『壹』 熱虹吸式跟釜式再沸器特點有什麼分別適用於哪裡
進行模擬時直接選kettle類型就好,實際設計再沸器的時候,可以根據模擬算出的熱負荷,來進行熱虹吸式再沸器的設計計算的(使用htri)
1簡介編輯
再沸器(也稱重沸器)顧名思義是使液體再一次汽化。它的結構與冷凝器差不多,不過一種是用來降溫,而再沸器是用來升溫汽化。
2用途編輯
再沸器多與分餾塔合用:再沸器是一個能夠交換熱量,同時有汽化空間的一種特殊換熱器。在再沸器中的物料液位和分餾塔液位在同一高度。從塔底線提供液相進入到再沸器中。通常在再沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的兩相流被送回到分餾塔中,返回塔中的氣相組分向上通過塔盤,而液相組分掉回到塔底。
物料在重沸器受熱膨脹甚至汽化,密度變小,從而離開汽化空間,順利返回到塔里,返回塔中的氣液兩相,氣相向上通過塔盤,而液相會掉落到塔底。由於靜壓差的作用,塔底將會不斷補充被蒸發掉的那部分液位。
3特點編輯
1、總傳熱系數是碳鋼、不銹鋼列管式換熱器的2倍以上;
2、耐溫耐壓高;
3、因自身全圓弧柔性過度結構,對流體實現變截面流動,形成正壓差和負壓差,自除垢、防垢能力非常強;
4、管壁薄(0.8-1.0mm),自身波紋結構無應力,無溫度梯度,流體溫度幾乎瞬間均一;
5、壓降小;
6、應力分布均勻,不出現拉裂變;
7、換熱管束可拆卸、抽出、維修和清洗;
8、換熱面積是同等條件下碳鋼、不銹鋼的60%即可充分滿足工況條件。
4類型編輯
立式:熱虹吸式、強制循環式
卧式:熱虹吸式、強制循環式、釜式再沸器、內置式再沸器
立式熱虹吸:
▲循環推動力:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。
▲結構緊湊、佔地面積小、傳熱系數高。
▲殼程不能機械清洗,不適宜高粘度、或臟的傳熱介質。
▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區。
卧式熱虹吸:
▲循環推動力:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。
▲佔地面積大,傳熱系數中等,維護、清理方便。
▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區。
強制循環式:
▲適於高粘度、熱敏性物料,固體懸浮液和長顯熱段和低蒸發比的高阻力系統。
釜式再沸器:
▲可靠性高,維護、清理方便。
▲傳熱系數小,殼體容積大,佔地面積大,造價高,易結垢。
內置式再沸器:
▲結構簡單。傳熱面積小,傳熱效果不理想。
5問題編輯
結垢:
再沸器在化工廠應用非常廣泛,再沸器(也稱重沸器)能使液體再一次汽化,是一個能夠交換熱量,同時汽化液體的一種特殊換熱器;多與分餾塔合用;物料在重沸器受熱膨脹甚至汽化,密度變小,從而離開汽化空間,順利返回到塔里。長期使用後,換熱管中結有物料垢,當垢層越來越厚,生產效率降低,甚至造成停產事故,再沸器除垢可採用清洗劑清洗。
腐蝕:
在生產過程中,由於換熱器管板受水分沖刷、氣蝕和微量化學介質的腐蝕,管板焊縫處經常出現滲漏,導致水和化工材料出現混合,生產工藝溫度難以控制,致使生成其它產品,嚴重影響產品質量,降低產品等級。冷凝器管板焊縫滲漏後,企業通常利用傳統補焊的方法進行修復,管板內部易產生內應力,且難以消除,致使其它換熱器出現滲漏,企業通過打壓,檢驗設備修復情況,反復補焊、實驗,2~4人需要幾天時間才能修復完成,使用幾個月後管板焊縫再次出現腐蝕,給企業帶來人力、物力、財力的浪費,生產成本的增加。通過福世藍高分子復合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性,通過提前對新換熱器的保護,這樣不僅有效治理了新換熱器存在的焊縫和砂眼問題,更避免了使用後化學物質腐蝕換熱器金屬表面和焊接點,在以後的定期維修時,也可以塗抹福世藍高分子復合材料來保護裸露的金屬;即使使用後出現了滲漏現象,也可以通過福世藍技術及時修復,避免了長時間的堆焊維修影響生產。正是由於此種精細化的管理,才使得換熱器滲漏問題出現的概率大大降低,不僅降低了換熱器的設備采購成本,更保證了產品質量、生產時間,提高了產品競爭力。
再沸器圖冊
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秋楓漾伊容
