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苯-甲苯預熱器工藝設計
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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化工原理 |
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關鍵詞
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苯-甲苯|預熱器 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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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 |
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文件大小
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171K |
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發(fā)布時間
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2017-12-12 13:02:00 |
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無 |
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下載次數(shù)
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2 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
苯-甲苯預熱器工藝設計，建筑給水排水工程課程設計，說明書共24頁，6629字。
目錄
一、課程設計任務書 ………………………………………………………… 3
二、概述 ………………………………………………………………………… 5
三、設計依據(jù) …………………………………………………………………… 7
四、工藝設計計算 …………………………………………………………… 7
五、物料衡算 ………………………………………………………………… 7
六、熱量衡算 ………………………………………………………………… 9
七、設備設計與選型 ………………………………………………………… 11
八、設備設計 …………………………………………………………………… 13
九、設備選型 …………………………………………………………………… 18
十、總結(jié)…………………………………………………………………………… 23
十一、參考文獻 ……………………………………………………………… 24
十二、致謝……………………………………………………………………… 25
十三、附工程圖紙…………………………………………………………… 26
概 述
課程設計是綜合應用本門課程和有關先修課程所學知識，完成以單元操作為主的一次設計實踐，是培養(yǎng)我們實際動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，是從學生走向工程師必然程序。通過課程設計能使我們掌握工程設計的基本程序和方法，并在查閱技術資料，選用公式和數(shù)據(jù)，用簡潔的文字、圖表表達設計結(jié)果及制圖等能力方面得到一次基本訓練。在設計過程中我們更應該注重樹立正確的設計思想和實事求是、嚴肅認真的工作作風。為我們將來更快的融入社會，更好的適應新的工作提供有力的保障。
本次課程設計僅對苯-甲苯混合液體的精餾裝置進行設計，設計原料處理量為4451.45千克每小時。根據(jù)生產(chǎn)要求設計苯-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，應用廣泛。蒸餾的基本原理是將液體混合物部分汽化、部分冷凝，利用其中各個組分揮發(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、多次部分冷凝的方法——精餾。
精餾過程通常是在塔設備內(nèi)完成的。
預熱器、冷凝器、再沸器是精餾過程必不可少的設備。他們承擔著將物料預熱、氣化、冷凝等重要任務。而固定管板式換熱器更是因其具有工藝簡單、造價低廉、工藝設計成熟、熱效率較高等優(yōu)點而得到廣泛的應用，尤其在很多大工業(yè)生產(chǎn)中。
預熱器是一種廣泛使用的工藝設備，是化工行業(yè)中主要的工藝設備之一。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52.70℃，溫差較大所以需在殼體上設置膨脹節(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)垢的場合。由于介質(zhì)為乙醇和水蒸氣，所以乙醇走管程，水蒸氣走殼程。
冷凝器同樣是一種廣泛使用的精餾工藝設備,在煉油,化工行業(yè)中是主要的工藝設備之一。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.用自來水對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℃，不設置膨脹節(jié)。由于介質(zhì)為乙醇蒸氣和水，所以乙醇走殼程，水走管程。
工業(yè)再沸器主要有容積式與虹吸式兩種，本次設計選用容積式再沸器，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70%（質(zhì)量分數(shù)，下同）、甲苯30%的混合溶液，溫度為20℃。分離要求為塔頂甲苯含量不大于0.5%，塔頂產(chǎn)品含C6H6 99.5%、CH3（C6H5） 0.5%。原料處理量：4451.45kg/h。
苯：分子式C6H6，分子量78，相對密度0.8794g/cm3(20℃)。熔點5.51℃，沸點80.1℃，燃點為562.22℃，在常溫常壓下是無色透明的液體，并具強烈的特殊芳香氣味，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，如五氟化溴、氯氣、三氧化鉻、高氯酸、硝酰、氧氣、臭氧、過氯酸鹽、(三氯化鋁+過氯酸氟)、(硫酸+高錳酸鹽)、過氧化鉀、(高氯酸鋁+乙酸)、過氧化鈉等。.苯是染料、塑料、合成橡膠、合成樹脂、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，相對密度0.866g/cm3(20℃)。熔點-95℃，沸點110.8℃。在常溫下呈液體狀，無色、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。
原料液在20℃下進入預熱器加熱至泡點，在轉(zhuǎn)入精餾塔提餾段，部分經(jīng)過精餾后進入再沸器部分汽化為精餾塔提供一部分氣相回流，其釜殘液則全部作為預熱器的加熱介質(zhì)，以減少熱量損失。氣相回流部分經(jīng)過精餾后進入冷凝器，部分采出為產(chǎn)品，部分回流至塔內(nèi)為塔提供液相回流。本次設計選用篩板塔，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，塔板的造價在板式塔中為最低，僅為泡罩塔的20%～50%，生產(chǎn)能力較小。缺點是操作小是容易堵塞。
本次設計采用的基本參數(shù)有：常壓操作（101.3kPa）、飽和液體進料（q = 1）、塔頂全部冷凝。
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