课程设计（二）.docVIP

前言 1.1化工原理课程设计的目的和要求 化工原理课程设计可以培养化工类及其相关专业学生的实践能力，提高学生的工程实践能力、分析和解决工程实际问题的能力。力求通过这一环节的学习和训练，是学生能够初步掌握化工单元过程与设备设计的基本程序和方法，具备正确使用相关技术资料的能力，运用简洁的文字和工程语言正确表达设计思想和结果，综合运用所学知识进行化工单元过程与设备设计。课程设计还可以帮助学生树立实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风，使学生受益终身。 课程设计是学习化工设计的基础知识，是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过这一实践教学环节的训练，使学生掌握化工单元过程及设备设计的基本程序和方法，熟悉查阅和正确使用资料，能够在独立分析和解决实际问题的能力方面有较大提高，增强工程观念和时间能力。为此，学生在进行本课程设计的实践过程中，以实事求是的科学态度，严谨、认真的工作作风完成以下内容： （1）设计方案简介 根据任务书提供的条件和要求，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，在此基础上，通过分析研究，选定适宜的流程方案和设备类型进行简要的论述。 （2）主要设备的工艺计算 依据有关资料进行工艺设计计算，即进行物料衡算、热量衡算、工艺参数的优化及选择、设备的结构尺寸和工艺尺寸设计计算。 （3）主要设备的结构设计和机械设计 按照详细设计的要求，进行主要设备的结构设计及设备强度计算 （4）典型辅助设备的选型 对典型设备的主要工艺尺寸进行计算，并选定设备的规格型号。 （5）带控制点的工艺流程图 将设计的工艺流程方案用带控制点的工艺流程图表示出来，绘出流程所需全部设备，标出物流方向及主要控制点。 （6）主要设备的工艺条件图 绘制主要设备的工艺条件图，图面包括设备的主要工艺尺寸、技术特性表和接管表 （7）要设备的总装配图 按照国标或行业标准，绘制主要设备的总装备图，按现在形式的发展和实际工作要求，应采用CAD技术绘制图纸。 （8）编写设计说明书 作为整个设计工作的书面总结，在以上设计工作完成后，应以简洁、准确的文字，简洁清晰的图纸及表格编写出设计说明书。说明书的内容应包括 ：封面、目录、设计任务书、概述与设计方案简介、设计条件及主要物性参数表、工艺设计计算、机械设计计算、辅助设备的计算及选型、设计结果一览表、设计评述、工艺流程图、设备工艺条件图与总装备图、参数资料和主要符号说明。 1.2塔设备 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构，可分为板式塔和调料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上的液层，进行传质与传热。在正常操作情下，气象为分散相，液相为连续相，气象组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（有时也采用并流向下）流动，气液两相密切接触进行传质与传热。在正常操作下，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属微分接触逆流操作过程。 工业上，常从以下几个方面评价塔设备的性能，生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构、制造及造价。 在生长能力方面，由于填料塔开孔率高，孔隙率大，一般液泛点较高，故单位截面积上，填料塔的生产能力一般均高于板式塔。此外，填料塔具有较高的分离效率，而且压降较低，有利于热敏性物系的分离。对于比表面积较大的高性能调料，填料层容易赌塞，故处理有悬浮物或容易聚合的物料，使用板式塔较易。 1.3设计方案简介 本设计的任务为分离苯和甲苯混合物，对于二元混合物的分离，采用常压下的连续精馏装置，分离体系特点：苯的沸点80.1℃，熔点5.5℃，在常压下是一种无色、味甜、有芳香气味德尔透明液体，易挥发，苯比水密度低，为0.88g/ml，但分子量比水大，苯难溶于水，但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子能力强。甲苯是最重要的芳烃化合物之一，甲苯的熔点为-95℃，沸点为110.6℃，甲苯有一种特殊的芳香味，在常温常压下是一种无色透明的液体，密度为0.866g/cm3,甲苯几乎不溶于水但可以和二硫化碳、酒精、乙醚以任意比例混合，甲苯的粘性弱于水，等于0.6Pa·S。 分离苯—甲苯系统可以利用二者沸点的不同，采用塔设备改变它们的温度，使它们分离并分别进行回收和储存。根据各塔的不同特点选择所需的塔。本次设计采用浮阀塔，操作条件为：原料苯含量40%，处理量4000Kg/h,要求馏出液含苯98%，釜液中含苯98%，回流比2，进料温度为泡点，总版效率为0.8。 设计内容 2.1设计方案的确定和论证 2.1.1塔型的选择 工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元过程。传统设计中，蒸馏过程中多选用板式塔，而吸收过程多选用填料塔。今年来，随着塔设备设计水平的