水连续精馏浮阀塔。在设计过程中，计算尤其复杂。每一步的计算都关乎到

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后面的一连串结果。所以，我们在这个过程中感觉阻力很大。比如说由于没有正确理解某个公式的使用范围而盲目套用，结果导致要从头又开始计算，这个过程花费的时间较多。还有就是许多经验公式的使用，由于我们知识面的有限，所以许多公式的出处我们不是很了解。在涉及的化工原理，分离，化工热力学等课程中，我们充分意识到我们这大学三年所学知识的重要性。它让我们可以将我们在书本上所学到的理论知识用于到生产实际之中。再到后来管道以及其他设备的选型，让我们将化工原理上学到的相关知识一化工设备机械基础联系起来，对我们的设计工作有很大帮助。人孔的设计使我们明白课本知识与生产实际的差异，也就是我们必须考虑到我们所设计的方案在实际中的可行性。在计算的许多过程，我们必须在计算所得值的基础上再考虑一定的安全系数，如我们在分别计算出精馏和提馏的板数之后，还必须分别再加上两块板，使它具有一定的操作弹性。

本次设计出了计算之外的另一大难题就是作图。在此过程中，我们将我们所学的Auto CAD的知识充分利用起来，如求最小回流比，求实际塔板数，确定浮阀塔板的开孔数目，画负荷性能图，再到后来的工艺流程图的绘制以及装配图的绘制，这都离不开对CAD知识的熟练掌握。通过边作图边摸索，我们进一步巩固了CAD绘图的基础技巧，这对我们以后大四的毕业设计必定有很大的帮助。

在老师和同学的帮助下，我们小组按时完成了这次的课程设计任务，它让我们明白，知识不是死板硬套，而是有理可循，有数可依的。因此，在以后将近一年的大学学习中，我们一定扎扎实实地学好课本知识，并将理论应用于实际，来提高我们的专业技能水平。

致谢

这次的课程设计，聂丽莎老师给予了我们细心地指导，在此向方老师表示最诚挚的感谢。

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参考文献

⑴王志魁 化工原理第三版 化学工业出版社 2009.1 359～380 ⑵ 张浩勤 陆美娟 化工原理第二版 化学工业出版社 2010.1 124～145 ⑶ 吴俊生 邵惠鹤 精馏设计、操作和控制 中国石化出版社 ⑷ 时钧等 化学工程手册 化学工业出版社 1-108~1-109

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