1、 化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 院（系）名称 化学与化工学院 专 业 名 称 化学工程与工艺 年 级 班 级 学 生 姓 名 学 号 指导教师姓名 目目 录录 1. 概述. 1 1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位: . 1 1.2 塔设备的分类及一般构造. 1 1.3 对塔设备的要求. 2 1.4 塔设备的发展及现状. 2 1.5 塔设备的用材. 2 1.6 板式塔的常用塔型及其选用. 3 1.7 塔型选择一般原则. 3 1.7.1 与物性有关的因素 3 1.7.2 与操作条件有关的因素 4 1.7.3 其他因素 4 2. 塔板计算. 5 2.1 设计任务和条件. 5 2.
2、2 设计计算. 5 2.2.1 设计方案的确定 5 2.2.2 精馏塔的物料衡算 6 2.2.3 塔板数的确定 6 2.2.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 10 2.2.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 15 2.2.6 塔板主要工艺尺寸计算 18 2.2.7 塔板流体力学验算 24 2.2.8 塔板负荷性能曲线 29 2.2.9 塔板负荷性能图 35 2.2.10 塔板工艺设计结果表 36 3 塔附件设计 38 3.1 塔顶冷凝器. 38 3.2 塔底再沸器. 42 3.3 接管. 43 3.3.1 进料管 43 3.3.2 回流管 43 3.3.3 塔顶蒸汽接管 44 3.3.4 釜
3、液排出管 w d 45 3.3.5 釜液饱和水蒸气管 45 3.4 法兰. 46 3.5 塔体实际高度（不包括封头高度）. 47 3.6 料液泵. 47 3.6.1 泵的计算及选型 47 3.6.2 核算泵的轴功率 49 3.7 筒体与封头. 49 3.7.1 筒体 49 3.7.2 封头 50 3.8 裙座. 51 3.9 人孔. 51 4. 设计总结. 52 4.1 设计感想与体会. 52 4.2 致谢. 53 5. 参考资料. 54 6. 附录图. 55 1 1. 概述概述 1.1 塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备在化工生产中的作用和地位: 塔设备是石油、化工生产中广泛使用的重要生产
4、设备，在石油、化工、轻工 等生产过程中，塔设备主要用于气、液两相直接接触进行传质传热的过程，如精 馏、吸收、萃取、解吸等，这些过程大多是在塔设备中进行的。塔设备可以为传 质过程创造适宜的外界条件，除了维持一定的压强、温度、规定的气、液流量等 工艺条件外，还可以从结构上保证气、液有充分的接触时间、接触空间和接触面 积，以达到相际之间比较理想的传质和传热效果 1.2 塔设备的分类及一般构造塔设备的分类及一般构造 分类：按照操作压力可分为加压塔、常压塔和减压塔，按操作单元分为精馏 塔、吸收塔、介吸塔、反应塔、萃取塔、干燥塔，按形成相际接触界面分为：固 定相界面塔和流动过程中形成的相界面塔，按内件结构
5、分为板式塔和填料塔。 填料塔的结构：塔体为圆筒形,里面填充一定高度的填料,填料的下方有支承 板,上方为填料压网及液体分布装置。操作时,液体经塔顶的液体分布器分散后沿 填料表面流下而润湿填料,气体用机械输送设备从塔底进入,在压强差推动下,通 过填料间的空隙与液体逆向接触,在填料表面进行传质,气、液两相的组成沿塔高 连续地变。液体由上往下流动时,由于塔壁处阻力较小而向塔壁偏流,使填料不能 全部润湿,导致气液接触不良,影响传质效果,称之为塔壁效应.为了防止塔壁效应, 通常在填料层较高的塔中将填料分层装置,各层间设置液体再分布器,将液体重新 分布后再送入下层填料。选择尺寸合适的填料,也可以减弱和防止塔
6、壁效应.为分 离气体可能夹带的少量雾状液滴,在塔顶还安装有除沫器。 板式塔的结构：板式塔的壳体通常为圆筒形,里面沿塔高装有若干块水平的 塔板。液体靠重力作用自上而下逐板流向塔底,并在各块塔板的板面上形成流动 的液层； 气体则在压差推动下经塔板上的开孔由下而上穿过塔板上液层最后由塔 顶排出。 2 1.3 对塔设备的要求对塔设备的要求 （1） 满足工艺要求（p 、t 、耐腐） （2） 生产能力大即气液处理量大 （3） 压力降小即流体阻力小 （4） 操作稳定，操作弹性大 （5） 效率高，即气液两相充分接触，相际间传热面积大。 （6） 结构简单、可靠，省材，制造、安装方便，设备成本低。 （7） 操作、维修方便。 （8） 耐腐蚀，不易堵塞。 1.4 塔设备的发展及现状塔设备的发展及现状 在化工、 炼油和石油化学工业生产中,塔设备作为分离过程工艺设备,在蒸馏、 精馏、萃取、吸收和解吸等传质单元操作中有着重要的地位。据统计,在整个化 工工艺设备总投资中塔设备所占的比重,在化肥厂中约为21%,石油炼厂中约为20 一 25%,石油化工厂中约占 10。 若就单元装置而论,塔设备所占
