化工單元操作及設(shè)備課程設(shè)計：板式精餾塔的設(shè)計（第二版）

目 錄
第二版前言
第一版前言
第1章 緒論 1
1.1 化工設(shè)計的設(shè)計文件及類型 1
1.1.1 設(shè)計文件 1
1.1.2 化工設(shè)計的類型 3
1.2 課程設(shè)計的目的和要求 5
1.3 課程設(shè)計的內(nèi)容和步驟 6
第2章 物性數(shù)據(jù)的查取與計算 7
2.1 獲取物性數(shù)據(jù)的途徑 7
2.2 純物質(zhì)物性數(shù)據(jù)的查取與計算 8
2.2.1 氣體或蒸氣的密度 8
2.2.2 純物質(zhì)的蒸氣壓 8
2.2.3 純物質(zhì)的熱容 9
2.2.4 純物質(zhì)的氣化潛熱 10
2.2.5 純物質(zhì)的熱導(dǎo)率 11
2.2.6 純物質(zhì)的表面張力 12
2.2.7 純物質(zhì)的臨界常數(shù) 13
2.3 混合物物性數(shù)據(jù)的計算 14
2.3.1 混合物的平均摩爾質(zhì)量 14
2.32 混合物的密度 14
2.3.3 混合物的黯度 14
2.3.4 混合物的蒸氣壓 15
2.35 混合物的熱容 15
2.3.6 混合物的熱導(dǎo)率 15
2.3.7 混合物的氣化潛熱 16
2.3.8 混合物的表面張力 16
2.3.9 混合物的臨界常數(shù) 17
第3章 板式精錮瞞的工藝設(shè)計 19
3.1 概述 19
3.1.1 精館操作對塔設(shè)備的要求 19
3.1.2 板式塔的類型 19
3.1.3 板式精館塔的設(shè)計原則及步驟 20
3.2 板式精館塔設(shè)計方案的確定 21
3.2.1 精飽流程 21
3.2.2 操作壓強 22
3.2.3 進料熱狀態(tài) 22
3.2.4 回流比 23
3.2.5 加熱方式 23
3.2.6 產(chǎn)品純度或回收率 23
3.2.7 熱能的利用 24
3.3 板式精館塔塔體的設(shè)計 24
3.3.1 物料衡算及操作線方程 24
3.3.2 理論塔板數(shù)的計算 26
3.3.3 實際塔板數(shù)的確定 28
3.3.4 塔徑的計算 30
3.3.5 塔高的計算 31
3.4 板式精情塔培板的設(shè)計 33
3.4.1 塔板結(jié)構(gòu) 33
3.4.2 溢流裝置的設(shè)計 34
3.4.3 塔板板面的設(shè)計 38
3.5 塔板的流體力學(xué)驗算及負荷性能圖 40
3.5.1 塔板壓陣 40
3.5.2 液面落差 42
3.5.3 漏液 42
3.5.4 液沫夾帶 42
3.5.5 液泛 42
3.5.6 負荷性能圖 43
3.6 精館塔接管尺寸的計算 44
3.7 篩板塔的工藝設(shè)計實例 46
3.7.1 苯-氯苯連續(xù)精饋塔的工藝設(shè)計 46
3.7.2 甲醇-水連續(xù)精館塔的工藝設(shè)計 63
第4章 精錮塔輔助設(shè)備的設(shè)計和選型 80
4.1 列管式換熱器的設(shè)計 80
4.1.1 設(shè)計方案的確定 80
4.1.2 列管式換熱器的結(jié)構(gòu) 84
4.1.3 列管式換熱器的工藝設(shè)計 88
4.2 塔釜再沸器的設(shè)計 93
4.2.1 再沸器類型及選用 93
4.2.2 立式熱虹吸再沸器的工藝設(shè)計 95
4.3 換熱器的設(shè)計實例 103
4.3.1 原料預(yù)熱榕的設(shè)計 103
4.3.2 回流冷凝器的設(shè)計 108
4.3.3 塔釜再沸器的設(shè)計 113
4.4 流體輸送機械的選擇 121
4.4.1 泵的類型 121
4.4.2 泵的選用原則 122
4.4.3 離心泵的選用 123
第5章 精餾塔的自動控制 126
5.1 儀表的表達及圖形符號 126
5.2 參數(shù)的檢測及控制 130
5.2.1 參數(shù)的檢測 130
5.2.2 溫度控制 130
5.2.3 壓強控制 131
5.2.4 流量控制 132
