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1、化工原理课程设计化工原理课程设计(2010年)2021/9/211化工原理课程设计化工原理课程设计酒精生产过程精馏塔的设计酒精生产过程精馏塔的设计2021/9/212什么是酒精什么是酒精什么是酒精什么是酒精 酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧的液体。有酒的气酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧的液体。有酒的气酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧的液体。有酒的气酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧的液体。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇，味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇，味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇，味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇，分子式分子式分子式分子式C C2 2HH
2、5 5OHOH，因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重0.7893(200.7893(204)4)。凝固点。凝固点。凝固点。凝固点-117.3-117.3。沸点。沸点。沸点。沸点78.278.2。能与。能与。能与。能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共
3、沸混合物，共沸点成共沸混合物，共沸点成共沸混合物，共沸点成共沸混合物，共沸点78.1578.15。2021/9/213 乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度3.5-3.5-18.018.0(W)(W)。酒精在。酒精在。酒精在。酒精在7070(V)(V)时，对于细菌具有强列的杀时，对于细菌具有强列的杀时，对于细菌具有强列的杀时，对于细菌具有强列的杀伤作用也可以作防腐剂，溶剂等。处于临界状态（伤作用也可以作防腐剂，溶剂等。处于临界状态（伤作用也可以作防腐剂，溶剂等。处
4、于临界状态（伤作用也可以作防腐剂，溶剂等。处于临界状态（243243、60kg60kgCMCMCMCM）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料，酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料，酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。
5、酒精可以代替汽油作燃料，酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料，是一种是一种是一种是一种可再生能源。可再生能源。可再生能源。可再生能源。2021/9/214酒精有哪些用途酒精有哪些用途酒精有哪些用途酒精有哪些用途 第一、第一、第一、第一、酒精可以为工业生产提供能源，如作为汽酒精可以为工业生产提供能源，如作为汽酒精可以为工业生产提供能源，如作为汽酒精可以为工业生产提供能源，如作为汽 车的燃车的燃车的燃车的燃料或与汽油组成混合燃料。料或与汽油组成混合燃料。料或与汽油组成混合燃料。料或与汽油组成混合燃料。幻灯片幻灯片幻灯片幻灯片 2828 第二、第二、第二、第二、酒精是一种很好的有机溶
6、剂，许多有机制剂的生产酒精是一种很好的有机溶剂，许多有机制剂的生产酒精是一种很好的有机溶剂，许多有机制剂的生产酒精是一种很好的有机溶剂，许多有机制剂的生产中都要使用，如利用酒精脱水成为乙烯，用以生产合成橡胶、中都要使用，如利用酒精脱水成为乙烯，用以生产合成橡胶、中都要使用，如利用酒精脱水成为乙烯，用以生产合成橡胶、中都要使用，如利用酒精脱水成为乙烯，用以生产合成橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯等。聚乙烯、聚氯乙烯等。聚乙烯、聚氯乙烯等。聚乙烯、聚氯乙烯等。第三、第三、第三、第三、酒精具有杀菌作用，被医疗卫生部门广泛用作消毒剂、酒精具有杀菌作用，被医疗卫生部门广泛用作消毒剂、酒精具有杀菌作用，被医疗卫生部
