化工设计实训模板

《化工设计实训模板》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工设计实训模板（30页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 钦 州 学 院 化 工 设 计 设计题目：苯甲苯二元筛板精馏塔设计 设计者：学号：专业：化学工程与工艺（石油化学工程）班级：指导教师：设计时间：目录 设计任务书.1 第一章 前期工作.2 1.1 物料理化性质.3 1.2 物料衡算及能量衡算结果.5 1.3 精馏塔设计结果.8 1.3.1 筛板塔设计计算结果汇总.8 1.3.2 塔总体高度计算.9 第二章 附属设备的计算与选型.11 2.1 换热器设计.11 2.2 进料泵选型.15 2.3 储罐的选型.20 设备一览表.23 第三章 设备布置图.24 第四章 工艺管道布置图.26 总 结.27 参考文献.28 1 设计任务书 题目：苯甲苯二

2、元筛板精馏塔设计 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯甲苯混合物。要求年处理量为 3.6 万吨，组成为苯 0.43（质量分率，下同），馏出液组成为 0.96，塔釜液组成为 0.009。加料热状况q=1，塔顶全凝器为泡点回流，回流比 RRmin=1.4。塔釜加热方式：间接蒸汽加热，采用 120水蒸气；塔顶冷凝水采用钦州江河水源，温度T25。条件：常压，泡点进料，塔顶全凝器泡点回流，单板压降不大于 0.7kPa，热源为低压饱和水蒸气（120），冷源为当地水（钦州地区）。操作压力 进料热状态 回流比 单板压降 进料热源 建厂地址 常压 q=1 R/Rmin=1.4 0.7kpa 393.15k 钦州地区

3、 工作日 每年 300 天，每天 24 小时连续运行 设计任务：1.列出物料理化性质；2.对分离系统进行物料衡算、热量衡算，绘制工艺物料流程图；3.选择控制方案，绘制 PID 图；3.对精馏塔工艺数据进行汇总，填写计算数据汇总表、绘制塔工艺条件图；4.对附属设备进行设计，确定设备的工艺设计参数，确定设备型号，完成设备一览表；泵：类型，流量，扬程，轴功率，允许吸上高度，备用率；换热器：类型，材质，热负荷，换热面积，冷、热载体的种类，冷（或热）流体的流量、温度和压力；贮罐：类型，材质，容积，基本尺寸。5.对设备进行布置 确定各设备在平面与里面上的准确具体位置，绘制设备布置图。要求布置紧凑整齐，符合

4、建筑设计防火规范、化工企业安全卫生设计规定等法律法规要求，具体见教材及资料。6.对工艺管道进行布置 选择管道材料，计算管径、选择壁厚，选择阀门管件；对工艺管道进行布置，绘制工艺管道布置图。7.撰写设计2 第一章 前期工作 在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是浮阀式连续精馏塔。蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实

5、现分离的。热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设置。在这里准备用全凝器，因为可以准确的控制回流比。此次设计是在常压下操作。因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。回流比是精馏操作的重要工艺条件。选择的原则是使设备和操作费用之和最低。在设计时要根据实际需要选定回流比。本设计任务为分离苯、甲苯混合物。对于二元混合物的分离，采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏

6、塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的 1.4 倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。工艺流程如下：3 图 1-2 1.1 物料理化性质（苯A；甲苯B）表 11 苯和甲苯的物理性质 项目 分子式 分子量 沸点 临界温度 临界压强 A C6H6 78.11 80.1 288.5 4833.2 B C6H5CH3 92.13 110.6 318.57 4107.7 表 12 液相密度kg/m3 温度 80 90 100 110 120 A 815 803.9

7、792.5 780.3 768.9 B 810 800.2 790.3 780.3 770.0 表 13 表面张力mN/m 温度 80 90 100 110 120 A 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49 B 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31 4 表 14 粘度LmPa 温度 80 90 100 110 120 A 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215 B 0.311 0.286 0.264 0.254 0.228 表 15 汽化热kJ/kg 温度 80 90 100 110 120 A 394.1 386.9 379.3

