化工机械设备课程设计精馏塔

目录

第1章绪论 (3)

1.1 课程设计的目的 (3)

1.2 课程设计的要求 (3)

1.3 课程设计的内容 (3)

1.4 课程设计的步骤 (3)

第2章塔体的机械计算 (5)

2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5)

2.1.1 塔体厚度的计算 (5)

2.1.2 封头厚度计算 (5)

2.2 塔设备质量载荷计算 (5)

2.2.1 筒体圆筒,封头,裙座质量 (5)

2.2.2 塔内构件质量 (6)

2.2.3 保温层质量 (6)

2.2.4 平台,扶梯质量 (6)

2.2.5 操作时物料质量 (6)

2.2.6 附件质量 (7)

2.2.7 充水质量 (7)

2.2.8 各种质量载荷汇总 (7)

2.3 风载荷与风弯矩计算 (8)

2.3.1自振周期计算 (8)

2.3.2 风载荷计算 (8)

2.3.3 各段风载荷计算结果汇总 (8)

2.3.4风弯矩的计算 (8)

2.4 地震弯矩计算 (9)

2.5 偏心弯矩的计算 (10)

2.6 各种载荷引起的轴向应力 (10)

2.6.1计算压力引起的轴向应力 (10)

2.6.2 操作质量引起的轴向压应力δ2 (10)

2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力δ3 (10)

2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (10)

2.7.1 塔体的最大组合轴向拉应力校核 (10)

2.7.2 塔体与裙座的稳定校核 (11)

2.7.3 各危险截面强度与稳定性校核 (11)

2.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (14)

2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (14)

2.8.2 水压试验时应力校核 (14)

2.9 基础环设计 (15)

2.9.1 基础环尺寸 (15)

2.9.2 基础环的应力校核 (15)

2.9.3 基础环的厚度 (15)

2.10 地脚螺栓计算 (16)

2.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 (16)

2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径 (16)

第3章塔结构设计 (18)

3.1 塔体 (18)

3.2 板式塔及塔盘 (18)

3.3 塔设备附件 (18)

3.3.1 接管 (18)

3.3.2 除沫装置 (18)

3.3.3 吊柱 (18)

3.3.4 裙式支座 (19)

3.3.4 保温层 (19)

参考文献 (20)

课设结果与自我总结 (21)

附录A 主要符号说明 (22)

附录B塔设备的装配图 (24)

第1章绪论

1.1课程设计的目的

（1）把化工工艺与化工机械设计结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。

（2）培养对化工工程设计上基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。

（3）培养识图、制图、运算、编写设计说明书的能力。

1.2课程设计的要求

（1）树立正确的设计思想。

（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。

（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。

（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。

（5）在设计中处理好尺寸的圆整。

（6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。

1.3课程设计的内容

对二氯乙烷精馏塔的机械设计。DN=1800mm P N=1.2MPa

1.4课程设计的步骤

（1）全面考虑按压力大小、温度高低、腐蚀性大小等因素来选材。

（2）选用零部件。

（3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震

载荷等。

（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算（5）传动设备的选型、计算。

（6）绘制设备总装配图。

第2章 塔体的机械计算

2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度

2.1.1 塔体厚度的计算

（1）计算压力 MPa Pc 2.1= （2）塔体计算厚度 mm Pc t PcDi 8.72

.185.017021800

2.1][2=-???=-=

?δδ

（3）塔体设计厚度 mm 8.9c =+=c δδ （4）塔体名义厚度 n δ=12mm （5）塔体有效厚度 mm c n e 10=-=δδ

2.1.2 封头厚度计算

（1）计算厚度 mm Pc t PcDi 5.72

.15.085.017021800

2.15.0][2=?-???=?-=

?δδ

（2）设计厚度 mm c 5.9c =+=δδ （3）名义厚度 mm n 12=δ （3）有效厚度 mm c n e 10=-=δδ

2.2 塔设备质量载荷计算

2.2.1 筒体圆筒、封头、裙座质量 m 01

（1）圆筒质量 m 1=4.1971979.36536=?Kg （2）封头质量 m 2=8.67624.338=?Kg （3）裙座质量 m 3=2.164006.3536=?Kg 说明：1 塔体圆筒总高度为36.79m ；

2查得DN1800mm ，厚度10mm 的圆筒质量为536Kg/m ；

3 查得 DN1800mm ，厚度10mm 的椭圆形封头质量为338.4Kg/m ；

4 裙座高度3060mm 。

m 01=m 1+m 2+m 3=22036.4Kg

2.2.2 塔内构件质量 m 02

m 02=6.1335970758.1785.070754

22=???=??Di πKg

浮阀塔盘质量75Kg/m 2

2.2.3 保温层质量 m 03

'03

220]2)2(2)22[(785.0m 03

m H n Di n Di ++-++?=ρδδδ

300)83.013.1(230079.36])824.1()024.2[(785.02

2

?-?+??-?=

=6851Kg

'

03

m 为封头保温层质量 2.2.4 平台与扶梯质量 04m

m 04=F

F p n n H q nq Di B Di ?+?++-+++?2

1

])22()222[(785.022δδδδ39

4015085.0])1.02012.028.1()9.021.02012.028.1[(785.022

?+????+?+-?+?+?+= =6520Kg

说明：平台质量q p =150Kg/m 2；笼式扶梯质量F q =40Kg/m ；笼式扶梯高度H F =39m ，平台数n=8

2.2.5 操作时物料质量05m

Kg

V h N h Di m f w 291861257827.01257)8.1701.0(8.1785.0)(4

2110205=?+?+??=++=

ρρπ

说明：物料密度31/800m Kg =ρ，封头容积35864.0m V f =。塔釜圆筒部分深度

8.10=h ，塔板层数N=70，塔板上液层高度m h w 1.0=

2.2.6 附件质量a m

按经验取附件质量 Kg m m a 1.550925.001==

2.2.7 充水质量w m

Kg

V H Di m w f w w 952731000827.02100079.368.1785.024

202=??+???=+=

ρρπ

其中3/1000m Kg w =ρ

2.2.8 各种载荷质量汇总

表2-1质量汇总

塔段

0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～顶 合计 塔段长度/mm 1000

2000

7000

10000

10000

10000

40000

人孔与平台

数 0 0 1 3 2 2 8

塔板数

0 0 9 22 22 17 70 1i o m 536 1410.4 3752 5360 5360 5618 22036.4 2i o m - - 1717 4198 4198 3247 13360 3i o m