7、门广泛用作消毒剂、酒精具有杀菌作用，被医疗卫生部门广泛用作消毒剂、防腐剂。防腐剂。防腐剂。防腐剂。第四、第四、第四、第四、制造农药。制造农药。制造农药。制造农药。第五、第五、第五、第五、食品饮料工业中，用来生产汽酒、果酒、白酒等。食品饮料工业中，用来生产汽酒、果酒、白酒等。食品饮料工业中，用来生产汽酒、果酒、白酒等。食品饮料工业中，用来生产汽酒、果酒、白酒等。总之总之总之总之，酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、，酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、，酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、，酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。工
8、农业生产中都有广泛的用途。工农业生产中都有广泛的用途。工农业生产中都有广泛的用途。2021/9/215课程设计目的和要求课程设计目的和要求 目的：目的：目的：目的：锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、锻炼学生的综合能力：资料查阅、知识综合应用、理论计算、设备选型、绘制图形、编写说明书。理论计算、设备选型、绘制图形、编写说明书。理论计算、设备选型、绘制图形、编写说明书。理论计算、设备选型、绘制图形、编写说明书。培养工程观念：理论培养工程观念：理论培养工程观念：理论培养工程观念：理论小试小试小试小试放大
9、。放大。放大。放大。要求：要求：要求：要求：设定大致框架，绘制工艺流程图；设定大致框架，绘制工艺流程图；设定大致框架，绘制工艺流程图；设定大致框架，绘制工艺流程图；进行有关计算，得出设备主要尺寸和参数（塔高，进行有关计算，得出设备主要尺寸和参数（塔高，进行有关计算，得出设备主要尺寸和参数（塔高，进行有关计算，得出设备主要尺寸和参数（塔高，直径，塔板数等）；直径，塔板数等）；直径，塔板数等）；直径，塔板数等）；选择附属设备；选择附属设备；选择附属设备；选择附属设备；根据计算结果绘制主体设备图形；根据计算结果绘制主体设备图形；根据计算结果绘制主体设备图形；根据计算结果绘制主体设备图形；编写设计说明
10、书。编写设计说明书。编写设计说明书。编写设计说明书。2021/9/216课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己做出决策，即自己做出决策，即自己做出决策，即自己确定方案确定方案确定方案确定方案，选择流程选择流程选择流程选择流程，查取资料查取资料查取资料查取资料，进行过程和设备进行过程和设备进行过程和设备进行过程和设备计算计算计算计算，并要对自己的选择做出，并要对自己的选择做出，并要对自己的选择做出，并要对自己的选择做出论证论证论证论证和
11、和和和核算核算核算核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，和合理的设计。所以，和合理的设计。所以，和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作课程设计是培养学生独立工作课程设计是培养学生独立工作课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。能力的有益实践。能力的有益实践。能力的有益实践。2021/9/217“能力能力能力能力”的训练和培养：的训练和培养：的训练和培养：的训练和培养：查阅资料、选用公式和数据的能力；查阅资料、选用公式和数据的能力；查
12、阅资料、选用公式和数据的能力；查阅资料、选用公式和数据的能力；从技术上的可行性与经济上的合理性两方面树立正确从技术上的可行性与经济上的合理性两方面树立正确从技术上的可行性与经济上的合理性两方面树立正确从技术上的可行性与经济上的合理性两方面树立正确 的设计思想、分析和解决工程实际问题的能力；的设计思想、分析和解决工程实际问题的能力；的设计思想、分析和解决工程实际问题的能力；的设计思想、分析和解决工程实际问题的能力；准确、快速的计算能力；准确、快速的计算能力；准确、快速的计算能力；准确、快速的计算能力；熟练应用计算机（包括编程计算和使用工程设计软件）熟练应用计算机（包括编程计算和使用工程设计软件）