8、 371.5 363.2 B 379.9 373.8 367.6 361.2 354.6 苯的物理性质 苯的沸点为 80.1，熔点为 5.5，在常温下是一种无色、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。苯的化学性质 最简单的芳香烃。分子式 C6H6。为有机化学工业的基本原料之一。无色、易燃、有特殊气味的液体。熔点 5.5，沸点 80.1，相对密度 0.8765（204）。在水中的溶解度很小，能与乙醇、乙醚、二硫化碳等有机溶剂混

9、溶。甲苯物理性质 甲苯(Toluene）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 g/cm;对光有很强的折射作用，折射率 1.4961。甲苯几乎不溶于水(0,52 g/l)但可以和二硫化碳、酒精、乙醚以任意比例混溶在氯仿、丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为 0.6 mPas 也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为40.940 kJ/kg、闪点为 4、燃点为 535。甲苯的化学性质 甲苯是有机化合物

10、属芳香烃结构简式为C6H5CH3。在常温下呈液体状、无色、易燃。它5 的沸点为 110.8、凝固点为 95、密度为 0.866 g/cm。甲苯温度计正是利用了它的凝固点比水很低可以在高寒地区使用而它的沸点又比水的沸点高,可以测 110.8以下的温度。因此从测温范围来看它优于水银温度计和酒精温度计。另外甲苯比较便宜,故甲苯温度计比水银温度计也便宜。甲苯与苯的性质很相似，是化工工业上应用很广的原料。但其蒸汽有毒，可以通过呼吸道对人体造成危害危害等级为乙类使用和生产时要防止它进入呼吸器官。1.2 物料衡算及能量衡算结果 化工原理课程设计任务书中的计算汇总得到精馏塔的物料和能量衡算如下表 表 16 物

11、料衡算表 组分 物料（输入）物料塔顶（输出）物料塔底(输出)进料（kmol/h）质量分数/%进料（kmol/h）质量分数/%进料（kmol/h）质量分数/%苯 25.13 43 27.04 96 0.27 0.9 甲苯 33.32 57 1.13 4 30.01 99.1 合计 58.45 100 28.17 100 30.28 100 压力/KPa 109 101.3 111.8 温度/92.17 80.75 109.81 体积流量/3/6.25 2.72 3.57 表 17 能量衡算表 项目 输入 输出 进料 再沸器 塔顶馏出液 塔底残液 冷凝器 热量 Q/(kJ/h)1139421.51

12、 3998612.97 402289.39 782789.63 3954464.46 合计/(kJ/h)5139543.48 5139859.48 6 工艺物料流程图 由物料和能量衡算，绘制出工艺物料流程图 化工本132工称名称物料 流程图职责设计制图校核审核签字日期第一张共一张罗兴12.22罗兴罗兴罗兴12.2212.2212.22E101T101E102V101P102A/B冷却回水冷却上水初级蒸汽冷凝水管再沸器精馏塔冷凝器冷凝储罐回流泵E101T101E102V101P101A/B来自进料罐至粗苯罐3.6万吨苯-甲苯分离装置进料泵P101A/BP101A/B至甲苯回收罐123物流号组 分

13、压力/KPa温度/C体积流量123苯甲苯0.430.570.9660.00340.0090.991101.3109111.892.176.57 m3/h80.75109.812.97 m3/h3.75 m3/h 图 1-3 7 管道仪表流程图 根据选择的控制方案，绘制出 PID 图 化工本132工称名称管道仪表 流程图职责设计制图校核审核签字日期第一张共一张3.6万吨苯-甲苯分离装置罗兴12.22罗兴罗兴罗兴12.2212.2212.22T101E101E102V101P101AP101BPGPG01030104再沸器精馏塔冷凝器冷凝储罐回流泵E101T101E102V101P102A/B进料