- 90 1269 1813 1813 1866 6851 4i o m 40 80 900 2260 1640 1600 6520 5i o m - 1039 8633.5 7031 7031 5451 29185.5 i

a

m 134 352.6 938 1340 1340 1404.5 5509.1 i w m - 827 17804 25434 25434 25774 95273 i e m - 2800 5200 - - - 8000 i o

m 710 4733 12402.4 11012.6 10992.6 11137.9 51588.5 各塔段最小质量/kg

710

5772

22409.5

22002

21382

19186.5

91462

全塔操作质量/kg 9146205040302010=++++++=a e m m m m m m m m 全塔最小质量/kg 5.515882.004030201min =+++++=e a m m m m m m m 水压试验时最大质量/kg

5.15754904030201max =++++++=e w a m m m m m m m m

2.3 风载荷与风弯矩的计算

2.3.1 风载荷计算

2—3段计算风载荷3P

222.100

.111

.072.080.211323323=??+=Φ+

=f v k ξ，其中3ν0.72=，23φ0.11=，3 1.0f =。

a K K s D oi D 34323e +++=δ

b δδps d o K s D D e 2432oi 3++++= 取3400mm K =，43

2A 219001000

257mm l 7000

K ???=

=

=∑

s3ps δ=δ=100mm

a K K s D oi D 34323e +++=δ=2677

b δδps d o K s D D e 2432oi 3++++==2877 取mm D e 26773=，

N D l f q k k P e 68901028777000140022.17.010

66

33302313=??????=?=--

计算段

l i

q 0 i k v i i 2?

ξ

k i 2 f i

it H

平

台数

4k

D ei

P i

1 1000 400 0.7 0.7

2 0.0075 2.80 1.02 0.64 1 0 0 2620 481 2 2000 400 0.7 0.72 0.0375 2.80 1.11 0.72

3 0 0 2620 1167 3 7000

400

0.7 0.72 0.110 2.80 1.22 1.00 10 1 257 2877 6890 4 10000 400 0.7 0.79 0.350 2.80 1.62 1.25 20 3 540 3160 17906 5 10000 400 0.7 0.82 0.665 2.80 2.07 1.42 30 2 360 2980 24585 6 10000 400

0.7

0.85 1.000

2.80 2.53 1.56 40

2 360

2980 32880

2.3.2 风弯矩的计算

截面0—0

mm N l l l P l l l P l

l P l P M w ??=?+?+?+?+?+?=++++++++++=-96216321321211

00100814.23288035000245852500017906150006890650011672000500481)2

...(....)()2(2

截面1—1

mm

N l l l P l l P l P M w ??=?+?+?+?+?=+++++++=-963263232

2

11109978.13288034000245852400017906140006890

550011671000)2

...(....)2(2 截面2—2

mm

N l

l l P l P M w ??=?+?+?+?=+++++=-9643633

2210832.132880320002458522000179061200068903500)2

...(. (2)

2.4 地震弯矩计算

取第一振型脉动增大系数10.02ζ=，则衰减指数1

1

0.05-ζ0.9+

0.950.5+5ζγ==，

S T 07.21=，地震设防烈度9度，故取max 0.32α=。

查得0.40g T =，023.09/)02.005.0(02.09/)05.0(02.011=-+=-+=ζη

319.102

.07.106.002

.005.017.106.005.01112=?+-+=+-+

=ζζη，092.01=?，等直径等厚度

的塔，152.221800/40000/>==i D H 按下列方法计算地震弯矩。

截面0—0

mm N gH m M E

??=????=?=

-901'

00105.14000081.991462095.03516

3516α mm N M M E

E

??=??==--99'

000

0109.1105.125.125.1

截面1—1

mm

N h h H H H

g m M E ??=?+??-?????=+-=

-95.35.25.35

.25

.35.25.35

.201'111044.1)10004100040000144000010(4000017581.9914628095.08)41410(1758α mm N M M E E ??=??==--99'1111108.11044.125.125.1

截面2—2

mm

N h h H H H

g

m M E ??=?+??-?????=+-=

-95.35.25.35

.25.35.25.35

.201'221034.1)30004300040000144000010(4000017581.991462092.08)41410(1758α mm N M M E E ??==--9'

22221067.125.1。

2.5 偏心弯矩的计算

偏心质量 Kg m e 8000= 偏心距mm e 2000=

偏心弯矩 mm N ge m M e e ??=??==81057.1200081.98000

2.6 各种载荷引起的轴向应力

2.6.1 计算压力引起的轴向应力

MPa e PcDi 5410

41800

2.241=??==

δδ 其中 mm c n e 10212=-=-=δδ

2.6.2 操作质量引起的轴向压应力2δ

截面0—0 MPa Di g m ei 87.1510

180014.381.9914620000

02

=???==--δπδ

截面1—1 MPa Di g m ei 76.1410

180014.381.991462110112

=???==--δπδ

其中Kg m 90752838914621

10=-=-

截面2—2 MPa Di g m ei 76.1410

180014.381.991462220222

=???==--δπδ

其中Kg m 850305766838914622

20

=--=-

2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力3δ

截面0—0 MPa Di M ei 94.9910

1800785.010542.242920

0max 003

=???==--δπδ

截面1—1 MPa Di M ei 02.8812

160014.310436.2442922

2max 223

=????==--δπδ

截面2—2 MPa ei Di M 83.8912

160014.310253.24max 42

92223

=????==-δπδ

2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核

2.7.1 截面的最大组合轴向拉应力校核

截面2-2

塔体的最大组合轴向拉应力发生在正常操作时的2—2截面上，其中，

[]

a 170Mp t

σ=，0.85φ=， 1.2K =,[]a 1.21700.85173.4Mp t

K σφ=??=

MPa 78.13083.8905.1354223222122max =+-=+-=---δδδδ

M P a K M P a t 4.173][78.13022max =<=-φδδ 满足要求

2.7.2 塔体与裙座的稳定性校核

截面2-2

塔体2—2截面上的最大做和轴向压应力

MPa 88.10283.8905.132232222

2max =+=+=---δδδ

MPa K KB MPa t Cr 4.140}204,4.140m in{}][,m in{][88.10222max ===<=-δδδ

满足要求 其中00104.0900

10

094.0094.0=?==

Ri ei A δ 查图5-9得MPa MPa B MnR t 170][,117)200,16(==δ, K=1.2 截面1-1

塔体1—1截面上的最打组合轴向压应力

MPa 96.10378.8818.151131121

1max =+=+=---δδδ

MPa K KB MPa t Cr 132}6.135,132m in{}][,m in{][96.10311max ===<=-δδδ

满足要求 其中 00104.0900

10

094.0094.0=?==

Ri A ei δ

查图5-8得（Q235-B ，200） B=110MPa MPa t

113][=δ K=1.2

截面 0-0

塔体0—0截面上的最大组合轴向应力

M P a 81.11594.9978.150

0300200max =+=+=---δδδ

MPa K KB MPa t Cr 132}6.135,132m in{}][,m in{][81.1150

0max ===<=-δδδ

满足要求

其中MPa B 110= M P a t 113][=δ K=1.2

项 目

计算危险截面

0-0 1-1 2-2 塔体与裙座有效厚度δe ，mm

10 10 10 截面以上的操作质量m i

-i 0，kg

91462 90752 85030 计算截面面积 A ，m m 2 56500

58630

56500

计算截面的截面系数Z i i -，m m 3

105345?