『貳』 卧式殼程冷凝器怎麼寫開題報告
畢業設計(論文)開題報告
一、選題的依據和意義
換熱器是一種實現物料之間熱量傳遞的節能設備,是在石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業普遍應用的一種工藝設備。在日常生活中隨處可見,因此換熱器的研究備受世界各國政府及研究機構的高度重視,在全世界第一次能源危機爆發以來,各國都在下大力量尋找新的能源及在節約能源上研究新的途徑。隨著現代新工藝、新技術、新材料的不斷開發和能源問題的日趨嚴重,世界各國已普遍把石油化工深度加工和能源綜合利用擺到十分重要的位置。換熱器因而面臨著新的挑戰。換熱器的性能對產品質量、能量利用率以及系統運行的經濟性和可靠性起著重要的作用,有時甚至是決定性的作用。在繼續提高設備熱效率的同時,促進換熱設備的結構緊湊性,產品系列化、標准化和專業化,並朝大型化的方向發展是非常重要的。
管殼式換熱器具有可靠性高、適用性廣等優點,在各工業領域中得到最為廣泛應用。近年來,盡管受到了其他新型換熱器的挑戰,但反過來也促進了其自身的發展。在換熱器向高參數、大型化發展的今天,管殼式換熱器仍佔主導地位,其可靠性和可能性已被充分證明,也更顯示其獨有的長處。
二、國內外研究綜述
冷卻器是換熱設備的一類,用以冷卻流體。通常用水或空氣為冷卻劑以除去熱量。換熱器是一個量大而品種繁多的產品,由於國防工業技術的不斷發展,換熱器操作條件日趨苛刻,迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強度材料。近年來國內在節能增效等方面改進換熱器性能,提高傳熱效率,減少傳熱面積降低壓降,提高裝置熱強度等方面的研究取得了顯著成績。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率,使企業成本降低,效益提高。鋼鐵行業和化工的發展都將為換熱器行業提供更加廣闊的發展空間。未來,國內市場需求將呈現以下特點:對產品質量水平提出了更高的要求,如環保、節能型產品將是今後發展的重點;要求產品性價比提高;對產品的個性化、多樣化的需求趨勢強烈;逐漸注意品牌產品的選用;大工程項目青睞大企業或企業集團產品。
對國外換熱器市場的調查表明,管殼式換熱器佔64%。雖然各種板式換熱器的競爭力在上升,但管殼式換熱器仍將佔主導地位。隨著動力、石油化工工業的發展,其設備也繼續向著高溫、高壓、大型化方向發展。而換熱器在結構方面也有不少新的發展。
三、設計(或研究)的內容
首先查閱相關文獻資料了解帶膨脹節的固定管板式換熱器的基本原理、性質及應用,在化工生產中的地位和作用、換熱器應用的現狀和發展趨勢、設計的理論基礎、技術路線及其意義,對固定管板式換熱器設計有一個大體上的認識和理解。然後確定選固定管板式換熱器的結構和類型、操作條件的選擇和操作方式選擇。對換熱器進行熱量衡算、物料衡算、傳熱面積的確定、壓力降計算等,確定各結構部件所需參數,並對各結構部件進行合理安排,確定換熱器的基本構成。
緊接著進行換熱器殼體、管箱短節、封頭厚度確定,容器法蘭、螺栓、墊片附件的校核計算,管板厚度的計算,開孔補強計算,確定出換熱器的最終形式。
最後,繪制出為固定管板式換熱器的裝配圖及各個零件圖,並編寫說明書。
四、畢業設計(論文)所用的方法
畢業設計是在完成各項設計內容的基礎上,按上述內容闡述設計的目的、過程、成果及結論。在撰寫設計說明書的過程中,理論依據要充分,數據要准確,公式計算要正確,能將所學的知識和技能應用於畢業設計中。另外,要注意設計說明書結構的合理性;總體設計方案要正確合理;結構設計的合理性,設計數據的准確性;社會調查的客觀性和科學性。是否有自己獨特的見解或者創新。
另外,撰寫設計說明書時要概念清楚,內容正確,結構嚴謹,文字通暢,用語符合技術專業規范,各種標准資料的運用符合學科、專業國家標準的規定,圖表清楚,圖面質量符合要求,書寫格式規范。
五、主要參考文獻與資料獲得情況
(1)中華人民共和國國家標准GB1512891 鋼制管殼式換熱器[S]1
北京: 學苑出版社, 1989
(2)錢頌文. 換熱器設計手冊. 北京:化學工業出版社,2002
(3)中華人民共和國國家標准GB150-1998 鋼制管殼式換熱器
中國標准出版社
(4)壓力容器設計手冊
(5)過程設備設計教材,第三版
(6)化工設備設計全書-換熱器設計
(7)李世玉. 壓力容器工程師設計指南[M]. 北京:化學工業出版社. 1996.