14、泵P101A/BTFI0101TFI0102PFI0102TFI0103FIC0101PI0101FT0101TICATT01010101LG0101TICA0102PG0105LICA0101LT0101PTC0101PTTI01010102冷却上水冷却回水冷却上水冷却回水初级蒸汽冷凝水管冷凝水管来自PGPG01020101P102AP102B 图 1-4 8 1.3 精馏塔设计结果 1.3.1 筛板塔设计计算结果汇总 筛板塔设计计算结果汇总见下表：表 1-8 筛板塔设计计算结果汇总表 序号 项目 计算数据 备注 精馏段 提馏段 1 塔径/m 1.5 1.5 2 板间距/m 0.4 0.4

15、3 塔板类型 单溢流弓形降液管 整块式塔板 4 空塔气速/(m/s)0.841 0.595 5 堰长/m 0.9 0.9 6 堰高/m 0.043 0.043 7 板上层高度/m 0.06 0.06 8 降液管底隙高度/m 0.026 0.038 9 筛板数/个 71 76 正三角形叉排 10 筛孔气速/(m/s)4.65 4.65 11 筛板动能因子 11.56 10.78 12 临界筛板气速/(m/s)5.99 5.87 13 孔心距/m 0.075 0.075 同一横排孔心距 14 排间距/m 0.071 0.066 相邻横排中心距离 15 单板压降/KPa 0.523 0.508 16

16、 降液管内清液层高度/m 0.1857 0.1271 17 泛点率/%47.06 49.00 18 汽相负荷上限(m3/s)1.07 1.09 雾沫夹带控制 19 汽相负荷下限(m3/s)0.25 0.27 漏液控制 20 操作弹性 4.28 4.04 9 1.3.2 塔总体高度计算 塔总体高度利用下式计算：121FPTFFPPDBHnnnHn Hn HHHHH （式 1）塔顶封头 封头分为椭圆形、蝶形封头等几种。本设计采用椭圆形封头，由公称直径 DN=1000mm，查书附录 2 得曲面高度1250hmm,直 边 高 度240hmm,内 表 面 积21.2096Am,容 积30.1623Vm。

17、则 封 头 高 度11225040290Hhhmm。塔顶空间 设计中塔顶间距22 0.450.9aTHHm,考虑到需要安装除沫器，所以选取塔顶空间1.2m。塔底空间 塔底空间高度 HB是指从塔底最下一层塔板到塔底封头的底边处的距离，取釜液停留时间为 5min，取塔底液面至最下一层塔板之间距离为 1.5m。则：601.5=1.5sBTtLVHA塔釜贮液量一封头容积塔横截面积 （式 2）=35 60 2.38 100.16231.52.200.785m 人孔 人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道，人孔的设置应便于人进出任何一层塔板。由于设置人孔处塔间距离大，且人孔设备过多会使制造时塔体的弯曲度难以

18、达到要求，一般每隔 6-8 块板开设一个孔，本塔分别在第 6、12、20、24 块板处（从上往下数）开设一个人孔，即可。在设置人孔处，每个人孔直径为450mm，板间距为 HP=800mm，人孔深入塔内部应与塔内壁修平，其边缘需倒棱和磨圆。进料板处板间距 考虑在进口处安装防冲设施，取进料板处板间距HF=800mm。裙坐 塔底常用裙坐支撑，本设计采用圆筒形裙坐。由于裙坐内径800mm,故桾座壁厚取16mm。10 基础环内径：14002 160.2 0.410001032biDmm 基础环外径：14002 160.2 0.410001832boDmm 圆整后：1200,2000biboDDmm 考虑

19、到再沸器，取裙坐高 H2=2.5m。由上述数据可以算出塔体总高度 121FPTFFPPDBHnnnHn Hn HHHHH =(24 1 4 1)0.4+1 0.8+2 0.6+1.2+1.5+2.9+2.5=17.3 图 1-5 11 第二章 附属设备的计算与选型 2.1 换热器设计 2.1.1 换热器材料 由于物料是苯与甲苯的混合溶液，所以选用一般的碳钢材料。2.1.2 冷凝器 有机蒸汽冷凝器设计选用总传热系数一般范围为 35001500/14.18kcalm h CkcalJ.本设计取 K=700kcal/3m h C=2926KJ/3m h C 出料液温度 80.97（饱和气）80.97