105277?

105254?

最大弯矩

mm i

-i max ?N M ，

1054.29? 10947.2? 10928.2?

最大允许轴向拉应力[]a t MP K ，φσ 173.4 — — 最大允许压应力

KB 129 129 140.4 K []t σ

135.6 135.6 204 计算压力引起的轴向拉应力σ1,MPa 0 0 54 操作质量引起的轴向压力σi -i 2 MPa 15.87 15.18 14.76 最大弯矩引起的轴向压力σi -i 2MPa

99.94 88.78 89.83 最大组合轴向拉应力σi -i m ax MPa 115.81 103.96 102.88 最大组合轴向拉应力 σi -i m ax

MPa — — 130.78

强度

—

—

[

]φσσt

K 22m ax - 满足要求

各危险截面强度校核汇总

2.8 塔体水压试验和吊装时代应力校核

2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力

（1）试验压力和液柱静压力引起的环向应力

M P a ei Di P ei T T 95.171102)

101800)(4.05.1(2))((=?++=++=

δδδ液柱静压力

M P a P P i T 5.1170170

2.125.1]

[][25.1=??==δδ 液柱静压力=4.081.9/40000001.081.9/=?=rH （2）试验压力引起的轴向拉应力 M P a Di P e T T 5.6710

41800

5.141=??==

δδ （3）最大质量引起的轴向压应力 M P a

e Di g m T T 32.2710

180014.381

.9157550222

=???==-δπδ （4）弯矩引起的轴向应力 M P a Di Me M e

W T 76.2710

180014.3)

1057.110832.13.0(4)

3.0(42

8922

23=???+???=+=

-δπδ 2.8.2 水压试验时应力校核

（1）筒体环向应力校核

M P a s 9.2639.0=?δ M P a M P a T 9.26395.171<=δ 满足要求

（2）最大组合轴向应力校核

MPa T T T 78.130321=+-δδδ

液压试验时 MPa K MPa s T T T 9.2639.078.130321=<=+-?δδδδ 满足要

强度与稳定校核

稳定性

[][]}K min{KB,t cr 0-0m ax σσσ= 满足要求 [][]}K min{KB,t cr 1-1m ax σσσ= 满足要求 [][]}K min{KB,t

cr

2

-2m ax σσσ= 满足要求

求

（3）最大组合轴向压应力校核

MPa KB MPa s Cr T T 4.140}5.310,4.140m in{}9.0,m in{][88.10293.2727.1932===<=+=+σδδδ 满足要求。

2.9 基础环设计

2.9.1 基础环尺寸

取21003001800300=+=+=D D is ob mm 1500

3001800300is ib =-=-=D D mm 2.9.2 基础环的应力校核

[]}g 3.0,

g max {

b

max b

00w

b

o b

-0max

max

M m z M A z M A +

+

=-σ，其中

()222221695600)15002100(785.04

mm D D A ib

ob b =-?=-=

π

38444

40107218.62100

32)

15002100(32)

(mm D D D Z ob

ib b b ?=?-=

-=

ππ

（1） MPa A g m Z M b b b 84.31695600

9146210722.61054.28

900

0m ax m ax

=+??=+=-σ MPa

A g m Z M M b b e W b 14.1169560081.9157550107218.61057.110832.13.03.028

89m ax 0

0m ax

=?+

??+??=++=-σ）（

取以上两者中的较大值MPa b 84.3=σ，选用100号混凝土，由表8-9查得其许用应力 MPa Ra 0.5=,MPa b 0.584.3m ax <=σ 满足要求。

2.9.3 基础环的厚度

MPa b 140][=σ；3mm C =。

mm D D b es is b 140)]1021800(2100[2

1

)]2([210=?+-=+-=δ，

假设螺栓直径为42M ，由表8-11查得160mm l =，当

查得时，由表10888.0160

140

-==l b ).(1115414084.31482.01482.0M 22m ax mm N b b X -=??-=?-=σ ).(1.833616084.30848.00848.022m ax mm N l M b Y =??=?=σ

