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苯-甲苯精餾裝置進(jìn)料冷凝器設(shè)計(jì)
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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化工原理 |
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關(guān)鍵詞
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苯-甲苯|冷凝器設(shè)計(jì) |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word+CAD |
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文件大小
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343K |
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發(fā)布時(shí)間
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2017-12-12 13:01:00 |
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kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
苯-甲苯精餾裝置進(jìn)料冷凝器設(shè)計(jì)，建筑給水排水工程課程設(shè)計(jì)，說(shuō)明書(shū)共25頁(yè)，6912字，附設(shè)計(jì)圖紙等。
目錄
一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ………………………………………………………… 3
二、概述 ………………………………………………………………………… 5
三、設(shè)計(jì)依據(jù) ……………………………………………………………………8
四、工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………………8
五、物料橫算 ………………………………………………………………… 8
2.1 精餾塔物料橫算 ………………………………………………………… 8
2.2 預(yù)熱期物料橫算 ………………………………………………………… 9
2.3 冷凝器物料橫算 ……………………………………………………… 10
2.4 再沸器物料橫算 …………………………………………………………11
六、熱量橫算 ………………………………………………………………… 12
3.1 預(yù)熱器熱量橫算 ………………………………………………………… 12
3.2 冷凝器熱量橫算 ………………………………………………………… 13
3.3 再沸器熱量橫算 ………………………………………………………… 15
七、設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 ………………………………………………………… 17
八、設(shè)備設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 17
1、精餾塔理論塔板數(shù)………………………………………………………… 17
2、確定實(shí)際塔板數(shù)N，確定實(shí)際加料位置 x………………………………17
3、流體流徑選擇……………………………………………………………… 18
4、冷凝器熱負(fù)荷……………………………………………………………… 18
5、流體兩端溫度的確定……………………………………………………… 18
6、總傳熱系數(shù)………………………………………………………………… 19
7、換熱面積…………………………………………………………………… 19
8、初選管程及單管長(zhǎng)度……………………………………………………… 19
9、筒體直徑計(jì)算……………………………………………………………… 19
10、數(shù)據(jù)核算……………………………………………………………………20
九、設(shè)備選型 ……………………………………………………………………24
十、總結(jié)……………………………………………………………………………29
十一、參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………30
十二、致謝………………………………………………………………………… 31
十三、附工程圖紙……………………………………………………………… 32
概 述
課程設(shè)計(jì)是綜合應(yīng)用本門課程和有關(guān)先修課程所學(xué)知識(shí)，完成以單元操作為主的一次設(shè)計(jì)實(shí)踐，是培養(yǎng)我們實(shí)際動(dòng)手能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是從學(xué)生走向工程師必然程序。通過(guò)課程設(shè)計(jì)能使我們掌握工程設(shè)計(jì)的基本程序和方法，并在查閱技術(shù)資料，選用公式和數(shù)據(jù)，用簡(jiǎn)潔的文字、圖表表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果及制圖等能力方面得到一次基本訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們更應(yīng)該注重樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。為我們將來(lái)更快的融入社會(huì)，更好的適應(yīng)新的工作提供有力的保障。