20、（饱和液）冷却水 2035 逆流操作1260.97,45.97tCtC,则 121260.9745.9753.1260.97lnln45.97mtttCtt 根据全塔热量衡算得:=2868054.9 /传热面积 A1=()=2868054.9292653.12=18.45 2 由传热面积1查表可得换热器为公称直径为 450mm，管长 2m，管子数 n=126，2 管程，单壳程的固定管板式换热器。再取安全系数 1.04，则所需传热面积 A=18.45 1.04=19.18 2 其型号为 BEM-450-19.18-2/25-2I 2.1.2.1 传热系数核算（1）壳程表面传热系数0 12 由克恩

21、法计算可得 14.03/155.000)(PrRe36.0wecd 其中 壳程流体的热导率，C)W/(mo；ed当量直径，m；0Re管外流动雷诺数；Pr流体在定性温度下的普朗特数；流体在定性温度下的粘度，sPa；w流体在壁温下的粘度，sPa。则管子为正三角形排列时的当量直径为：m0173.0190.0019.04025.023 4423 4220202ddtde 壳程的流通截面积为：2000.0432m)250.0190.01(0.6003.0)1(tdhDS 壳层流速0u：smAu40432.0743.1360028916v00 则壳程流体的雷诺数Re为：3995100.81.7431060

22、.0173Re3-00ceud 公式中Re 的适应范围为2(103106)，符合公式要求。普朗特数Pr为：89.162.0108.01054.1Pr3500cp 粘度矫正 1)(14.0m 则壳程表面传热系数0：Ko(1 Rsobdo Rsido do)=1/(1447.6472 1.72 10-4 0.0020.01916.50.0173 1.072 10-4 0.0190.015 13 0.0190.0151396.0573)=272.7352 W/(m2.)。（2）管程流体传热系数计算 niiidPrRe023.08.0 此公式的适用范围是：低粘度流体 sPa3100.2；雷诺数 100

23、00Re；普朗特数 160Pr6.0；管长管径之比 50dL；管程流体被冷却，n=0.3。管程流体的流通截面积A1为：221m028.02197019.04A 流速 sm80432.0360083.135062u1 雷诺数 100004093741037.083.12.123015.0Re31111du,所以，流体流动为湍流形式。普朗特常数的计算 03.050.01061.8210693.1Pr73111p1C 以上各物性数据符合公式的适用范围，可用于计算管程表面传热系数。则管程表面传热系数1：K(1 Rsobdo Rsido do)=1/(1447.6472 1.72 10-4 0.0020

24、.01916.50.0173 1.072 10-4 0.0190.015 14 0.0190.0151396.0573)=280.17452 W/(m2.)（3）污垢热阻和管壁热阻 对于有机物流体，污垢热阻一般取0.176WCm/o2。管外侧污垢热阻 WCmR/000172.0o20 管内侧污垢热阻 WCmRi/0.000172o2 此换热器管程选用较高级冷拔碳钢传热管材料，其热导率约为50)W/(mo2C，则管壁热阻为：WCmbRw/10 4.0500020.0o25-总传热系数 K 的确定：K(1 Rsobdo Rsido do)=1/(1447.6472 1.72 10-4 0.0020

25、.01916.50.0173 1.072 10-4 0.0190.015 0.0190.0151396.0573)=272.7352 W/(m2.)经计算得到 K=272.7352W/(m2.oC)700W/(m2.oC)，选用换热器时，要求过程的中传热系数为 220.9321 W/(m2.)，在传热任务所规定的流动条件下，计算出的 Ko=272.7352 W/(m2.)，所选择的换热器的安全系数为：272.7352220.9321220.9321=23.4475%则该换热器传热面积的裕度符合要求。2.1.3 再沸器 选用 120饱和水蒸气，总传热系数取32926/KKJmhC 料液温度 11