取其中较大值，故).(1.11154mm N M s = 按有筋板时计算基础环厚度

b

Ms b b ][δδ=

+C=

31401

.111546+?=24.86mm 圆整后取mm b 25=δ

2.10 地脚螺栓计算

2.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力

}

25.0,max {

0000min

b

0b o b

w E b w b A g Me g Me

m Z M M A m Z M -++-

+=---σ，其中 Kg m 5.51588m in = mm N M E .1087.1900?=- mm N M W .1008.290

0?=-

Kg m 914720= 38107218.6mm Z b ?= 31695600mm A b =

（1） MPa

A g m Z M M b b e W

B 03.3169560081

.95.51588107218.61057.11008.28

89m in 0

01=?-??+?=-+=-σ（2）

MPa

A g m Z M M M b b e W E

B 25.3169560081.99146210

722.61057.110088.225.01086.125.08

89900

0002

=?-??+??+?=-++=--σ

取以上两数中的较大值，MPa B 25.3=σ

2.10.1 地脚螺栓的螺纹小径

025.3>=B σ，选取地脚螺栓个数 n=44，mm C MPa bt 3,147][2==σ，bt

b

B n A d ][41δπσ=

+C 2=14744169560025.34????π+3=35.944mm ，由表8-12查得42M 螺栓的

螺纹小径mm d 129.371=，故选用4244M -的地脚螺栓，满足要求。

第3章塔结构设计

3.1塔体

塔体包括塔壳筒体、封头、人孔、手孔、叶面计、接管、法兰等各受压元件，其结构形式和要求应满足GB150有关规定

3.2 板式塔及塔盘

因塔径为1600mm大于800mm 故选用分块式塔盘

3.3塔设备附件

3.3.1接管

塔设备的塔体上配有各种工艺接管和仪表接管，大多数接管与一般容器上接管结构相同

3.3.2 除沫装置

除沫装置属气液分离装置，用以出去气体夹带的液滴和雾沫，保证传质效率。触摸装置可安装在塔内或塔上部，也可作为独立的气液分离设备。

3.3.3 吊柱

对于高度大于15m的室外无框架的整体塔，应考虑安装和检修时起吊塔台及其他附件方便，所以常在塔顶安装可转动的吊柱。

3.3.4 裙式支座

裙座是塔设备广泛采用的一种支座，裙座有圆筒形和圆锥型两种。

3.3.5 保温圈

塔外保温材料的支撑圈叫保温圈。

塔体保温圈为I型。

塔顶保温圈为Ⅱ型。

塔底封头保温圈为Ⅲ型。

参考文献

[1] 刁玉玮，王立业，喻健良。《化工设备机械基础（第六版）》大连，大连理工大学出版社 2006,12.

[2] 蔡纪宁，张秋翔，《化工机械基础课程设计指导书》。北京化学工业出版社2010,8.

[3] 余国琮《化工容器及设备》北京，化学工业出版社 1998.

[4] 余国琮《化工机械手册》天津，天津大学出版社1979.

[5] 闫康平《工程材料》北京，化学工业出版社 2001.

甲醇水筛板精馏塔课程设计

化学与化学工程学院 《化工原理》专业课程设计 设计题目常压甲醇－水筛板精馏塔设计 姓名：潘永春 班级：化工101 学号： 2010054052

指导教师：朱宪 荣 课程设计时间2013、6、8——2013、6、20 化工原理课程设计任务书 专业：化学与化学工程学院：化工101 姓名：潘永春 学号 20100054052 指导教师朱宪荣 设计日期： 2013 年6月8日至 2013年6月20日 一、设计题目：甲醇－水精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件： 1、设计任务 生产能力（进料） 413.34Kmol/hr 操作周期 8000小时/年 进料组成甲醇0.4634 水0.5366（质量分率下同） 进料密度 233.9Kg/m3 平均分子量 22.65 塔顶产品组成 >99% 塔底产品组成 <0.04% 2、操作条件 操作压力 1.45bar （表压） 进料热状态汽液混合物液相分率98% 冷却水 20℃ 直接蒸汽加热低压水蒸气 塔顶为全凝器，中间汽液混合物进料，连续精馏。 3、设备形式筛板式或浮阀塔

4、厂址齐齐哈尔地区 三、图纸要求 1、计算说明书（含草稿） 2、精馏塔装配图（1号图，含草稿） 一．前言5 1.精馏与塔设备简介 5 2.体系介绍 5 3.筛板塔的特点 6 4.设计要求: 6 二、设计说明书7 三．设计计算书8 1.设计参数的确定8 1.1进料热状态8 1.2加热方式8 1.3回流比（R）的选择8 1.4 塔顶冷凝水的选择 8 2.流程简介及流程图 8 2.1流程简介8 3.理论塔板数的计算与实际板数的确定9 3.1理论板数计算9 3.1.1物料衡算9 3.1.2 q线方程9 3.1.3平衡线方程10 3.1.4 Rmin和R的确定10 3.1.5精馏段操作线方程的确定10 3.1.6精馏段和提馏段气液流量的确定10 3.1.7提馏段操作线方程的确定10 3.1.8逐板计算10 3.1.9图解法求解理论板数如下图: 12 3.2实际板层数的确定12 4精馏塔工艺条件计算12 4.1操作压强的选择12 4.2操作温度的计算13

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容 摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图 一、简介 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔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（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；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的能力很强。 甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

化工机械课程设计说明书

前言 化工反应釜的设计是《化工设备机械基础》的主要设计之一，通过化工反应釜的设计来掌握《化工设备机械基础》的基本理论和选用机械标准件的基本知识。同时在教师的指导下，通过课程设计，培养学生独立运用所学到的基本理论并结合生产实际综合的分析和解决生产实际问题，最终达到具有典型化工压力容器的设计能力。 为了能达到熟练掌握化工容器的设计能力，在化工容器设计中要着重培养以下能力： ⑴能够熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定的能力。 ⑵能够在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施的能力。 ⑶能够准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型的能力。 ⑷能够用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果的能力。 化工反应釜的课程设计是《化工设备机械基础》课程中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性的重要途径。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己选择方案、自己做出决策，不但要自己查取数据、进行过程和设备的设计计算，同时也要求对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 化工容器设计是一项很繁琐的设计工作，在设计中除了要考虑各种设计要求因素外，还要考虑诸多的政策、法规和经济环保等因素，因此在课程设计中除了注重多学科、多专业的综合因素的相互协调，更要有耐心，并保持严谨的科学态度，最终做出完美的科技作品。

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计

化工原理课程设计 题目：乙醇水精馏筛板塔设计 设计时间：2010、12、20-2011、1、6

化工原理课程设计任务书（化工1） 一、设计题目板式精馏塔的设计 二、设计任务：乙醇-水二元混合液连续操作常压筛板精馏塔的设计 三、工艺条件 生产负荷（按每年7200小时计算）：6、7、8、9、10、11、12万吨/年 进料热状况：自选 回流比：自选 加热蒸汽：低压蒸汽 单板压降：≤0.7Kpa 工艺参数 组成浓度（乙醇mol%） 塔顶78 加料板28 塔底0.04 四、设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 2.工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。 3.主要设备的工艺尺寸计算 板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。 4.流体力学计算 流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。 5.主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。 管径计算。 五、设计结果总汇 六、主要符号说明 七、参考文献 八、图纸要求 1、工艺流程图一张(A2 图纸) 2、主要设备工艺条件图（A2图纸） 目录 前言 (4)