六、指導教師審批意見
年 月 日
『叄』 ASPEN設計 填料塔時再沸器與冷凝器的設置問題
不能把冷凝器或者再沸器設為填料塔段,就是說你在pack specification里指定了第一塊板或者最後一塊板,改成2或者N-1就可以了。
『肆』 化工原理課程設計
化工原理課程設計
題 目 乙醇-水溶液連續精餾塔優化設計
目 錄
設計任務書………………………………………………………………3
英文摘要前言……………………………………………………………4
前言………………………………………………………………………4
精餾塔優化設計…………………………………………………………5
精餾塔優化設計計算……………………………………………………5
設計計算結果總表………………………………………………………22
參考文獻…………………………………………………………………23
課程設計心得……………………………………………………………23
精餾塔優化設計任務書
一、設計題目
乙醇—水溶液連續精餾塔優化設計
二、設計條件
1.處理量: 15000 (噸/年)
2.料液濃度: 35 (wt%)
3.產品濃度: 93 (wt%)
4.易揮發組分回收率: 99%
5.每年實際生產時間:7200小時/年
6. 操作條件:①間接蒸汽加熱;
②塔頂壓強:1.03 atm(絕對壓強)③進料熱狀況:泡點進料;
三、設計任務
a) 流程的確定與說明;
b) 塔板和塔徑計算;
c) 塔盤結構設計
i. 浮閥塔盤工藝尺寸及布置簡圖;
ii. 流體力學驗算;
iii. 塔板負荷性能圖。 d) 其它
i. 加熱蒸汽消耗量;
ii. 冷凝器的傳熱面積及冷卻水的消耗量e) 有關附屬設備的設計和選型,繪制精餾塔系統工藝流程圖和精餾塔裝配 圖,編寫設計說明書。
乙醇——水溶液連續精餾塔優化設計
(南華大學化學化工學院,湖南衡陽 421001)
摘要:設計一座連續浮閥塔,通過對原料,產品的要求和物性參數的確定及對主要尺寸的計算,工藝設計和附屬設備結果選型設計,完成對乙醇-水精餾工藝流程和主題設備設計。
關鍵詞:精餾塔,浮閥塔,精餾塔的附屬設備。
(Department of Chemistry,University of South China,Hengyang 421001)
Abstract: The design of a continuous distillation valve column, in the material, proct requirements and the main physical parameters and to determine the size, process design and selection of equipment and design results, completion of the ethanol-water distillation process and equipment design theme.
Keywords: rectification column, valve tower, accessory equipment of the rectification column.
前 言
乙醇在工業、醫葯、民用等方面,都有很廣泛的應用,是很重要的一種原料。在很多方面,要求乙醇有不同的純度,有時要求純度很高,甚至是無水乙醇,這是很有困難的,因為乙醇極具揮發性,也極具溶解性,所以,想要得到高純度的乙醇很困難。
要想把低純度的乙醇水溶液提升到高純度,要用連續精餾的方法,因為乙醇和水的揮發度相差不大。精餾是多數分離過程,即同時進行多次部分汽化和部分冷凝的過程,因此可使混合液得到幾乎完全的分離。化工廠中精餾操作是在直立圓形的精餾塔內進行的,塔內裝有若干層塔板或充填一定高度的填料。為實現精餾分離操作,除精餾塔外,還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液。可知,單有精餾塔還不能完成精餾操作,還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器,有時還要配原料液預熱器、迴流液泵等附屬設備,才能實現整個操作。
浮閥塔與20世紀50年代初期在工業上開始推廣使用,由於它兼有泡罩塔和篩板塔的優點,已成為國內應用最廣泛的塔型,特別是在石油、化學工業中使用最普遍。浮閥有很多種形式,但最常用的形式是F1型和V-4型。F1型浮閥的結果簡單、製造方便、節省材料、性能良好,廣泛應用在化工及煉油生產中,現已列入部頒標准(JB168-68)內,F1型浮閥又分輕閥和重閥兩種,但一般情況下都採用重閥,只有處理量大且要求壓強降很低的系統中,才用輕閥。浮閥塔具有下列優點:1、生產能力大。2、操作彈性大。3、塔板效率高。4、氣體壓強降及液面落差較小。5、塔的造價低。浮閥塔不宜處理易結焦或黏度大的系統,但對於黏度稍大及有一般聚合現象的系統,浮閥塔也能正常操作。
精餾塔優化設計計算
在常壓連續浮閥精餾塔中精餾乙醇——水溶液,要求料液濃度為35%,產品濃度為93%,易揮發組分回收率99%。年生產能力15000噸/年
操作條件:①間接蒸汽加熱
②塔頂壓強:1.03atm(絕對壓強)