26、0.09110CC 水蒸气温度 120120CC 逆流操作129.91,10tCtC,则 12129.91 109.959.91lnln10mtttCtt 根据全塔热量衡算得：15 3674037.03/BQKJ h 传热面积 2=3674037.0329269.95=126.20 2 由传热面积2查表可得换热器为公称直径为 900mm，管长 3m，管子数 n=554，4 管程，双壳程的固定管板式换热器。再取安全系数 1.04，则所需传热面积 2126.20 1.04131.24Am 其型号为 BEM-900-131.24-3/25-2I 由总传热系数 Ko 校核 Ko(1 Rsobdo Rs

27、ido do)=1/(1902.0768 1.72 10-4 0.0020.01916.50.0173 1.72 10-4 0.0190.015 0.0190.015672.2872)=284.2516 W/(m2.)选用换热器时，要求过程的中传热系数为 251.8235 W/(m2.)，在传热任务所规定的流动条件下，计算出的 Ko=284.2516 W/(m2.)，所选择的换热器的安全系数为：284.2516251.8235221.8235=13.1044%则该换热器传热面积的裕度符合要求。2.2 进料泵选型 2.2.1 泵选型要求 泵选型需要满足以下要求：（1）必须满足流量、扬程、压力、温

28、度、汽蚀余量等工艺参数的要求；（2）必须满足介质特性的要求：对输送易燃、易爆、有毒或贵重介质的泵，要求轴封可靠或采用无泄露泵，如屏蔽泵、磁力驱动泵、隔膜泵等；对输送腐蚀性介质的泵，要求过流部件采用耐腐蚀材料；对输送含固体颗粒介质的泵，要求过流部件采用耐磨材料，必要时轴封应采用清洁液冲洗。（3）必须满足现场的安装要求：对安装在有腐蚀性气体存在场合的泵，要求采取大气腐蚀的措施；对安装在室外环境温度低于-20一下的泵，要求考虑泵的冷脆现象，采用耐低温材料；16 对安装在爆炸区域的泵，应根据爆炸区域等级，采用防爆电动机。表 2-1 泵的特性 编号 指标 叶片式 容积式 离心泵 轴流泵 旋涡泵 往复泵

29、转子泵 1 流量 1.1 均匀性 均匀 不均匀 比较均匀 1.2 稳定性 不恒定，随管道情况变化而变化 恒定 1.3 范围/(m3/h)1.630000 150245000 0.410 0600 1600 2 扬程 2.1 特点 对应一定流量，只能达到一定的扬程 对应一定流量可达到不同扬程，由管道系统确定 2.2 范围 102600m 220m 8150m 0.2100MPa 0.260MPa 3 效率 3.1 特点 在设计点最高，偏离越远，效率越低 扬程高时，效率降低较小 扬程高时，效率降低较大 3.2 范围(最高点)0.50.8 0.70.9 0.250.5 0.70.85 0.60.8

30、4 结构特点 结构简单，造价低，体积小，重量轻，安装检修方便 结构复杂，振动大，体积大，造价高 同离心泵 5 操作与维修 5.1 流量调节方法 出口节流或改变转速 出口节流或改变叶片安装高度 不能用出口阀调节，只能用旁路调节 同旋涡泵，另外还可调节转速和行程 同旋涡泵，另外还可调节转速 5.2 自吸作用 一般没有 没有 部分型号有 有 有 5.3 启动 出口阀关闭 出口阀全开 出口阀全开 5.4 维修 简便 麻烦 简便 6 适用范围 黏度较低的各种介质 特别适用于大流量、低扬程，黏度较低的介质 特别适用于小流量、较高压力的低黏度的清洁介质 特别适用于高压力、小流量的清洁介质(含悬浮液或要求完全

31、无泄漏可用隔膜泵)适用于中低压力、中小流量尤其适用于黏性高的介质 7 性能曲线：H扬程；Q流量；效率；N轴功率；17 表 2-2 典型化工用泵的特点和选用要求 泵名称 特点 选用要求 进料泵(包括原料泵和中间给料泵)流量稳定；一般扬程较高；有些原料黏度较大或含固体颗粒；泵入口温度一般为常温，但某些中间给料泵的入口温度也可大于 100；工作时不能停车 一般选用离心泵；扬程很高时，可考虑用容积式泵或高速泵；泵的备用率为 100%回流泵(包括塔顶、中段及塔底回流泵)流量变动范围大，扬程低；泵入口温度不高，一般为 3060；工作可靠性要求高 一般选用离心泵；泵的备用率为50%100%塔底泵 流量变动范

