化工原理课程设计--丙酮水连续精馏塔的设计(8)

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5.2.2进料管线管径

进料流量为F?1.389kg/s，气温度由25℃升至61.275℃后进入精馏塔。 选择原料流速u?1m/s 管线直径：d?4V4?1.389??0.046m ?u828.98?3.14?1根据管材规范，应选择Φ56×3.5的管材，其内径为0.049

1.389 则实际流速：u??0.9m/s 2828.98?0.75?0.0495.2.3原料泵的选择 F?1.389kg/s VF?F?F?1.389?6.032m3/h

828.98 设料液面至加料孔12m,90°标准弯头两个，180°回弯头一个，球心阀（全开）1个 则有关部件的阻力系数分别为： 进口突然收缩： ζ=0.5 90°标准弯头： ζ=0.75 180°回弯头： ζ=1.5 球心阀（全开）： ζ=6.4 则总的局部阻力系数为：

Σζ=0.75×2+6.4+0.5+1.5=9.9

3??828.98kg/mF已知： ?3u?0.408?10N/m F

Re?du???0.049?0.9?828.984?89602.98?100.408?10?3

取管壁粗糙度??0.15mm ?d?0.0031 查得λ=0.0275 ?PF?10?103pa 则：

2211?L?u??0.9Hf????????0.0275??9.9???0.687m

0.049?d?2g??2?9.81在两截面之间列柏努利方程求泵的扬程为：

?P10?103H??Z??Hf?12??0.664?13.89m

?g828.98?9.81

所选泵的额定流量和扬程应略大于系统所需的，据此选IS型单级单吸离心泵具体性能见表5-3。

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表5-3 IS型单级单吸离心泵性能参数[4]

型号 IS50-32-125

流量（m3/h） 扬程m

12.5

20

电机功率

KW 2.0

质量（泵/底座）/kg

32/46

转速r/min 2900

结构 单级单吸离心泵

5.3回流罐的设计[6]

Ls??R?1?D??1?0.35??0.771?1.0409

?L?754.89设凝液在回流罐中停留的时间为10min,罐的填充系数?取0.7，则该罐的容积V计算如下：

V?LS??1.0409?10?60?1.182m2

754.89?0.7?L?圆整后V?2m3

塔釜馏出液的速度uW一般可取0.5～1.0m/s.本设计取0.6m/s dW?4W

?uW?L式中：W--塔釜馏出液的质量流量kg/s ?L--塔釜液相对密度 所以dW?4?0.618?0.037?37mm

3.14?0.6?955.89 根据管材规范，应选择Φ45×3.5的管材，其内径为0.038

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结论

筛板塔设计计算结果

计算数据

序号

项目

精馏段

1 气相流量Vs，（m3/s） 0.5121 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

液相流量Ls(m3/s)

塔径,m 板间距,m 溢流形式 降液管形式 堰长,m 堰高,m 板上液层高度,m 堰上液层高度,m 降液管底隙高度,m 开孔区面积,m2 筛孔直径,m

0.00027

提馏段 0.5311 0.0014

14 15 16 17 18 19 20

0.036

21 22

0.014 0.03

23

筛孔数目 孔中心距,m 开孔率,% 空塔气速,m/s 筛孔气速,m/s 稳定系数 单板压降,kpa 负荷上限 负荷下限 液沫夹带eV(kg液/kg

1.02 21.39 2.2 0.583

序号

项目

精馏段

提馏段 计算数据

1217（总) 0.015 10.1

1.06 22.19 2.18 0.64

0.8 0.45 单溢流

弓形 0.48 0.044

0.05 0.006 0.007

0.237 0.005

液泛控制 漏液控制 0.028 1.32 0.16 8.25

0.00753 0.96 0.22 4.364

气)

24 汽相负荷上限，m3/s 25 26

汽相负荷下限m3/s

操作弹性

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结束语

通过了将近一个月的努力，终于将本次课程设计完成，前两周一直在改手稿，然后输入电子版并绘制CAD和手画带控制点的流程图，此次课程设计本人收获良多，首先在面对困难与挫折面前，我学会了勇敢面对而不是逃避，在面对一次次修改手稿的时候我选择了继续坚持;其次，我可以和更熟练的将所学的知识应用在课程设计里，初步了解到了化工在工厂应用的一些基本知识;最后，我更好的掌握了Aspen、CAD、Word及Excel等软件的功能。

总而言之，在本次课程设计中我收获了很多，老师也交给了我很多东西，有大方面的问题也有细节性问题，我非常喜欢我们的老师，她非常有责任人心，每次我问问题的时候她总会不厌其烦的回答我，不管时间多晚她都会回答我的问题，在这里我要谢谢我的指导老师刘老师，如果没有老师的指导就没有我现在的成果。

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参考文献

[1]王国胜.化工原理课程设计[M].大连：大连理工大学出版社，2006. [2]卢焕章.石油化工基础数据手册[M].北京：化学工业出版社，1982.

[3]刘光启，马连湘，刘杰.化工物性算图手册[M]. 北京：化学工业出版社，2002. [4]柴诚敬，张国亮，夏清，等.化工原理(第二版)上册[M].北京：高等教育出版社，2013. [5]王卫东，等.化工原理课程设计[M].北京：化学工业出版社，2013.

[6]匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计[M].北京：化学工业出版社，2002.

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