1概述 (5) 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2设计说明书 (7) 2.1 流程简介 (7) 2.2 工艺参数选择 (8) 3 工艺计算 (9) 3.1物料衡算 (9) 3.2理论塔板数的计算 (10) 3.2.1 查找各体系的汽液相平衡数据 (10) 如表3-1 (10) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3 平衡线 (11) 3.2.4 回流比 (12) 3.2.5 操作线方程 (12) 3.2.6 理论板数的计算 (12) 3.3 实际塔板数的计算 (13) 3.3.1全塔效率ET (13) 3.3.2 实际板数NE (14) 4塔的结构计算 (15) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (15) 4.1.1平均分子量的计算 (15) 4.1.2 平均密度的计算 (16) 4.2塔高的计算 (17) 4.3塔径的计算 (17) 4.3.1 初步计算塔径 (17) 4.3.2 塔径的圆整 (18) 4.4塔板结构参数的确定 (19) 4.4.1溢流装置的设计 (19) 4.4.2塔盘布置（如图4-4） (20) 4.4.3 筛孔数及排列并计算开孔率 (21) 4.4.4 筛口气速和筛孔数的计算 (21) 5 精馏塔的流体力学性能验算 (22) 5.1 分别核算精馏段、提留段是否能通过流体力学验算 (22) 5.1.1液沫夹带校核 (22) 5.2.2塔板阻力校核 (23) 5.2.3溢流液泛条件的校核 (25) 5.2.4 液体在降液管内停留时间的校核 (26) 5.2.5 漏液限校核 (26) 5.2 分别作精馏段、提留段负荷性能图 (26) 5.3 塔结构数据汇总 (29) 6 塔的总体结构 (30) 7 辅助设备的选择 (31) 7.1塔顶冷凝器的选择 (31) 7.2塔底再沸器的选择 (32) 7.3管道设计与选择 (33)

化工机械基础课程设计

内蒙古科技大学化工设备机械基础课程设计说明书 题目：带液氨储罐 学生姓名：张辉 专业：化学工程与工艺 班级：化工-2班 指导教师：兰大为

设计任务书 一、课题： 液氨贮罐的机械设计 设计内容：根据给定工艺参数设计一台液氨储罐 二、已知工艺参数： 最高使用温度：T=50℃ 公称直径：DN=2600mm 筒体长度（不含封头）：L0=3900mm 三、具体内容包括： 1.筒体材料的选择 2.罐的结构尺寸 3.罐的制造施工 4.零部件型号及位置、接口 5.相关校核计算 6.绘制装备图（A2图纸） 设计人：张辉 学号： 前言 化工专业课程设计室掌握化工原理和化工设备机械基础相关内容后进 行的一门课程设计，也是培养学生具备基本化工设计技能的实践性教学环节。此课程设计所进行的是化工单元设备或主要辅助设备的工艺设计及选型，其性质属于技术设计范畴。 课程设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。 本设计是设计-卧式液氨储罐。液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储 存容器。为了解决容器设计中的各类问题，本设计针对这方面相关问题做了阐述。综合考虑环境条件，液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计，

设备结构设计，设备强度计算，分别对储罐的筒体，封头，鞍座，人孔，接管进行设计，然后用强度校核标准，最终形成合理的设计方案。 通过本次课程设计得到了化工设计基本技能的训练，为毕业设计及今后从事化工技术工作奠定了基础。此次设计主要原理来自<<化工过程设备机械基础>>一书及其他参考资料。 目录

化工机械设备课程设计精馏塔

目录 第1章绪论 (3) 1.1 课程设计的目的 (3) 1.2 课程设计的要求 (3) 1.3 课程设计的内容 (3) 1.4 课程设计的步骤 (3) 第2章塔体的机械计算 (5) 2.1 按计算压力计算塔体和封头厚度 (5) 2.1.1 塔体厚度的计算 (5) 2.1.2 封头厚度计算 (5) 2.2 塔设备质量载荷计算 (5) 2.2.1 筒体圆筒,封头,裙座质量 (5) 2.2.2 塔内构件质量 (6) 2.2.3 保温层质量 (6) 2.2.4 平台,扶梯质量 (6) 2.2.5 操作时物料质量 (6) 2.2.6 附件质量 (7) 2.2.7 充水质量 (7) 2.2.8 各种质量载荷汇总 (7) 2.3 风载荷与风弯矩计算 (8) 2.3.1自振周期计算 (8) 2.3.2 风载荷计算 (8) 2.3.3 各段风载荷计算结果汇总 (8) 2.3.4风弯矩的计算 (8) 2.4 地震弯矩计算 (9) 2.5 偏心弯矩的计算 (10) 2.6 各种载荷引起的轴向应力 (10) 2.6.1计算压力引起的轴向应力 (10) 2.6.2 操作质量引起的轴向压应力δ2 (10) 2.6.3 最大弯矩引起的轴向应力δ3 (10) 2.7 塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (10)

2.7.1 塔体的最大组合轴向拉应力校核 (10) 2.7.2 塔体与裙座的稳定校核 (11) 2.7.3 各危险截面强度与稳定性校核 (11) 2.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 (14) 2.8.1 水压试验时各种载荷引起的应力 (14) 2.8.2 水压试验时应力校核 (14) 2.9 基础环设计 (15) 2.9.1 基础环尺寸 (15) 2.9.2 基础环的应力校核 (15) 2.9.3 基础环的厚度 (15) 2.10 地脚螺栓计算 (16) 2.10.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 (16) 2.10.2 地脚螺栓的螺纹小径 (16) 第3章塔结构设计 (18) 3.1 塔体 (18) 3.2 板式塔及塔盘 (18) 3.3 塔设备附件 (18) 3.3.1 接管 (18) 3.3.2 除沫装置 (18) 3.3.3 吊柱 (18) 3.3.4 裙式支座 (19) 3.3.4 保温层 (19) 参考文献 (20) 课设结果与自我总结 (21) 附录A 主要符号说明 (22) 附录B塔设备的装配图 (24)

乙醇——水筛板精馏塔工艺设计-课程设计

学院 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 学号： 设计时间： 设计题目：乙醇——水筛板精馏塔工艺设计 （取至南京某厂药用酒精生产现场） 设计条件： 1. 常压操作，P=1 atm（绝压）。 2. 原料来至上游的粗馏塔，为95——96℃的饱和蒸汽。因沿 程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3. 塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇，产量为 40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%（质量分 率）。 5．塔釜采用饱和水蒸汽加热（加热方式自选）；塔顶采用全凝器，泡点回流。 。 6．操作回流比R=（1.1——2.0）R min 设计任务： 1. 完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接管的计 算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程图，t-x-y相平衡图，塔板负 荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条件图。 3．写出该精流塔的设计说明书，包括设计结果汇总和对自己 设计的评价。 指导教师：时间