13、熟练应用计算机（包括编程计算和使用工程设计软件）熟练应用计算机（包括编程计算和使用工程设计软件）的能力以及用简洁文字、图表表达设计思想的能力的能力以及用简洁文字、图表表达设计思想的能力的能力以及用简洁文字、图表表达设计思想的能力的能力以及用简洁文字、图表表达设计思想的能力 2021/9/218设计的实践性应体现在以下设计准则中：设计的实践性应体现在以下设计准则中：设计的实践性应体现在以下设计准则中：设计的实践性应体现在以下设计准则中：1 1、经济性：经济性：经济性：经济性：应符合能量充分合理利用和节能原则，符合经常应符合能量充分合理利用和节能原则，符合经常应符合能量充分合理利用和节能原则，符合
14、经常应符合能量充分合理利用和节能原则，符合经常生产费和设备投资费的综合核算最经济的原则；符合有用物质高生产费和设备投资费的综合核算最经济的原则；符合有用物质高生产费和设备投资费的综合核算最经济的原则；符合有用物质高生产费和设备投资费的综合核算最经济的原则；符合有用物质高回收率、低损耗率原则回收率、低损耗率原则回收率、低损耗率原则回收率、低损耗率原则2 2、先进性：先进性：先进性：先进性：应对目前工厂生产过程和设备上存在的问题提出应对目前工厂生产过程和设备上存在的问题提出应对目前工厂生产过程和设备上存在的问题提出应对目前工厂生产过程和设备上存在的问题提出改进方案和改进措施，并尽量采用国内外最新技
15、术成果。改进方案和改进措施，并尽量采用国内外最新技术成果。改进方案和改进措施，并尽量采用国内外最新技术成果。改进方案和改进措施，并尽量采用国内外最新技术成果。3 3、可靠性和稳定性：可靠性和稳定性：可靠性和稳定性：可靠性和稳定性：保证运行的安全可靠和操作的稳定易控保证运行的安全可靠和操作的稳定易控保证运行的安全可靠和操作的稳定易控保证运行的安全可靠和操作的稳定易控是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成是现代化生产应优先考虑的原则，不得采用缺乏可靠性的、不成熟的技术和
16、设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和熟的技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和熟的技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和熟的技术和设备，不得采用难以控制或难以保证安全生产的技和设备。设备。设备。设备。44、可行性：可行性：可行性：可行性：流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和机流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和机流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和机流程布置和设备结构不应超出一般土建要求和机械加工能力，整个设计方案应考虑符合国情和因地制宜的原则。械加工能力，整个设计方案应考虑符合国情和因地制宜的原则。械加工能力，整个设计方案应考虑符合国情和因地
17、制宜的原则。械加工能力，整个设计方案应考虑符合国情和因地制宜的原则。2021/9/219本设计的基本内容和要求本设计的基本内容和要求 设计内容包括：设计内容包括：设计内容包括：设计内容包括：选定精馏方案及流程；选定精馏方案及流程；选定精馏方案及流程；选定精馏方案及流程；进行精馏塔的工艺计算；进行精馏塔的工艺计算；进行精馏塔的工艺计算；进行精馏塔的工艺计算；结构和附属设备的选型设计；结构和附属设备的选型设计；结构和附属设备的选型设计；结构和附属设备的选型设计；绘制精馏塔的装配图；绘制精馏塔的装配图；绘制精馏塔的装配图；绘制精馏塔的装配图；将设计结果编写成设计说明书。将设计结果编写成设计说明书。将
18、设计结果编写成设计说明书。将设计结果编写成设计说明书。2021/9/2110时时间间安安排排所有工作必须独立完成。所有工作必须独立完成。所有工作必须独立完成。所有工作必须独立完成。时间：时间：时间：时间：6 6月月月月7 7日日日日 66月月月月1818日。日。日。日。6 6月月月月1111日之前完成理论计算，日之前完成理论计算，日之前完成理论计算，日之前完成理论计算，6 6月月月月1212日开始绘图。日开始绘图。日开始绘图。日开始绘图。6 6月月月月1616日之前完成主体设备图和流程图。日之前完成主体设备图和流程图。日之前完成主体设备图和流程图。日之前完成主体设备图和流程图。6 6月月月月1