③進料熱狀況:泡點進料
一 精餾流程的確定
乙醇——水溶液經預熱至泡點後,用泵送入精餾塔。塔頂上升蒸氣採用全冷凝後,部分迴流,其餘作為塔頂產品經冷卻器冷卻後送至貯槽。塔釜採用間接蒸汽再沸器供熱,塔底產品經冷卻後送入貯槽。工藝流程圖見圖
二 塔的物料衡算
查閱文獻,整理有關物性數據
⑴水和乙醇的物理性質
名稱
分子式
相對分子質量
密度
20℃
沸 點
101.33kPa
℃
比熱容
(20℃)
Kg/(kg.℃)
黏度
(20℃)
mPa.s
導熱系數
(20℃)
/(m.℃) 表面
張力
(20℃)
N/m
水 18.02 998 100 4.183 1.005 0.599 72.8
乙醇 46.07 789 78.3 2.39 1.15 0.172 22.8
⑵常壓下乙醇和水的氣液平衡數據,見表
常壓下乙醇—水系統t—x—y數據如表1—6所示。
表1—6 乙醇—水系統t—x—y數據
沸點t/℃ 乙醇摩爾數/% 沸點t/℃ 乙醇摩爾數/%
氣相 液相 氣相 液相
99.9 0.004 0.053 82 27.3 56.44
99.8 0.04 0.51 81.3 33.24 58.78
99.7 0.05 0.77 80.6 42.09 62.22
99.5 0.12 1.57 80.1 48.92 64.70
99.2 0.23 2.90 79.85 52.68 66.28
99.0 0.31 3.725 79.5 61.02 70.29
98.75 0.39 4.51 79.2 65.64 72.71
97.65 0.79 8.76 78.95 68.92 74.69
95.8 1.61 16.34 78.75 72.36 76.93
91.3 4.16 29.92 78.6 75.99 79.26
87.9 7.41 39.16 78.4 79.82 81.83
85.2 12.64 47.49 78.27 83.87 84.91
83.75 17.41 51.67 78.2 85.97 86.40
82.3 25.75 55.74 78.15 89.41 89.41
乙醇相對分子質量:46;水相對分子質量:18
25℃時的乙醇和水的混合液的表面張力與乙醇濃度之間的關系為:
式中 σ——25℃時的乙醇和水的混合液的表面張力,N/m;
x——乙醇質量分數,%。
其他溫度下的表面張力可利用下式求得
式中 σ1——溫度為T1時的表面張力;N/m;
σ2——溫度為T2時的表面張力;N/m;
TC——混合物的臨界溫度,TC=∑xiTci ,K;
xi——組分i的摩爾分數;
TCi——組分i的臨界溫度, K。
料液及塔頂、塔底產品的摩爾分數
X==0.174
X==0.838
X==0.0039
平均摩爾質量
M=0.17446.07+(1-0.174)18.02=22.9 kg/kmol
M= 0.83846.07+ (1-0.838) 18.02=41.52kg/kmol
M=0.003946.07+(1-0.0039)18.02=18.12kg/kmol
物料衡算
已知:F==74.83
總物料衡算 F=D+W=74.83
易揮發組分物料衡算 0.838D+0.0039W=74.830.174
聯立以上二式得:
D=15.25kg/kmol
W=59.57kg/kmol
三 塔板數的確定
理論塔板數的求取
⑴根據乙醇——水氣液平衡表1-6,作圖
⑵求最小迴流比Rmin和操作迴流比
因為乙醇-水物系的曲線是不正常的平衡曲線,當操作線與q線的交點尚未落到平衡線上之前,操作線已經與平衡線相切,如圖g點所示. 此時恆濃區出現在g點附近, 對應的迴流比為最小的迴流比. 最小迴流比的求法是由點a(,)向平衡線作切線,再由切線的斜率或截距求
作圖可知 b=0.342 b==0.342 Rmin =1.45
由工藝條件決定 R=1.6R
故取操作迴流比 R=2.32
⑶求理論板數
塔頂,進料,塔底條件下純組分的飽和蒸氣壓
組分 飽和蒸氣壓/kpa
塔頂 進料 塔底
水 44.2 86.1 101.33
乙醇 101.3 188.5 220.0
①求平均相對揮發度
塔頂 ===2.29
進料 ==2.189
塔底 ==2.17
全塔平均相對揮發度為
===2.23
===2.17
②理論板數
由芬斯克方程式可知
N===7.96
且
由吉利蘭圖查的 即
解得 =14.2 (不包括再沸器)
③進料板
前已經查出 即
解得 N=6.42
故進料板為從塔頂往下的第7層理論板 即=7
總理論板層數 =14.2 (不包括再沸器)
進料板位置 =7
2、全塔效率
因為=0.17-0.616lg
根據塔頂、塔釜液組成,求塔的平均溫度為,在該溫度下進料液相平均粘計劃經濟為
=0.1740.41+(1-0.174)0.3206=0.336
=0.17-0.616lg0.336=0.462
3、實際塔板數
精餾段塔板數:
提餾段塔板數:
四、塔的工藝條件及物性數據計算
以精餾段為例:
操作壓力為
塔頂壓力: =1.04+103.3=104.34
若取每層塔板壓強 =0.7
則進料板壓力: =104.34+130.7=113.4kpa
精餾段平均操作壓力 =kpa