32、围大(一般用液位控制流量)；流量较大；泵入口温度较高，一般大于 100；液体一般处于气液两相态，NPSHa 小；工作可靠性要求高；工作条件苛刻，一般有污垢沉淀 一般选用离心泵；选用低汽蚀余量泵，并采用必要的灌注头；泵的备用率为 100%循环泵 流量稳定，扬程较低；介质种类繁多 选用离心泵；按介质选用泵的型号和材料；泵的备用率为 50%100%产品泵 流量较小；扬程较低；泵入口温度低(塔顶产品一般为常温，中间抽出和塔底产品温度稍高)；某些产品泵间断操作 宜选用离心泵；对纯度高或贵重产品，要求密封可靠，泵的备用率 100%；对连续操作的产品泵，备用率为 50%100%；对间歇操作的产品泵，一般不设

33、备用泵。注入泵 流量很小，计量要求严格；常温下工作；排压较高；注入介质为化学药品、催化剂等，往往有腐蚀性 选用柱塞或隔膜计量泵；对有腐蚀性介质，泵的过流元件通常采用耐腐蚀材料；一般间歇操作，可不设备用泵 排污泵 流量较小，扬程较低；污水中往往有腐蚀性介质和磨蚀性颗粒；连续输送时要求控制流量 选用污水泵、渣浆泵；常需采用耐腐蚀材料；泵的备用率为 50%100%燃料油泵 流量较小，泵出口压力稳定(一般为1.01.2MPa)；黏度较高；泵入口温度一般不高 根据不同黏度，选用转子泵或离心泵；泵的备用率为 100%润滑油泵和封液泵 润滑油压力一般为 0.1 0.2MPa；机械密封封液压力一般比密封腔压力

34、高 0.050.15MPa 一般均随主机配套供应；一般均为螺杆泵和齿轮泵，但离心压缩机组的集中供油往往使用离心泵 18 2.2.1 泵材料 由于物料是苯与甲苯的混合溶液，所以选用一般的碳钢材料。2.2.2 选型计算 表 2-3 P101A/B 操作条件 操作介质 苯-甲苯混合液 流体密度(3/mkg)794.2587 流量 Q(hm/3)6.25 入口压力(Pa)200000 流体粘度 (Pa/s)0.0002522 出口压力(Pa)500000 操作温度 T()32 最大流量取流量的 1.1 倍，则，流速取：u=1m/s，得：42duQ 即管径 圆整后取 d=150mm 计算的流速结果在误差

35、范围内。已知混合流体的粘度=0.0002522 PaS 雷诺准数：根据项目的管道选型，管道绝对粗糙度取 0.3mm 则 相对粗糙度为：根据化工原理（第二版，夏清、贾绍义主编）的摩擦系数与雷诺准数及相对粗糙度的关系图中查得摩擦系数为=0.025 管路损失：=0.024*(l+le)=0.3862（l+le）压头损失：gudllgugpZHee2222 其中：=51053105794.35879.81=16.498 19 根据工艺要求u=0 位差Z=8m 根据工艺要求，取 因此，=8+16.498+0.024 120.150.851229.81=22m 使用由化学工业出版社出版的智能选泵系统对泵的

36、种类进行选取，其选取过程如下：(1)将泵的参数数据输入软件，进行系统智能选泵 泵的装配图 20 泵的工作曲线 依据上述的选泵数据和工作条件、工艺特点。查询表可以选出使用的泵的型号为IS50-32-125,并得出其轴功率为 0.96。2.3 储罐的选型 2.3.1 储罐材料 由于物料是苯与甲苯的混合溶液，所以选用一般的碳钢材料。2.3.2 原料罐 储罐容积计算 原料罐设计半天的体保有量，起进料缓冲作用。容积 V=进进进进进进 进进进进 则进料罐体积容积 V1=6.25 12=75 3 设装量系数=0.75 原料罐容积 V=V1=75 0.75=100 3 储罐基本尺寸 21 查表罐储罐尺寸表 H