19、717日之前完成说明书撰写。日之前完成说明书撰写。日之前完成说明书撰写。日之前完成说明书撰写。2021/9/2111一一、化工原理课程设计任务化工原理课程设计任务 设计题目：设计题目：设计题目：设计题目：酒精生产过程板式精馏塔的设计酒精生产过程板式精馏塔的设计酒精生产过程板式精馏塔的设计酒精生产过程板式精馏塔的设计 设计任务：设计任务：设计任务：设计任务：在酒精生产工艺中，将粗产品中的大部分杂质除去在酒精生产工艺中，将粗产品中的大部分杂质除去在酒精生产工艺中，将粗产品中的大部分杂质除去在酒精生产工艺中，将粗产品中的大部分杂质除去后，还存在着大量的水分，为了达到产品的质量要求，后，还存在着大量的
20、水分，为了达到产品的质量要求，后，还存在着大量的水分，为了达到产品的质量要求，后，还存在着大量的水分，为了达到产品的质量要求，需要将水分分离出去。本设计结合乙醇生产工艺，要需要将水分分离出去。本设计结合乙醇生产工艺，要需要将水分分离出去。本设计结合乙醇生产工艺，要需要将水分分离出去。本设计结合乙醇生产工艺，要求设计一浮阀精馏塔，用于乙醇水溶液的分离。求设计一浮阀精馏塔，用于乙醇水溶液的分离。求设计一浮阀精馏塔，用于乙醇水溶液的分离。求设计一浮阀精馏塔，用于乙醇水溶液的分离。2021/9/2112下面是乙醇精馏塔的设计任务：下面是乙醇精馏塔的设计任务：下面是乙醇精馏塔的设计任务：下面是乙醇精馏塔
21、的设计任务：1 1、生产能力：年产、生产能力：年产、生产能力：年产、生产能力：年产吨乙醇产品。吨乙醇产品。吨乙醇产品。吨乙醇产品。2 2、原料液中含乙醇、原料液中含乙醇、原料液中含乙醇、原料液中含乙醇%（质量），其余为水。（质量），其余为水。（质量），其余为水。（质量），其余为水。3 3、馏出液中的乙醇含量为、馏出液中的乙醇含量为、馏出液中的乙醇含量为、馏出液中的乙醇含量为%（质量）。（质量）。（质量）。（质量）。4 4、残液中的乙醇含量不高于、残液中的乙醇含量不高于、残液中的乙醇含量不高于、残液中的乙醇含量不高于0.2%0.2%（质量）。（质量）。（质量）。（质量）。设备的年运行时间平均为设
22、备的年运行时间平均为设备的年运行时间平均为设备的年运行时间平均为300300天。天。天。天。2021/9/2113设计条件：设计条件：设计条件：设计条件：1 1、加热方式：、加热方式：、加热方式：、加热方式：直接蒸汽加热，蒸汽压力为直接蒸汽加热，蒸汽压力为直接蒸汽加热，蒸汽压力为直接蒸汽加热，蒸汽压力为 1.02.0kg/cm21.02.0kg/cm2。间接加热。间接加热。间接加热。间接加热。2 2、操作压力：、操作压力：、操作压力：、操作压力：常压。常压。常压。常压。3 3、进料状况：、进料状况：、进料状况：、进料状况：饱和液体。饱和液体。饱和液体。饱和液体。3030冷液进料。冷液进料。冷液
23、进料。冷液进料。4 4、冷却水进口温度：、冷却水进口温度：、冷却水进口温度：、冷却水进口温度：3030，出口温度自定。，出口温度自定。，出口温度自定。，出口温度自定。5 5、塔板形式：浮阀塔板。、塔板形式：浮阀塔板。、塔板形式：浮阀塔板。、塔板形式：浮阀塔板。2021/9/2114应完成的工作量：应完成的工作量：应完成的工作量：应完成的工作量：1 1、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计、乙醇精馏塔的工艺设计，塔板的结构设计及辅助设备的选型，编写设计说明书。及辅助设备的选型，编写设计说明书。及辅助设备的选型，编写设计说
24、明书。及辅助设备的选型，编写设计说明书。2 2、绘制工艺流程图一张。、绘制工艺流程图一张。、绘制工艺流程图一张。、绘制工艺流程图一张。3 3、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。、绘制精馏塔的装配图（一号图纸）。4 4、说明书编写。、说明书编写。、说明书编写。、说明书编写。2021/9/2115二、设计说明书的内容二、设计说明书的内容 1 1、目录；、目录；、目录；、目录；22、设计题目及原始数据、设计题目及原始数据、设计题目及原始数据、设计题目及原始数据(任务书任务书任务书任务书)；33、简述酒精精馏过程的生产方法及特点；、简述
25、酒精精馏过程的生产方法及特点；、简述酒精精馏过程的生产方法及特点；、简述酒精精馏过程的生产方法及特点；44、论述精馏总体结构、论述精馏总体结构、论述精馏总体结构、论述精馏总体结构(塔型、主要结构塔型、主要结构塔型、主要结构塔型、主要结构)及流程的安排、及流程的安排、及流程的安排、及流程的安排、材料选择；材料选择；材料选择；材料选择；55、精馏过程有关计算、精馏过程有关计算、精馏过程有关计算、精馏过程有关计算(物料衡算、热量衡算、理论塔板物料衡算、热量衡算、理论塔板物料衡算、热量衡算、理论塔板物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进