1设计任务 1.1 任务 1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计（取至南京某厂药用酒 精生产现场） 1.1.2 设计条件 1.常压操作，P＝1 atm（绝压）。 2．原料来至上游的粗馏塔，为95－96℃的饱和蒸气。 因沿程热损失，进精馏塔时原料液温度降为90℃。 3．塔顶产品为浓度92.41%（质量分率）的药用乙醇， 产量为40吨/日。 4．塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03％ (质量分率)。 5．塔釜采用饱和水蒸气加热（加热方式自选）；塔顶 采用全凝器，泡点回流。 6．操作回流比R=(1.1—2.0) R。 min 1.1.3 设计任务 1.完成该精馏塔工艺设计，包括辅助设备及进出口接 管的计算和选型。 2．画出带控制点的工艺流程示意图，t-x-y相平衡 图，塔板负荷性能图，筛孔布置图以及塔的工艺条 件图。 3．写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总 和对自己设计的评价。 1.2 设计方案论证及确定 1.2.1 生产时日 设计要求塔日产40吨92.41%乙醇，工厂实行三班制，每班工作8小时，每天24小时连续正常工作。 1.2.2 选择塔型 精馏塔属气—液传质设备。气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大

精馏塔课程设计

目录 一、概述 二、设计方案和工艺流程的确定 三、塔的物料衡算四、回流比确定 五、塔板数的确立 六、塔的工艺条件及物性数据计算 七：塔和塔板主要工艺尺寸计算 八、塔板的流体力学验算 十、热量衡算 十一、筛板塔的设计结果总表 十二、辅助设备选型及接管尺寸 十三、精馏塔机械设计计算 十四、设计中的心得体会 一、概述： 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。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液层进行质，热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐渐接触逆流操作过程。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，气体逆流而上（也有并流向下者）与液体接触进行质热传递，气液组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的要求：（1）生产能力大；（2）传质传热效率高;(3)气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量小（6）制作安装容易，维修方便。（7）设备不易堵塞，耐腐蚀。 其中板式塔又可分为有降液管的塔板（如泡罩塔，浮阀塔，筛板塔，舌型，S型等）和无降液管的（如穿流式筛板，穿流式波纹板）该课程涉及到的是板式塔中的浮阀塔，其广泛用于精馏、吸收、和解吸等过程。其主要特点是再塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀的周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触，浮阀课根据气流流速地大小上下浮动，自行调节。浮阀有盘式、条式等多种。国内多采用盘式，其优点为生产能力大，操作弹性大，分离效率较大，塔板结构较简单。此型中的F-1型结构简单，已经列入部颁标准，因此型号的重阀操作稳定性好，一般采用重阀。 二、设计方案和工艺流程的确定: 在此次课程涉及中主要介绍浮阀塔在精馏中的应用，精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器、和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料再塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器的冷却物质将余热带走。此过程中因考虑节能。 另外，为保持塔的稳定性，流程除用泵直接送入塔原料外，也可采用高位槽送料以受泵操作波动影响。 塔顶冷凝器装置根据生产情况以决定采用全凝器和分凝器。一般，塔顶分凝器对上升蒸汽虽由一定的增浓作用，当在石油等工业中获取液相产品时往往采用全凝器，以便于准确的控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用分凝器 操作压强由常压、低压和高压操作，其取决于冷凝温度，一般都采用常压，对于热敏性物质或混合液沸点过高的物质则宜采用减压操作，而常压下为气态的物质采用高压操作。 对于物料的进料，一般情况下采用冷进料，但是为了考虑塔的操作稳定性，则一把采用泡点进料。

化工机械与设备课程设计

化工机械与设备课 程设计 1

化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号 1140 417 指导老师杨泽慧 日期 6月10日 成绩

化学工程学院 - （2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张

三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。 4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其它数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。

板式精馏塔课程设计

《化工原理》课程设计报告 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 合作者 指导教师

化工原理设计任务书 一、设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 二、设计任务 1）进精馏塔的原料液中含氯苯为38%（质量百分比，下同），其余为苯。 2）塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。 3）生产能力为日产纯度为99.8%的氯苯Z吨产品。年工作日300天，每天24小时连续运行。（设计任务量为3.5吨/小时） 三、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6. 设备型式：自选 7．厂址天津地区 四、设计内容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔的工艺条件及有关五行数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板的主要工艺尺寸计算； 6.塔板的流体力学计算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论

五、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-= ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.氯苯的汽化潜热 常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01212??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。

乙醇-水精馏塔课程设计报告浮阀塔

-- - 目录 设计任务书 (4) 第一章前言 (5) 第二章精馏塔过程的确定 (6) 第三章精馏塔设计物料计算 (7) 3.1水和乙醇有关物性数据 (7) 3.2 塔的物料衡算 (8) 3.2.1料液及塔顶、塔底产品及含乙醇摩尔分率 (8) 3.2.2平均分子量 (8) 3.2.3物料衡算 (8) 3.3塔板数的确定 (8) 3.3.1理论塔板数N T的求取 (8) 3.3.2求理论塔板数N T (9) 3.4塔的工艺条件及物性数据计算 (11) 3.4.1操作压强P m (12) 3.4.2温度t m (12) 3.4.3平均分子量M精 (12) 3.4.4平均密度ρM (13) 3.4.5液体表面X力σm (13) 3.4.6液体粘度μm L， (14) 3.4.7精馏段气液负荷计算 (14) 第四章精馏塔设计工艺计算 (15) 4.1塔径 (15) 4.2精馏塔的有效高度计算 (16) 4.3溢流装置 (16) 4.3.1堰长l W (16) 4.3.2出口堰高h W (16)

4.3.3降液管的宽度W d与降液管的面积A f (16) 4.3.4降液管底隙高度h o (17) 4.4塔板布置及浮阀数目排列 (17) 4.5塔板流体力学校核 (18) 4.5.1气相通过浮塔板的压力降 (18) 4.5.2淹塔 (18) 4.6雾沫夹带 (18) 4.7塔板负荷性能图 (19) 4.7.1雾沫夹带线 (19) 4.7.2液泛线 (20) 4.7.3液相负荷上限线 (20) 4.7.4漏液线（气相负荷下限线） (20) 4.7.5液相负荷下限线 (21) 4.8塔板负荷性能图 (22) 设计计算结果总表 (23) 符号说明 (24) 关键词 (25) 参考文献 (25) 课程设计心得 (26) 附录 (27) 附录一、水在不同温度下的黏度 (27) 附录二、饱和水蒸气表 (27) 附录三、乙醇在不同温度下的密度 (27)