2、溫度
根據操作壓力,通過泡點方程及安托因方程可得
塔頂 =78.36
進料板=95.5
=
3、平均摩爾質量
⑴ 塔頂==0.838 =0.825
= 0.83846.07+(1-0.838)18.02=41.52 kg/kmol
=0.82546.07+(1-0.825)18.02=41.15 kg/kmol
⑵ 進料板: = 0.445 =0.102
= 0.44546.07+(1-0.445)18.02=30.50 kg/kmol
=0.10246.07+(1-0.102)18.02=20.88 kg/kmol
精餾段的平均摩爾質量
= kg/kmol
= kg/kmol
4、平均密度
⑴液相密度
=
塔頂: = =796.7
進料板上 由進料板液相組成 =0.102
=
=
=924.2
故精餾段平均液相密度=
⑵氣相密度
=
5、液體表面張力
=
=0.83817.8+(1-0.838)0.63=15.0
=0.10216.0+(1-0.102)0.62=2.20
=
6、液體粘度
=
=0.8380.55+(1-0.838)0.37=0.521
=0.1020.34+(1-0.102)0.29=0.295
=
以提餾段為例
平均摩爾質量
塔釜 = 0.050 =0.0039
=0.05046.07+(1-0.050)18.02=19.42 kg/kmol
=0.003946.07+(1-0.0039)18.02=18.12 kg/kmol
提餾段的平均摩爾質量
= kg/kmol
= kg/kmol
平均密度
塔釜,由塔釜液相組成 =0.0039
=0.01
=
∴ =961.5
故提餾段平均液相密度
=
⑵氣相密度
==
五 精餾段氣液負荷計算
V=(R+1)D=(2.32+1)15.25=50.63
== m
L=RD=2.3215.25=35.38
= m
六 提餾段氣液負荷計算
V』=V=50.63
=0.382 m
L』=L+F=35.38+74.83=110.2
=0.0006 m
七 塔和塔板主要工藝尺寸計算
1塔徑
首先考慮精餾段:
參考有關資料,初選板音距=0.45m
取板上液層高度=0.07m
故 -=0.45-0.07=0.38m
==0.0239
查圖可得 =0.075
校核至物系表面張力為9.0mN/m時的C,即
C==0.075=0.064
=C=0.064=1.64 m/s
可取安全系數0.70,則
u=0.70=0.71.64=1.148 m/s
故 D==0.645 m
按標准,塔徑圓整為0.7m,則空塔氣速為0.975 m/s
2 精餾塔有效高度的計算
精餾段有效高度為
=(13-1)0.45=5.4m
提餾段有效高度為
=(20-1)0.45=8.55m
在進料孔上方在設一人孔,高為0.6m
故精餾塔有效高度為:5.4+8.55+0.6=14.55m
3 溢流裝置
採用單溢流、弓形降液管
⑴ 堰長
取堰長 =0.75D
=0.750.7=0.525m
⑵ 出口堰高
=
選用平直堰,堰上液層高度由下式計算
=
近似取E=1.03,則
=0.017
故 =0.07-0.017=0.053m
⑶ 降液管的寬度與降液管的面積
由查《化工設計手冊》
得 =0.17,=0.08
故 =0.17D=0.12 =0.08=0.031
停留時間 =39.9s (>5s符合要求)
⑷ 降液管底隙高度
=-0.006=0.053-0.006=0.047m
塔板布置及浮閥數目擊者及排列
取閥孔動能因子 =9
孔速 ===8.07m
浮閥數 n===39(個)
取無效區寬度 =0.06m
安定區寬度 =0.07m
開孔區面積
R==0.29m
x==0.16m
故 ==0.175m
浮閥排列方式採用等腰三角形叉排
取同一磺排的孔心距 a=75mm=0.075m
估算排間距h
h===0.06m
八 塔板流體力學校核
1、氣相通過浮塔板的壓力降,由下式
⑴ 干板阻力 ==0.027
⑵ 液層阻力 取充氣系數數 =0.5,有
==0.50.07=0.035
⑶ 液體表面張力所造成阻力此項可以忽略不計。
故氣體流經一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為:
=0.027+0.035=0.062m
常板壓降
=0.062860.59.81=523.4(<0.7K,符合設計要求)。
淹塔
為了防止淹塔現象了生,要求控制降液管中清液層高度符合,其中
由前計算知 =0.061m,按下式計算
=0.153=0.153=0.00002m
板上液層高度 =0.07m,得:
=0.062+0.07+0.00002=0.132m
取=0.5,板間距今為0.45m,=0.053m,有
=0.5(0.45+0.053)=0.252m
由此可見:<,符合要求。
霧沫夾帶
由下式可知 <0.1kg液/kg氣
===0.069
浮閥塔也可以考慮泛點率,參考化學工程手冊。
泛點率=100%
=D-2=0.7-20.12=0.46
=-2=0.3875-20.031=0.325
式中——板上液體流經長度,m;
——板上液流面積,;
——泛點負荷系數,取0.126;
K——特性系數,取1.0.