26、出管径等数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等数、回流比、塔高、塔径塔板设计、进出管径等)；2021/9/2116 6 6、设计结果概要、设计结果概要、设计结果概要、设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等主要设备尺寸、衡算结果等主要设备尺寸、衡算结果等主要设备尺寸、衡算结果等););7 7、主体设备设计计算及说明；、主体设备设计计算及说明；、主体设备设计计算及说明；、主体设备设计计算及说明；8 8、主要附属设备的选择（换热器等）；、主要附属设备的选择（换热器等）；、主要附属设备的选择（换热器等）；、主要附属设备的选择（换热器等）；9 9、参考文献、参考文献、参考文献、参考文献；1 10 0
27、、自我总结及有关问题的讨论。、自我总结及有关问题的讨论。、自我总结及有关问题的讨论。、自我总结及有关问题的讨论。说明书书写格式：每页的右边留说明书书写格式：每页的右边留说明书书写格式：每页的右边留说明书书写格式：每页的右边留30mm30mm，用来标，用来标，用来标，用来标 注参考文献及简单备注。注参考文献及简单备注。注参考文献及简单备注。注参考文献及简单备注。2021/9/2117三、绘图要求三、绘图要求1 1、用坐标纸绘制乙醇、用坐标纸绘制乙醇、用坐标纸绘制乙醇、用坐标纸绘制乙醇水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的y-xy-x图，图，图，图，并用图解法求理论塔板数；并用图解法求理论塔板数；并用图
28、解法求理论塔板数；并用图解法求理论塔板数；2 2、用坐标纸绘浮阀的排孔图；、用坐标纸绘浮阀的排孔图；、用坐标纸绘浮阀的排孔图；、用坐标纸绘浮阀的排孔图；3 3、用、用、用、用A4A4图纸绘制设备流程图一张；图纸绘制设备流程图一张；图纸绘制设备流程图一张；图纸绘制设备流程图一张；4 4、用、用、用、用594841594841图纸绘制装置图一张：一主视图，图纸绘制装置图一张：一主视图，图纸绘制装置图一张：一主视图，图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图，一剖面图，若干个局部放大图。一俯视图，一剖面图，若干个局部放大图。一俯视图，一剖面图，若干个局部放大图。一俯视图，一剖面图，若干个局部放大图。设备
29、技术要求、主要参数、接管表、设备技术要求、主要参数、接管表、设备技术要求、主要参数、接管表、设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、部件明细表、部件明细表、部件明细表、标题栏等。标题栏等。标题栏等。标题栏等。2021/9/2118四、参考书四、参考书 1 1、天津大学，化工原理，天津，天津科学技术出版社，、天津大学，化工原理，天津，天津科学技术出版社，、天津大学，化工原理，天津，天津科学技术出版社，、天津大学，化工原理，天津，天津科学技术出版社，19901990年。年。年。年。2 2、李功样等、李功样等、李功样等、李功样等常用化工单元设备设计，广州，华南理工大学常用化工单元设备设计，广州，
30、华南理工大学常用化工单元设备设计，广州，华南理工大学常用化工单元设备设计，广州，华南理工大学出版社，出版社，出版社，出版社，20032003年。年。年。年。3 3、魏崇关，郑晓梅，化工工程制图，北京，化学工业出版魏崇关，郑晓梅，化工工程制图，北京，化学工业出版魏崇关，郑晓梅，化工工程制图，北京，化学工业出版魏崇关，郑晓梅，化工工程制图，北京，化学工业出版社，社，社，社，19921992年。年。年。年。4 4、刁玉玮，王立业刁玉玮，王立业刁玉玮，王立业刁玉玮，王立业 编，化工设备机械基础，大连，大连编，化工设备机械基础，大连，大连编，化工设备机械基础，大连，大连编，化工设备机械基础，大连，大连理