甲醇-水溶液连续精馏塔课程设计91604

目录 设计任务书 一、概述 1、精馏操作对塔设备的要求和类型 (4) 2、精馏塔的设计步骤 (5) 二、精馏塔工艺设计计算 1、设计方案的确定 (6) 2、精馏塔物料衡算 (6) 3、塔板数的确定 (7) 的求取 (7) 3.1理论板层数N T 3.2实际板层数的求取 (8) 4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.1操作温度的计算 (11) 4.2平均摩尔质量的计算 (11) 4.3平均密度的计算 (12) 4.4液相平均表面张力计算 (12) 4.5液体平均粘度计算 (13) 5、精馏塔塔体工艺尺寸计算 5.1塔径的计算 (14) 5.2精馏塔有效高度的计算 (15) 6、塔板主要工艺尺寸计算 6.1溢流装置计算 (16) 6.2塔板的布置 (17) 6.3浮阀计算及排列 (17) 7、浮阀塔流体力学性能验算 (19) 8、塔附件设计 (26) 7、精馏塔结构设计 (30)

7.1设计条件 (30) 7.2壳体厚度计算………………………………………………… 7.3风载荷与风弯矩计算………………………………………… 7.4地震弯矩的计算………………………………………………… 三、总结 (27) 化工原理课程设计任务书 一、设计题目: 甲醇-水溶液连续精馏塔设计 二、设计条件: 年产量: 95%的甲醇17000吨 料液组成(质量分数): (25%甲醇，75%水) 塔顶产品组成(质量分数): (95%甲醇，5%水) 塔底釜残液甲醇含量为6% 每年实际生产时间: 300天/年,每天24小时连续工作 连续操作、中间加料、泡点回流。 操作压力：常压 塔顶压力4kPa(表压) 塔板类型：浮阀塔 进料状况：泡点进料 单板压降：kPa 7.0 厂址：安徽省合肥市 塔釜间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为0.5Mpa 三、设计任务 完成精馏塔的工艺设计,有关附属设备的设计和选型,绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图,编写设计说明书. 设计内容包括： 1、 精馏装置流程设计与论证 2、 浮阀塔内精馏过程的工艺计算 3、 浮阀塔主要工艺尺寸的确定 4、 塔盘设计 5、 流体力学条件校核、作负荷性能图 6、 主要辅助设备的选型 四、设计说明书内容 1 目录 2 概述(精馏基本原理) 3 工艺计算 4 结构计算 5 附属装置评价 6 参考文献 7 对设计自我评价 摘要：设计一座连续浮阀塔，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主

(完整word版)化工机械与设备课程设计

化学工程学院 化工机械与设备课程设计 设计说明书 专业化学工程与工艺 班级化工11-4 姓名沈杰 学号11402010417 指导老师杨泽慧 日期2014年6月10日 成绩

化学工程学院2013-2014（2） 化工机械与设备课程设计任务书 一、课程设计题目：管壳式换热器的机械设计 二、课程设计内容 1．管壳式换热器的结构设计 包括：管子数n，管子排列方式，管间距的确定，壳体尺寸计算，换热器封头选择，容器法兰的选择，管板尺寸确定塔盘结构，人孔数量及位置，仪表接管选择、工艺接管管径计算等等。 2. 壳体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核 （1）根据设计压力初定壁厚； （2）确定管板结构、尺寸及拉脱力、温差应力； （3）计算是否安装膨胀节； （4）确定壳体的壁厚、封头的选择及壁厚，并进行强度和稳定性校核。 3. 筒体和支座水压试验应力校核 4. 支座结构设计及强度校核 包括：裙座体（采用裙座）、基础环、地脚螺栓 5. 换热器各主要组成部分选材，参数确定 6. 编写设计说明书一份 7. Auto CAD绘3号设备装配图一张 三、设计条件 1气体工作压力 管程：半水煤气（0.80+学号最后两位第一个数字×0.02，单位：MPa） 壳程：变换气（0.75+学号最后一位数字×0.01，单位：MPa） 2壳、管壁温差50℃，t t＞t s 壳程介质温度为320-450℃，管程介质温度为280-420℃。 3由工艺计算求得换热面积为（130+学号最后一位数字×5），单位：m2。

4壳体与封头材料在低合金高强度刚中间选用，并查出其参数，接管及其他数据查表选用。 5壳体与支座对接焊接，塔体焊接接头系数Φ=0.9 6图纸：尺寸需根据自己的设计的尺寸标注。 四、进度安排 6月9-6月20日 五、基本要求 1.学生要按照任务书要求，独立完成设备的机械设计； 2.设计说明书一律采用电子版，指导老师指导修改后打印，3号图纸终稿打印； 3.图纸打印后，将图纸按照统一要求折叠，同设计说明书统一在6月20日上午9点半前，由各组组长负责统一提交。 5.根据设计说明书、图纸、平时表现综合评分。 六、说明书的内容 任务书 1.符号说明 2.前言 （1）设计条件； （2）设计依据； （3）设备结构形式概述。 3.材料选择 （1）选择材料的原则； （2）确定各零、部件的材质； （3）确定焊接材料。 4.绘制结构草图 （1）换热器装配图； （2）确定支座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示； （3）标注形位尺寸；

化工原理课程设计-苯-甲苯精馏塔设计

资料 前言 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。 筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。 在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 |

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目录 第一章绪论 (1) 精馏条件的确定 (1) 精馏的加热方式 (1) 精馏的进料状态 (1) 精馏的操作压力 (1) 确定设计方案 (1) 工艺和操作的要求 (2) 满足经济上的要求 (2) 保证安全生产 (2) 第二章设计计算 (3) 设计方案的确定 (3) 精馏塔的物料衡算 (3) 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3) 物料衡算 (3) 塔板计算 (4) 理论板数NT的求取 (4) 全塔效率的计算 (6) 求实际板数 (7) 有效塔高的计算 (7) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 操作压力的计算 (8) 操作温度的计算 (8) 平均摩尔质量的计算 (8) 平均密度的计算 (10) 液体平均表面张力的计算 (11) 液体平均黏度的计算 (12) 气液负荷计算 (13)

化工机械课程设计4

课程设计说明书 设计题目：卧式贮罐的设计 学院、系：化工学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2014年 7月 1日

目录 一、设计题目 (3) 二、设计要求 (3) 三、设计参数 (3) 1、设计参数 (3) 2、设计要求 (3) 四、液氨储罐的工艺设计计算 (3) ⒈罐体壁厚的设计 (3) ⒉封头厚度设计 (4) ⒊鞍座 (4) ⒋手孔选择 (6) 5.手孔补强 (7) 6.接管 (8) 6.1进出料接管的选择 (8) 6.4安全阀的选择 (9) 6.5排污管的选择 (9) 五、参考资料 (9) 附、设计结果一览表1 (9) 设计结果一览表2 (10)