泛點率=
=36.2% (<80%,符合要求)
九 塔板負荷性能圖
1、霧沫夾帶線
按泛點率=80%計
100%=80%
將上式整理得
0.039+0.626=0.0328
與分別取值獲得一條直線,數據如下表。
0.00035 0.00085
0.835 0.827
2、泛液線
通過式以及式得
=
由此確定液泛線方程。
=
簡化上式得關系如下
計算數據如下表。
0.00035 0.00055 0.00065 0.00085
0.8215 0.8139 0.8105 0.8040
3、液相負荷上限線
求出上限液體流量值(常數)
以降液管內停留時間=5s
則
4、漏夜線
對於型重閥,由,計算得
則
5、液相負荷下限線
去堰上液層高度=0.006m
根據計算式求的下限值
取E=1.03
經過以上流體力學性能的校核可以將精餾段塔板負荷性能圖劃出。如圖
由塔板負荷性能圖可以看出:
① 在任務規定的氣液負荷下的操作點
P(0.00083,0.630)(設計點),處在適宜的操作區內。
② 塔板的氣相負荷上限完全有霧沫夾帶控制,操作下限由漏液控制。
③ 按固定的液氣比,即氣相上限=0.630 ,氣相下限=0.209 ,求出操作彈性K,即
K==3.01
十 精餾塔的主要附屬設備
1 冷凝器
(1)冷凝器的選擇:強制循環式冷凝器
冷凝器置於塔下部適當位置,用泵向塔頂送迴流冷凝水,在冷凝器和泵之間需設迴流罐,這樣可以減少台架,且便於維修、安裝,造價不高。
(2)冷凝器的傳熱面積和冷卻水的消耗量
熱流體為78.36℃的93%的乙醇蒸汽,冷流體為20℃的水
Q=qm1r1 Q=qm2r2
Q—單位時間內的傳熱量,J/s或W;
qm1, qm2—熱、冷流體的質量流量,kg/s;
r1 ,r2—熱,冷流體的汽化潛熱,J/kg
r1=600 kJ/㎏ r2=775 kJ/㎏ qm1=0.153kg/s
Q=qm1r1=0.153×600000=91800J/s
Q=qm2r2=775000 qm2=91800
∴ qm2=0.12 kg/s
傳熱面積:
A=
==21.2
K取700W·m-2/℃
∴ A=
2 再沸器
(1)再沸器的選擇:釜式再沸器
對直徑較大的塔,一般將再沸器置於踏外。其管束可抽出,為保證管束浸於沸騰器液中,管束末端設溢流堰,堰外空間為出料液的緩沖區。其液面以上空間為氣液分離空間。釜式再沸器的優點是氣化率高,可大80%以上。
(2)加熱蒸汽消耗量
Q=qm1r1 Q=qm2r2
Q—單位時間內的傳熱量,J/s或W;
qm1, qm2—熱、冷流體的質量流量,kg/s;
r1 ,r2—熱,冷流體的汽化潛熱,J/kg
∵ r1=2257 kJ/㎏ r2=1333 kJ/㎏ qm2=0.43kg/s
∴ Q=qm2r1=0.43×1333=573.2 kJ/s=2257 qm1
∴ 蒸汽消耗量qm1為0.254 kg/s
表 浮閥塔板工藝設計計算結果
序號 項目 數值
1 平均溫度tm,℃ 86.93
2 平均壓力Pm,kPa 108.89
3 液相流量LS,m3/s 0.00035
4 氣相流量VS,m3/s 0.375
5 實際塔板數 33
6 塔徑,m 0.70
7 板間距,m 0.45
8 溢流形式 單溢流
9 堰長,m 0.525
10 堰高,m 0.053
11 板上液層高度,m 0.07
12 堰上液層高度,m 0.047
13 安定區寬度,m 0.07
14 無效區寬度,m 0.06
15 開孔區面積,m2 0.175
16 閥孔直徑,m 0.039
17 浮閥數 39
18 孔中心距,m 0.075
19 開孔率 0.147
20 空塔氣速,m/s 0.8
21 閥孔氣速,m/s 8.07
22 每層塔板壓降,Pa 700
23 液沫夾帶,(kg液/kg氣) 0.069
24 氣相負荷上限,m3/s 0.00356
25 液相負荷上限,m3/s 0.00028
26 操作彈性 3.01
參考文獻
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[4]路秀林、王者相.塔設備[M].北京:化學工業出版社,2004、1