37、G5-1580-85 卧式储罐尺寸表 容积 主要尺寸 储罐重量 公称 全容积 筒体直径 筒体 封头 支座位置 总长度 kg 容积 壁厚 长度 厚度 L1 L2 100 105 3200 10 11500 14 9980 760 13208 12800 2.3.3 回流罐 储罐容积计算 苯回流罐设计 10min 的一体保有量，做冷凝器液封之用。回流罐容积 V=进液体积流量停留时间 则回流罐体积容积 V1=3.61/6=0.6 3 设装量系数=0.75 回流罐容积 V=V1=0.60.75=0.8 3 储罐基本尺寸 查表罐储罐尺寸表 HG5-1580-85 卧式储罐尺寸表 容积 主要尺寸 储罐重量

38、 公称 全容积 筒体直径 筒体 封头 支座位置 总长度 kg 容积 壁厚 长度 厚度 L1 L2 0.8 0.8 700 5 1800 6 1500 150 2212 290 2.3.4 产品罐 储罐容积计算 苯产品罐设计 1 周的一体保有量。产品罐罐容积 V=进液体积流量停留时间 则产品罐体积容积 V1=2.72247=456.96 3 设装量系数=0.75 产品罐罐容积 V=V1=456.960.75=609.28 3 储罐基本尺寸 22 查表罐储罐尺寸表 HG21502.1-92 钢制圆筒形固定顶储罐系列 公称 全容积 筒体 筒体高度 拱顶高度 设备 拱顶 中幅板 边缘板 材料 容积 直

39、径 总高 100 110 5200 5200 554 5754 5.5 6 6 Q235-B 200 220 6550 6500 700 7250 5.5 6 6 300 330 7500 7200 805 8305 5.5 6 6 400 440 8250 8250 887 9137 5.5 6 6 500 550 8920 8920 972 9892 5.5 6 6 600 660 9500 9315 1023 10338 5.5 6 6 700 770 10200 9425 1112 10537 5.5 6 6 800 880 10500 10165 1132 11297 5.5 6 6

40、 1000 1100 11500 10650 1241 11891 5.5 6 7 1500 1645 13500 11500 1468 12968 5.5 6 7 2000 2220 15780 11370 1721 13091 5.5 6 7 3000 3300 18900 11760 2049 13809 5.5 6 9 选用全容积 660 的储罐。23 设备一览表 表 2-4 换热器设备选型一览表 设备 型号 类型 管程物流 壳程物流 用途 冷凝器 BEM-450-19.18-2/25-2I 固定管板式换热器 循环水 工艺流体 冷凝 再沸器 BEM-900-131.24-3/25-2I

41、 固定管板式换热器 工艺流体 饱和水蒸汽 再沸 表 2-4 泵设备选型一览表 设备 扬程 m 效率%电机功率kw 转速 min)/(r 汽蚀余量m 质量kg 材料 备注 进料泵 22 47 2.2 2900 1.2 296 碳钢 一用一备 表 2-5储罐选型一览表 原料罐 选用钢制卧式圆筒形储罐，材料为碳钢，公称容积为100m3立式储罐一个，直径 3200mm，筒体长度11500mm,储罐总长13208mm，封头为标准椭圆形封头 回流罐 选用钢制卧式圆筒形储罐，材料为碳钢，公称容积为0.8m3立式储罐一个，直径600mm，筒体长度1600mm,储罐总长1962mm，封头为标准椭圆形封头 产品储