本次課程設(shè)計(jì)僅對(duì)苯—甲苯混合液體的精餾裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)苯年產(chǎn)量為20000噸。根據(jù)生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)苯—甲苯精餾裝置，蒸餾是化工生產(chǎn)中分離均相液體混合物的典型單元操作，其歷史悠久，應(yīng)用廣泛。蒸餾的基本原理是將液體混合物部分汽化、全部冷凝，利用其中各個(gè)組分揮發(fā)度不同而將其分離。其本質(zhì)是液、氣相間的質(zhì)量傳遞和熱量傳遞。為使分離徹底，以獲得較純的產(chǎn)品，工業(yè)生產(chǎn)中常采用多次部分汽化、多次全部冷凝的方法——精餾。
精餾過(guò)程通常是在塔設(shè)備內(nèi)完成的。
預(yù)熱器、冷凝器、再沸器是精餾過(guò)程必不可少的設(shè)備。他們承擔(dān)著將物料預(yù)熱、氣化、冷凝等重要任務(wù)。而固定管板式換熱器更是因其具有工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工藝設(shè)計(jì)成熟、熱效率較高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，尤其在很多大工業(yè)生產(chǎn)中。
預(yù)熱器是一種廣泛使用的工藝設(shè)備，是化工行業(yè)中主要的工藝設(shè)備之一。根據(jù)換熱條件，采用水蒸氣作為加熱介質(zhì)，選用列管式換熱器。用飽和水蒸汽對(duì)冷流體加熱屬于一側(cè)為恒溫流體的傳熱。由于傳熱溫差為51.4℃，溫差較大所以需在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)。由于物料需要拆卸清洗，故要采用浮頭式換熱器。浮頭式換熱器適用于殼體與管束間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合。由于介質(zhì)為苯和水蒸氣，所以苯走管程，水蒸氣走殼程。
冷凝器同樣是一種廣泛使用的精餾工藝設(shè)備,在煉油,化工行業(yè)中是主要的工藝設(shè)備之一。根據(jù)換熱條件,采用水作為冷卻介質(zhì),選用列管式換熱器.用自來(lái)水對(duì)熱流體冷卻屬于一側(cè)為恒溫流體的傳熱。由于傳熱溫差小于50℃，不設(shè)置膨脹節(jié)。由于介質(zhì)為苯蒸氣和水，所以水走殼程，苯走管程。
工業(yè)再沸器主要有容積式與虹吸式兩種，本次設(shè)計(jì)選用容積式再沸器，用水蒸氣作為加熱介質(zhì)，物料走管程，蒸氣走殼程。
原料液為含苯40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）、甲苯60%的混合溶液，溫度為20℃。分離要求為塔釜苯含量不大于1%，塔頂產(chǎn)品含苯99%、甲苯1%。年產(chǎn)量20000（噸）。
苯：分子式C6H6，分子量78.11，相對(duì)密度0.8794g/cm3(20℃)。熔點(diǎn)5.51℃，沸點(diǎn)80.1℃，燃點(diǎn)為562.22℃，在常溫常壓下是無(wú)色透明的液體，并具強(qiáng)烈的特殊芳香氣味，有毒。苯遇熱、明火易燃燒、爆炸，苯蒸氣與空氣混合物的爆炸限是1.4～8.0%。常態(tài)下，苯的蒸氣密度為2.77，蒸氣壓13.33kPa(26.1 ℃)。苯是常用的有機(jī)溶劑，不溶于水，能與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶，因此常用作合成化學(xué)制品和制藥的中間體及溶劑。苯能與氧化劑發(fā)生劇烈反應(yīng)，如五氟化溴、氯氣、三氧化鉻、高氯酸、硝酰、氧氣、臭氧、過(guò)氯酸鹽、(三氯化鋁+過(guò)氯酸氟)、(硫酸+高錳酸鹽)、過(guò)氧化鉀、(高氯酸鋁+乙酸)、過(guò)氧化鈉等。.苯是染料、塑料、合成橡膠、合成樹(shù)脂、合成纖維、合成藥物和農(nóng)藥等的重要原料，也是涂料、橡膠、膠水等的溶劑，也可以作為燃料。
甲苯：分子式CH3（C6H5），分子量92.14，相對(duì)密度0.866g/cm3(20℃)。熔點(diǎn)-95℃，沸點(diǎn)110.8℃。在常溫下呈液體狀，無(wú)色、易燃。不溶于水，溶于乙醇、乙醚和丙酮。甲苯容易發(fā)生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它們都是工業(yè)上很好的溶劑；它還容易硝化，生成對(duì)硝基甲苯或鄰硝基甲苯，它們都是染料的原料；它還容易磺化，生成鄰甲苯磺酸或?qū)妆交撬�，它們是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽與空氣混合形成爆炸性物質(zhì)，因此它可以制造梯思梯炸藥。
分離苯與甲苯的生產(chǎn)工藝：精餾法，膜分離法，萃取法。
本次設(shè)計(jì)采用浮閥精餾塔。其優(yōu)點(diǎn)為：
1．生產(chǎn)能力大，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開(kāi)孔面積大于泡罩塔板，生產(chǎn)能力比泡罩塔板大 20%～40%，與篩板塔接近。
2．操作彈性大，由于閥片可以自由升降以適應(yīng)氣量的變化，因此維持正常操作而允許的負(fù)荷波動(dòng)范圍比篩板塔，泡罩塔都大。
3．塔板效率高，由于上升氣體從水平方向吹入液層，故氣液接觸時(shí)間較長(zhǎng)，而霧沫夾帶量小，塔板效率高。
4．塔的造價(jià)較低，浮閥塔的造價(jià)是同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比篩板塔高 20%～30%。
5．塔的造價(jià)較低，浮閥塔的造價(jià)是同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比篩板塔高 20%～30%。
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