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[6]夏清、陳常貴.化工原理(上冊)[M].天津:天津大學出版社,2005、1
[7]夏清、陳常貴.化工原理(下冊)[M].天津:天津大學出版社,2005、1
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[9]劉光啟、馬連湘.化學化工物性參數手冊[M].北京:化學工業出版社,2002
[10]賀匡國.化工容器及設備簡明設計手冊[M].北京:化學工業出版社,2002
課程設計心得
通過這次課程設計使我充分理解到化工原理課程的重要性和實用性,更特別是對精餾原理及其操作各方面的了解和設計,對實際單元操作設計中所涉及的個方面要注意問題都有所了解。通過這次對精餾塔的設計,不僅讓我將所學的知識應用到實際中,而且對知識也是一種鞏固和提升充實。在老師和同學的幫助下,及時的按要求完成了設計任務,通過這次課程設計,使我獲得了很多重要的知識,同時也提高了自己的實際動手和知識的靈活運用能力。
『伍』 熱虹吸重沸器操作原理是什麼
依靠重沸器安裝位置低於塔底標高而形成的一定位差,使塔底液體自動流出,並由重沸器底部流入重沸器,在重沸器內部分液體被加熱汽化,形成氣液混合物,密度顯著變小,從而在重沸器的入口和出口產生靜壓差,工藝流體不用泵就可以自然循環回塔,完成操作過程。
『陸』 化工設備換熱器的封頭是怎樣製作出來的,有幾種方法,各位大俠給我點詳細的資料
帶整體支承裙座的厚壁封頭的製造方法。該方法從拉深成形前的板坯入手,預先在此板坯上鍛造出用於成形封頭支承裙座的環狀凸起,再根據封頭支承座形狀尺寸對板坯進行切削機械加工,最後對加工後的板坯進行熱態拉深成形,從而得到帶支承座的整體封頭鍛件。
製作一由多個柱面管節組焊成的環管狀封閉殼體,並在該殼體內部充以壓力介質進行脹形使其外環部分的非平角焊接接頭變形成為平角或近似平角的焊接接頭
『柒』 環氧乙烷工業設計
估計是要寫論文的,建議你對照下面的格式去書寫,正文部分有魚不要沒有意義,借鑒一下就好了啊
如果要辦廠,請這個懂理論、有實踐的師傅再檢查下
內容摘要
本設計對年產5.0萬噸環氧乙烷合成工段進行了工藝設計。並對環氧乙烷的生產方法、生產原理、流程路線及主要設備等進行了論述和計算。
環氧乙烷是乙烯的重要衍生物,主要用作有機合成的中間體和原料,用於製造乙二醇、表面活性劑、洗滌劑、增塑劑以及樹脂等。我國環氧乙烷生產能力有限,每年都要大量進口環氧乙烷產品來滿足國內市場的需求。
環氧乙烷是乙烯衍生物中的重要基礎化工原料,它主要用來生產乙二醇,因此環氧乙烷(EO)/乙二醇(EG)工藝是石油化工中的重要工藝之一。我國目前擁有大小不等的EO/EG生產裝置11套,但相比於國外的同類裝置,這些裝置的工藝落後,能耗和水耗都較高,因此研究EO/EG工藝優化以降低生產成本,具有非常現實的意義。環氧乙烷(EO)是衍生物中僅次於聚乙烯和聚氯乙烯的重要石化產品,主要用於生產聚酯纖維、聚酯樹脂和汽車用防凍劑的原料乙二醇。還可以衍生出幾十種重要的精細石油化工中間體,廣泛應用於洗染、電子、醫葯、農葯、紡織、造紙、汽車、石油開采與煉制等眾多領域。本設計的工藝流程分為四個系統,分別為:反應系統、環氧乙烷吸收解吸系統、二氧化碳吸收解吸系統和環氧乙烷精製系統。並以這四個系統為主線,對工藝流程進行了敘述。
本設計的專題任務為環氧乙烷脫輕組分塔和環氧乙烷精製塔塔底再沸器,針對專題任務做了熱量衡算和設備計算,對設備參數進行了校核,並根據計算的結果對換熱器,即環氧乙烷精製塔底再沸器進行了設備選型。
關鍵詞:環氧乙烷; 精製塔; 脫輕組分塔; 塔底再沸器
Abstract
The design of an annual output of 50,000 tons of ethylene oxide synthesis of a Section of the design. And ethylene oxide proction methods, proction principles, processes and major routes were discussed, such as equipment and computing.