42、罐 选用选用钢制立式圆筒形固定顶储罐，材料为碳钢，公称容积为660m3立式储罐一个，直径9500mm，筒体高度9315mm,储罐高10338mm，封头为标准椭圆形封头 24 第三章 设备布置图 确定各设备在平面与里面上的准确具体位置，绘制设备布置图POS EL0.200E102POS EL0.200T101POS EL0.300POS EL0.200P101APOS EL0.200P101BPOS EL0.200P102BPOS EL0.200P102APOS EL0.200V101POS EL0.200E101制图DRWN制图DRWN制图DRWN制图DRWN设计DSGN校核GHKD审核DEW

43、E罗兴苯-甲苯分离装置设备布置图EL0.000平面A-A剖视图设计SECTION设计STAGE苯-甲苯分离装置初步设计比例第一张共二张罗兴罗兴罗兴职责签字日期12.2312.2312.2312.23附注说明1.地面设计标高EL0.0002.图中标高尺寸为m，其它尺寸为mm18027090PN04000400025 续图 18027090PN0制图DRWN制图DRWN制图DRWN制图DRWN设计DSGN校核GHKD审核DEWE罗兴苯-甲苯分离装置设备布置图EL0.000平面A-A剖视图设计SECTION设计STAGE苯-甲苯分离装置初步设计比例第二张共二张罗兴罗兴罗兴职责签字日期12.2312.

44、2312.2312.2340004000P101APOS EL0.200P101BPOS EL0.200P102BPOS EL0.200P102APOS EL0.200V101POS EL0.200E102POS EL0.200T101POS EL0.200E102POS EL0.200附注说明1.地面设计标高EL0.0002.图中标高尺寸为m，其它尺寸为mm10001000200015002000 26 第四章 工艺管道布置图 选择阀门管件；对工艺管道进行布置，绘制工艺管道布置图制图DRWN制图DRWN制图DRWN制图DRWN设计DSGN校核GHKD审核DEWE罗兴苯-甲苯分离装置管道布置图

45、EL0.000平面A-A剖视图设计SECTION设计STAGE苯-甲苯分离装置初步设计比例18027090PN0X 区EL0.000平面第一张共一张职责签名罗兴罗兴罗兴日期12.2312.2312.2312.23 27 总 结 通过这一次的化工实训设计，我们受到一次化工设计专业技术方面的基本训练，从而了解和掌握化工计算的基本知识、基本方法，培养我们独立分析和解决化工技术问题的能力。作为整个学习体系的有机组成部分，它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，是把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实践设计工作中，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和

46、设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大的距离，并通过综合分析，找出学习中的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。通过实训设计，培养了我们的能力：首先培养了我们查阅资料，选用公式和数据的能力，其次还可以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，最后熟练应用计算机绘图的能力以及用简洁文字、图表表达设计思想的能力。我们在设计时要遵守一定的原则，主要如下：1.经济性：应符合能量充分合理利用资源和节能原则，符合经常生产费和设备投资费的综合核算经济的原则，符合有用物质高回收率，低损耗率原则。2.先进性：应对目前工厂生产过程和设备上

47、存在的问题提出改进措施，并尽量采用国内外最新技术成果。3.可靠性和稳定性：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术和设备。4.可行性：流程布置和设备结构不应超过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。本设计主要从三个方面（1）塔的工艺计算（2）结构计算（3）强度校核，设计了苯和甲苯体系筛板精馏塔。在工艺计算方面我主要是根据原料的基本参数对物料衡算、热量衡算、塔板数计算、塔板结构设计等方面进行计算和设计。并根据条件绘制出了工艺物料流程图、PID 图、设备布置图以及工艺管道布置图。由于能力以及实践还有许多不足，所以在整个设计过程中，难免有些不成熟和欠妥之处，还恳请老师批评指正。28 参考文献 1王卫东.化工原理课程设计.北京：化学工业出版社，2011.2卢焕章等.石油化工基础数据手册.北京：化学工业出版社，1982.3贺匡国.化工容器及设备简明设计手册.北京：化学工业出版社,2002.4夏清，贾绍义.化工原理（下册）.天津：天津大学出版社，2012.5崔晓丽，杨海如，贾立红.CAD 工程制图.北京：清华大学出版社，2009.6李国庭等.化工设计概论.北京：化学工业出版社，2014.