设计说明书 一、设计题目 卧式贮罐的设计 二、设计要求 设计一卧式容器，准备盛装 3210kg /m3ρ

苯-甲苯筛板精馏塔课程设计

河西学院 Hｅxi Ｕniｖersiｔy 化工原理课程设计 题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院：化学化工学院

专业：化学工程与工艺 学号: 姓名: 指导教师： 2014年１２月6日 目录 化工原理课程设计任务书 1．概述 (5) 1.1序言 ....................................................................................................................... ５ 1.2再沸器?5 1.3冷凝器?5 2．方案的选择及流程说明?6 3.塔的工艺计算?6 3.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率?７ 3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 3．3物料衡算?7 4．塔板数的确定 (7) 4.1理论塔板数T N (7)

4.2最小回流比及操作回流比?8 ４.３精馏塔的气、液相负荷?８ 4.4操作线方程 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4．５图解法求理论塔板数 (9) 4.6实际板层数?9 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据................................................. 错误!未定义书签。 5.1操作压力?9 5．２操作温度?１0 10 ５.３平军摩尔质量? 5.4平均密度?１1 ５.5液体平均表面张力 ........................................................................................... 1２ 5.6液体平均黏度 ..................................................................................................... 1２ 13 ６.精馏塔的塔体工艺尺寸? 6.1塔径 (13) 6.2空塔气速 (13) 6.3实际空塔气速 (14) 6．４精馏塔有效高度?错误!未定义书签。 7．踏板主要工艺尺寸的设计......................................................................................... １5７.１塔板布置 .......................................................................................................... 1８ 7.２.塔板布 置………………………………………………………………………….1８

化工原理精馏塔课程设计

课程设计 设计题目：板式设计精馏塔 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导老师： 2011年01月21日

设计 题目 板式精馏塔的设计成绩 课 程 设 计主要内容流量的确定、各物理性质的计算、回流比的确定、各种管路的选型、各种强度的校核 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名：200 年月日

设计任务书 化工原理课程设计任务书 专业班级姓名学号 设计题目：板式精馏塔设计 设计时间：2011年1月10日至 2010年1月21日 指导老师： 设计任务：年处理 120000 kg乙醇--水溶液系统 1、料液含乙醇28%，馏出液含乙醇不少于94 wt%，残液含乙醇不大于0.05 wt% 2、操作条件： 。 （1）泡点进料，回流比R= 1.5 R min （2）塔釜加热蒸汽压力：间接0.2 MPa（表压），直接0.1 MPa（绝压）。 （3）塔顶全凝器冷却水进口温度20℃，出口温度50 ℃。 （4）常压操作。年工作日300~320 d，每天工作24 h。 （5）设备形式（筛板塔、浮阀塔、泡罩塔等）自选。 （6）安装地点：合肥 任务来源：合肥酒厂 设计主要内容： 工艺流程的确定，塔和塔板的工艺尺寸计算，塔板的流体力学验算及负荷性能图，辅助设备的计算与选型，主体设备的机械设计。 设计报告： 1、设计说明书一份。（格式：按照本科毕业设计论文书写格式） 2、主体设备总装图一张（1#图纸），带控制点工艺流程图（3#图纸）一张。

中文摘要：在化工、石油、医药、食品等生产中，常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的，而蒸馏就是其中一种方法。随着化学 工业的发展，蒸馏技术、设备及理论也有了很大的发展。蒸馏操作的 理论依据是借混合液中各组分挥发性的差异而达到分离的目的。在操 作中进行多次的气体部分冷凝或液体部分气化称为精馏。习惯上，混 合物中的易挥发组分称为轻组分，难挥发组分成为中组分。为此，掌 握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析 分离过程中的各种参数是非常重要的。 关键字：精馏，蒸馏，筛板，塔

化工原理课程设计之苯甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计

化工原理课程设计 设计题目：苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人： 班级： 学号： 指导老师： 设计时间：

目录 设计任务书 (3) 前言 (4) 第一章工艺流程设计 (5) 第二章塔设备的工艺计算 (6) 第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15) 第四章塔板的流体力学验算 (18) 第五章塔板负荷性能图 (21) 第六章换热器的设计计算与选型 (25) 第七章主要工艺管道的计算与选择 (28) 结束语 (30) 参考文献 (32) 附录 (33)

化工原理课程设计任务书 设计题目：苯—甲苯连续精馏塔（浮阀塔）的设计 一、工艺设计部分 （一）任务及操作条件 1. 基本条件：含苯25％(质量分数，下同)的原料液以泡点状态进入塔内，回流比为最小回流比的 1.25倍。 2. 分离要求：塔顶产品中苯含量不低于95％，塔底甲苯中苯含量不高于2％。 3. 生产能力：每小时处理9.4吨。 4. 操作条件：顶压强为4 KPa (表压)，单板压降≯0.7KPa，采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。（二）塔设备类型浮阀塔。 （三）厂址：湘潭地区（年平均气温为17.4℃） （四）设计内容 1. 设计方案的确定、流程选择及说明。 2. 塔及塔板的工艺计算塔高（含裙座）、塔径及塔板结构尺寸；塔板流体力学验算；塔板的负荷性能图；设计结果概要或设计一览表。 3. 辅助设备计算及选型（注意：结果要汇总）。 4. 自控系统设计（针对关键参数）。 5. 图纸：工艺管道及控制流程图；塔板布置图；精馏塔的工艺条件图。 6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。 二、按要求编制相应的设计说明书 设计说明书的装订顺序及要求如下： 1. 封面（设计题目，设计人的姓名、班级及学号等） 2. 目录 3. 设计任务书 4. 前言（课程设计的目的及意义） 5. 工艺流程设计 6. 塔设备的工艺计算（计算完成后应该有计算结果汇总表） 7. 换热器的设计计算与选型（完成后应该有结果汇总表） 8. 主要工艺管道的计算与选择（完成后应该有结果汇总表） 8. 结束语（主要是对自己设计结果的简单评价） 9. 参考文献（按在设计说明书中出现的先后顺序编排，且序号在设计说明书引用时要求标注） 10. 设计图纸 三、主要参考资料 [1] 化工原理；[2] 化工设备机械基础；[3] 化工原理课程设计；[4] 化工工艺设计手册 四、指导教师安排杨明平；胡忠于；陈东初；黄念东 五、时间安排第17周～第18周