31、工大学出版社，理工大学出版社，理工大学出版社，理工大学出版社，19891989年。年。年。年。5 5、章克昌，吴佩琮，酒精工业手册，北京，轻工业出版社，、章克昌，吴佩琮，酒精工业手册，北京，轻工业出版社，、章克昌，吴佩琮，酒精工业手册，北京，轻工业出版社，、章克昌，吴佩琮，酒精工业手册，北京，轻工业出版社，19951995年。年。年。年。化工设备设计手册化工设备设计手册化工设备设计手册化工设备设计手册金属设备金属设备金属设备金属设备 化工设备设计手册化工设备设计手册化工设备设计手册化工设备设计手册材料与零部件材料与零部件材料与零部件材料与零部件2021/9/2119五、设计原理和方法五、设计原
32、理和方法1 1、关于精馏方案的选定、关于精馏方案的选定、关于精馏方案的选定、关于精馏方案的选定 选定精馏方案是完成设计的先决条件，因为精馏塔工选定精馏方案是完成设计的先决条件，因为精馏塔工选定精馏方案是完成设计的先决条件，因为精馏塔工选定精馏方案是完成设计的先决条件，因为精馏塔工艺尺寸的确定不仅与所处理物系的性质、给定的生产能力、艺尺寸的确定不仅与所处理物系的性质、给定的生产能力、艺尺寸的确定不仅与所处理物系的性质、给定的生产能力、艺尺寸的确定不仅与所处理物系的性质、给定的生产能力、组成要求有关，还与操作压力、回流液状态、加热方式以组成要求有关，还与操作压力、回流液状态、加热方式以组成要求有关
33、，还与操作压力、回流液状态、加热方式以组成要求有关，还与操作压力、回流液状态、加热方式以及所选用设备的型式等一系列因素有关，所以在进行精馏及所选用设备的型式等一系列因素有关，所以在进行精馏及所选用设备的型式等一系列因素有关，所以在进行精馏及所选用设备的型式等一系列因素有关，所以在进行精馏塔设计过程中，塔设计过程中，塔设计过程中，塔设计过程中，选定精馏方案选定精馏方案选定精馏方案选定精馏方案和和和和拟定精馏装置流程拟定精馏装置流程拟定精馏装置流程拟定精馏装置流程的工作必的工作必的工作必的工作必须首先进行。须首先进行。须首先进行。须首先进行。2021/9/2120精馏方案选定涉及的内容大致包括：精
34、馏方案选定涉及的内容大致包括：精馏方案选定涉及的内容大致包括：精馏方案选定涉及的内容大致包括：a a精馏方式的选定：精馏方式的选定：精馏方式的选定：精馏方式的选定：根据生产规模和产品质量要求，可选用简单蒸馏、水蒸汽蒸根据生产规模和产品质量要求，可选用简单蒸馏、水蒸汽蒸根据生产规模和产品质量要求，可选用简单蒸馏、水蒸汽蒸根据生产规模和产品质量要求，可选用简单蒸馏、水蒸汽蒸馏、间歇精馏、连续精馏或特殊精馏等。馏、间歇精馏、连续精馏或特殊精馏等。馏、间歇精馏、连续精馏或特殊精馏等。馏、间歇精馏、连续精馏或特殊精馏等。b b操作压力的选取：操作压力的选取：操作压力的选取：操作压力的选取：根据精馏物系的
35、特点，可以是常压精馏、减压精馏或加压精馏。根据精馏物系的特点，可以是常压精馏、减压精馏或加压精馏。根据精馏物系的特点，可以是常压精馏、减压精馏或加压精馏。根据精馏物系的特点，可以是常压精馏、减压精馏或加压精馏。c.c.塔型的选择：塔型的选择：塔型的选择：塔型的选择：通过技术经济综合评价，可以选用不同塔型（板式塔、填料塔通过技术经济综合评价，可以选用不同塔型（板式塔、填料塔通过技术经济综合评价，可以选用不同塔型（板式塔、填料塔通过技术经济综合评价，可以选用不同塔型（板式塔、填料塔和不同板型（如浮阀搭、筛板塔等）或填料塔。和不同板型（如浮阀搭、筛板塔等）或填料塔。和不同板型（如浮阀搭、筛板塔等）或
36、填料塔。和不同板型（如浮阀搭、筛板塔等）或填料塔。d.d.进料状态进料状态进料状态进料状态一般，一切热量尽可能从塔底加入，但应考虑工艺条件。一般，一切热量尽可能从塔底加入，但应考虑工艺条件。一般，一切热量尽可能从塔底加入，但应考虑工艺条件。一般，一切热量尽可能从塔底加入，但应考虑工艺条件。e.e.加热方式：直接蒸汽加热、间接加热，综合各组的计算结果，加热方式：直接蒸汽加热、间接加热，综合各组的计算结果，加热方式：直接蒸汽加热、间接加热，综合各组的计算结果，加热方式：直接蒸汽加热、间接加热，综合各组的计算结果，比较它们的优缺点。比较它们的优缺点。比较它们的优缺点。比较它们的优缺点。2021/9/
37、2121f f再沸器、冷凝器、冷却器等换热设备的配置再沸器、冷凝器、冷却器等换热设备的配置再沸器、冷凝器、冷却器等换热设备的配置再沸器、冷凝器、冷却器等换热设备的配置:再沸器配置与所采用的加热方式有关，通常采用再沸器配置与所采用的加热方式有关，通常采用再沸器配置与所采用的加热方式有关，通常采用再沸器配置与所采用的加热方式有关，通常采用间接蒸间接蒸间接蒸间接蒸汽加热汽加热汽加热汽加热，有时也可采用，有时也可采用，有时也可采用，有时也可采用直接蒸汽加热直接蒸汽加热直接蒸汽加热直接蒸汽加热；冷凝器的型式多采用列管式换热器，冷凝器的安装位置冷凝器的型式多采用列管式换热器，冷凝器的安装位置冷凝器的型式多