Ethylene oxide is a major ethylene derivatives, mainly used for organic synthesis of intermediates and raw materials, used in the manufacture of ethylene glycol, surfactants, detergents, plasticizers and resin. China's ethylene oxide proction capacity is limited, every year importing large quantities of ethylene oxide procts to meet domestic market demands. .
Ethylene oxide derivatives of ethylene is an important basic chemical raw materials, mainly used in the proction of ethylene glycol, ethylene oxide (EO) / ethylene glycol (EG) process is the petrochemical instry in one of the important process . China now has the size EO / EG plant 11 sets, but when compared to similar foreign devices, the technology behind these devices, energy and water consumption are higher, the study EO / EG process optimization to rece the cost of proction , Has very practical significance. Ethylene oxide (EO) derivatives is second only to polyethylene and polyvinyl chloride in a major petrochemical procts, mainly used in the proction of polyester fiber, polyester resins and the raw materials for vehicles glycol antifreeze. Can also led to dozens of important fine petrochemical intermediates, widely used in Xiran, electronics, pharmaceuticals, agricultural chemicals, textiles, paper, automobiles, oil exploration and refining, and other fields.
The design process is divided into four systems, are: response system, ethylene oxide absorption desorption system, absorbing carbon dioxide and ethylene oxide desorption system refining system. And the four systems to the main line, a description of the process.
The design of the thematic mandates removal of light component tower for ethylene oxide and ethylene oxide tower at the end of refining Tata reboiler, for thematic mandate to do the heat balance and equipment, the equipment parameters of the check, and in accordance with The results of the heat exchanger, that is, ethylene oxide refining Tata reboiler at the end of a selection of equipment.
Keywords: EO(ethylene oxide); removal of light component tower; Refining tower; Bottom reboiler
目 錄
1 文獻綜述..........................................................................1
1.1 環氧乙烷的用途性質及生產原理....................................................1
1.1.1 環氧乙烷的用途................................................................1
1.1.2 環氧乙烷的性質................................................................1
1.1.3 環氧乙烷的生產原理 ...........................................................1
1.2 工藝流程敘述 ...................................................................2
1.3 環氧乙烷的工業生產方法..........................................................3
1.3.1 氯醇法 .......................................................................3
1.3.2 乙烯直接氧化法................................................................3
2 物料衡算..........................................................................5
2.1 物料衡算流程簡圖................................................................5
2.2 物料衡算 .......................................................................5
2.3 物料衡算表 .....................................................................6
2.3.1 進料氣體 .....................................................................6
2.3.2 進料/產品換熱器...............................................................7
2.3.3 反應器........................................................................8
2.3.4 產品第一冷卻器 ...............................................................8
2.3.5 產品第二冷卻器................................................................8
2.3.6 EO吸收塔......................................................................9
2.3.7 CO2吸收塔.....................................................................11
2.3.8 E-207、208換熱器..............................................................11
2.3.9 EO解吸塔 .....................................................................12
2.3.10 EO解吸塔塔頂冷卻器E301、E302A ...............................................13
2.3.11 輕組分脫除塔 ................................................................14
2.3.12 EO精製塔.................................................................... 16
3 熱量及設備計算 ...................................................................19
3.1 反應器的熱量及設備計算 .........................................................19
3.2 EO精餾塔的設計計算..............................................................22
3.2.1 塔板工藝尺寸計算..............................................................22
3.3 EO精製塔塔底再沸器的設計計算 ...................................................30
3.3.1 初算換熱面積..................................................................30
3.3.2 核算傳熱系數 .................................................................31
4 附錄 .............................................................................34
4.1 英文文獻原文....................................................................34
4.2 英文文獻原文翻譯................................................................38
4.3 計算機程序 .....................................................................43
『捌』 如何確定再沸器的設計溫度和設計壓力
這個功能是模擬cpu和其他零件在高佔用率下的溫度變化,類似於玩游戲時,或看高清時各個零件的溫度情況!在進行溫度壓力測試時,CPU溫度會直線上升,就是這個原因。
『玖』 請教:卧式再沸器與釜式再沸器是同一種再沸器嗎
當釜式再沸器還有釜式蒸發器的傳熱面積較大時,夾套是不夠的,舉2個例子,如丙烯腈裝置的氨蒸發器,苯乙烯裝置的乙苯蒸發器,夾套面積是不夠的。
『拾』 立式再沸器和卧式再沸器的區別是
一般立式再沸器用在加熱量比較小的場合,結構上採用管板式的多。卧式再沸器用在加熱量比較大的場合,結構上採用浮頭式的多。