5.2.5 液位控制 133
5.3 自動控制系統(tǒng) 133
5.3.1 簡單控制系統(tǒng) 133
5.3.2 串級控制系統(tǒng) 134
5.3.3 分程控制系統(tǒng) 135
5.3.4 前饋控制系統(tǒng) 136
5.3.5 超馳控制系統(tǒng) 137
5.3.6 比值控制系統(tǒng) 138
5.4 精餾塔的控制方案 140
5.4.1 精餾塔的控制要求 140
5.4.2 精餾過程的干擾因素 140
5.4.3 精餾塔的控制方案 141
5.4.4 精餾塔的控制實例 145
第6章 塔設(shè)備的機械設(shè)計 149
6.1 板式精餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 149
6.1.1 塔盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計 150
6.1.2 裙式支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 151
6.1.3 附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 157
6.1.4 焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計 164
6.2 塔設(shè)備的強度設(shè)計和穩(wěn)定校核 165
6.2.1 塔設(shè)備壁厚確定及質(zhì)量計算 166
6.2.2 彎矩計算 167
6.2.3 應(yīng)力計算 172
6.2.4 地腳螺栓座的設(shè)計計算 176
6.2.5 裙座與塔殼連接焊縫的強度校核 180
6.2.6 塔設(shè)備法蘭當量設(shè)計壓力計算 181
6.3 精餾塔的機械設(shè)計實例 181
6.3.1 塔設(shè)備壁厚確定及質(zhì)量計算 182
6.3.2 彎矩計算185
6.3.3應(yīng)力計算 188
6.3.4 地腳螺栓座的設(shè)計計算 190
6.3.5 裙座與培殼連接焊縫的強度校核 192
第7章 化工流程圄及設(shè)備固的繪制 195
7.1 化工流程圖 195
711 流程固的類型及特點 195
712 流程固的表達和標注 196
7.2 化工設(shè)備圖 206
7.2.1 設(shè)備固的表達特點 206
7.2.2 設(shè)備裝配固的繪制 213
7.3 AutoCAD在化工制圖中的應(yīng)用 218
7.3.1 AutoCAD概述 218
7.3.2 AutoCAD繪制化工工藝流程圃 219
第8章 化工過程模擬軟件Aspen Plos用于精錮曙設(shè)計 223
81 化工過程模擬軟件概述 223
811 Aspen Plus的特點 223
812 Aspen Plus的基本操作 224
82 Aspen Plus用于精館塔理論塔板數(shù)的計算 224
8.2.1 創(chuàng)建模擬文件 225
8.2.2 組分輸入 226
8.2.3 物性計算方法選取及相平衡分析 227
8.2.4 精飽塔簡捷計算模塊 232
8.2.5 精館塔嚴格計算模塊 237
83 Aspen Plus用于塔徑及塔板的設(shè)計和校核 241
8.3.1 塔徑及塔板設(shè)計 241
8.3.2 塔徑及培板校核 242
參考文獻 246
附錄 247
附錄1 二元體系的氣一液平衡組成 247
附錄2 液體的物理性質(zhì) 249
附錄3 常用加熱冷卻介質(zhì) 258
附錄4 列管式換熱器傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值 259
附錄5 常見物料的污垢熱阻 260
附錄6 焊縫代號或接頭方式代號的規(guī)定 260
附錄7 塔設(shè)備常用零部件 262
附錄8 無縫鋼管規(guī)格 280
附錄9 應(yīng)用程序及視頻文件目錄 281
附錄10 精館塔裝配圖示例