38、采用列管式换热器，冷凝器的安装位置冷凝器的型式多采用列管式换热器，冷凝器的安装位置从技术和经济上考虑，对于小塔，当传热面积较小时常将冷从技术和经济上考虑，对于小塔，当传热面积较小时常将冷从技术和经济上考虑，对于小塔，当传热面积较小时常将冷从技术和经济上考虑，对于小塔，当传热面积较小时常将冷凝器直接安装在塔顶，而当处理量较大或搭较高时，则常将凝器直接安装在塔顶，而当处理量较大或搭较高时，则常将凝器直接安装在塔顶，而当处理量较大或搭较高时，则常将凝器直接安装在塔顶，而当处理量较大或搭较高时，则常将冷凝器移至地面，然后再用回流泵强制回流入塔冷凝器移至地面，然后再用回流泵强制回流入塔冷凝器移至地面，然
39、后再用回流泵强制回流入塔冷凝器移至地面，然后再用回流泵强制回流入塔.2021/9/2122选定方案必须考虑的问题选定方案必须考虑的问题选定方案必须考虑的问题选定方案必须考虑的问题:a a、必须考虑工艺要求与平稳操作问题必须考虑工艺要求与平稳操作问题必须考虑工艺要求与平稳操作问题必须考虑工艺要求与平稳操作问题；b b、必须考虑经济上的合理性必须考虑经济上的合理性必须考虑经济上的合理性必须考虑经济上的合理性;如在精馏方式的选定中必须考虑生产规模、产品质量、如在精馏方式的选定中必须考虑生产规模、产品质量、如在精馏方式的选定中必须考虑生产规模、产品质量、如在精馏方式的选定中必须考虑生产规模、产品质量、
40、产量的要求以及投资费用等，如用水蒸汽蒸馏或简单蒸馏虽产量的要求以及投资费用等，如用水蒸汽蒸馏或简单蒸馏虽产量的要求以及投资费用等，如用水蒸汽蒸馏或简单蒸馏虽产量的要求以及投资费用等，如用水蒸汽蒸馏或简单蒸馏虽投资省，但所获得的产品质量不高，欲要得到高纯度产品则投资省，但所获得的产品质量不高，欲要得到高纯度产品则投资省，但所获得的产品质量不高，欲要得到高纯度产品则投资省，但所获得的产品质量不高，欲要得到高纯度产品则必须采用连续精馏等方式。必须采用连续精馏等方式。必须采用连续精馏等方式。必须采用连续精馏等方式。在确定在确定在确定在确定操作压力操作压力操作压力操作压力时则必须考虑所处理的液体混合物的
41、性时则必须考虑所处理的液体混合物的性时则必须考虑所处理的液体混合物的性时则必须考虑所处理的液体混合物的性质等因素；如热敏性物料采用真空蒸馏，而对于沸点低常压质等因素；如热敏性物料采用真空蒸馏，而对于沸点低常压质等因素；如热敏性物料采用真空蒸馏，而对于沸点低常压质等因素；如热敏性物料采用真空蒸馏，而对于沸点低常压下呈气态的物料则应在加压下进行蒸馏。下呈气态的物料则应在加压下进行蒸馏。下呈气态的物料则应在加压下进行蒸馏。下呈气态的物料则应在加压下进行蒸馏。2021/9/2123 在塔型的选择中固然要尽量设法选用性能优良的塔型，但在塔型的选择中固然要尽量设法选用性能优良的塔型，但在塔型的选择中固然要
42、尽量设法选用性能优良的塔型，但在塔型的选择中固然要尽量设法选用性能优良的塔型，但因每种塔型绝非十全十美，故选型时还必须从产量、质量和因每种塔型绝非十全十美，故选型时还必须从产量、质量和因每种塔型绝非十全十美，故选型时还必须从产量、质量和因每种塔型绝非十全十美，故选型时还必须从产量、质量和能耗等实际需要出发，努力做到兼顾技术上的可行性和经济能耗等实际需要出发，努力做到兼顾技术上的可行性和经济能耗等实际需要出发，努力做到兼顾技术上的可行性和经济能耗等实际需要出发，努力做到兼顾技术上的可行性和经济上的合理性两个方面上的合理性两个方面上的合理性两个方面上的合理性两个方面 在确定进料状态和加料方式时既要
43、考虑便于平稳操作，还在确定进料状态和加料方式时既要考虑便于平稳操作，还在确定进料状态和加料方式时既要考虑便于平稳操作，还在确定进料状态和加料方式时既要考虑便于平稳操作，还要考虑相关工序的实际情况等因素。如精馏塔的加料方式用要考虑相关工序的实际情况等因素。如精馏塔的加料方式用要考虑相关工序的实际情况等因素。如精馏塔的加料方式用要考虑相关工序的实际情况等因素。如精馏塔的加料方式用高位槽就比用加料泵直接加料较易平稳操作。但必须注意，高位槽就比用加料泵直接加料较易平稳操作。但必须注意，高位槽就比用加料泵直接加料较易平稳操作。但必须注意，高位槽就比用加料泵直接加料较易平稳操作。但必须注意，无论进料状态还
44、是加料方式均与前道工序以至整个车间的流无论进料状态还是加料方式均与前道工序以至整个车间的流无论进料状态还是加料方式均与前道工序以至整个车间的流无论进料状态还是加料方式均与前道工序以至整个车间的流程安排有关。程安排有关。程安排有关。程安排有关。2021/9/2124在考虑精馏塔附属的换热设备的配置中，必须注意到精在考虑精馏塔附属的换热设备的配置中，必须注意到精在考虑精馏塔附属的换热设备的配置中，必须注意到精在考虑精馏塔附属的换热设备的配置中，必须注意到精馏过程如何合理利用热能的问题，可以用定性或定量的方法馏过程如何合理利用热能的问题，可以用定性或定量的方法馏过程如何合理利用热能的问题，可以用定性
45、或定量的方法馏过程如何合理利用热能的问题，可以用定性或定量的方法论述塔底釜液与塔顶蒸汽热能利用的可能性（可以从传热温论述塔底釜液与塔顶蒸汽热能利用的可能性（可以从传热温论述塔底釜液与塔顶蒸汽热能利用的可能性（可以从传热温论述塔底釜液与塔顶蒸汽热能利用的可能性（可以从传热温差的大小以及回收热量的多少进行可行性比较），考虑它们差的大小以及回收热量的多少进行可行性比较），考虑它们差的大小以及回收热量的多少进行可行性比较），考虑它们差的大小以及回收热量的多少进行可行性比较），考虑它们能否用于预热料液或有别的用处。此外，在考虑回收热能的能否用于预热料液或有别的用处。此外，在考虑回收热能的能否用于预热料液
46、或有别的用处。此外，在考虑回收热能的能否用于预热料液或有别的用处。此外，在考虑回收热能的方案时还要以精馏塔可能实现平稳操作为前题。方案时还要以精馏塔可能实现平稳操作为前题。方案时还要以精馏塔可能实现平稳操作为前题。方案时还要以精馏塔可能实现平稳操作为前题。必须注意：必须注意：必须注意：必须注意：a a、对任务书中根据规定的操作条件所选用的塔型、板型、对任务书中根据规定的操作条件所选用的塔型、板型、对任务书中根据规定的操作条件所选用的塔型、板型、对任务书中根据规定的操作条件所选用的塔型、板型、填料类型等必须进行简要论证对流程安排中合理利用热能填料类型等必须进行简要论证对流程安排中合理利用热能填料
47、类型等必须进行简要论证对流程安排中合理利用热能填料类型等必须进行简要论证对流程安排中合理利用热能的可能性必须作简要分析，并绘制精馏装置流程图。的可能性必须作简要分析，并绘制精馏装置流程图。的可能性必须作简要分析，并绘制精馏装置流程图。的可能性必须作简要分析，并绘制精馏装置流程图。b b、设计开始通常只能对方案，流程作初步安排，待整个、设计开始通常只能对方案，流程作初步安排，待整个、设计开始通常只能对方案，流程作初步安排，待整个、设计开始通常只能对方案，流程作初步安排，待整个计算完成后再对方案流程进行修正并作较全面的论证讨论。计算完成后再对方案流程进行修正并作较全面的论证讨论。计算完成后再对方案
48、流程进行修正并作较全面的论证讨论。计算完成后再对方案流程进行修正并作较全面的论证讨论。2021/9/21252 2、关于工艺计算、关于工艺计算、关于工艺计算、关于工艺计算 工艺计算的主要内容是：工艺计算的主要内容是：工艺计算的主要内容是：工艺计算的主要内容是：物料衡算确定产品的质量、收率和流率。物料衡算确定产品的质量、收率和流率。物料衡算确定产品的质量、收率和流率。物料衡算确定产品的质量、收率和流率。确定操作条件指塔主要部位的压力和温度。确定操作条件指塔主要部位的压力和温度。确定操作条件指塔主要部位的压力和温度。确定操作条件指塔主要部位的压力和温度。精馏计算根据相平衡数据和分离要求，根据经济核
49、算，确定适精馏计算根据相平衡数据和分离要求，根据经济核算，确定适精馏计算根据相平衡数据和分离要求，根据经济核算，确定适精馏计算根据相平衡数据和分离要求，根据经济核算，确定适宜回流比；计算精馏塔的理论板数；计算板式塔的实际板数，宜回流比；计算精馏塔的理论板数；计算板式塔的实际板数，宜回流比；计算精馏塔的理论板数；计算板式塔的实际板数，宜回流比；计算精馏塔的理论板数；计算板式塔的实际板数，并确定进料位置。并确定进料位置。并确定进料位置。并确定进料位置。2021/9/2126 工艺计算内容工艺计算内容工艺计算内容工艺计算内容1 1）平衡关系（略）平衡关系（略）平衡关系（略）平衡关系（略）2 2）物性
50、计算（气、液相）（略）物性计算（气、液相）（略）物性计算（气、液相）（略）物性计算（气、液相）（略）3 3）物料衡算（略）物料衡算（略）物料衡算（略）物料衡算（略）将所计算结果列入表中，但应列出详细的计算过程。将所计算结果列入表中，但应列出详细的计算过程。将所计算结果列入表中，但应列出详细的计算过程。将所计算结果列入表中，但应列出详细的计算过程。表表表表1 1、表、表、表、表2 2（液相、气相）液相、气相）液相、气相）液相、气相）进进进进料料料料 塔塔塔塔顶顶顶顶 塔底塔底塔底塔底质质质质量分率量分率量分率量分率(wt%)(wt%)摩摩摩摩尔尔尔尔分率分率分率分率(mol%)(mol%)平均分