化工單元操作及設備課程設計：板式精餾塔的設計（第二版）

目 錄
第二版前言
第一版前言
第1章 緒論 1
1.1 化工設計的設計文件及類型 1
1.1.1 設計文件 1
1.1.2 化工設計的類型 3
1.2 課程設計的目的和要求 5
1.3 課程設計的內容和步驟 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 純物質的蒸氣壓 8
2.2.3 純物質的熱容 9
2.2.4 純物質的氣化潛熱 10
2.2.5 純物質的熱導率 11
2.2.6 純物質的表面張力 12
2.2.7 純物質的臨界常數(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計 19
3.1 概述 19
3.1.1 精館操作對塔設備的要求 19
3.1.2 板式塔的類型 19
3.1.3 板式精館塔的設計原則及步驟 20
3.2 板式精館塔設計方案的確定 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計 33
3.4.1 塔板結構 33
3.4.2 溢流裝置的設計 34
3.4.3 塔板板面的設計 38
3.5 塔板的流體力學驗算及負荷性能圖 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 篩板塔的工藝設計實例 46
3.7.1 苯-氯苯連續(xù)精饋塔的工藝設計 46
3.7.2 甲醇-水連續(xù)精館塔的工藝設計 63
第4章 精錮塔輔助設備的設計和選型 80
4.1 列管式換熱器的設計 80
4.1.1 設計方案的確定 80
4.1.2 列管式換熱器的結構 84
4.1.3 列管式換熱器的工藝設計 88
4.2 塔釜再沸器的設計 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計 95
4.3 換熱器的設計實例 103
4.3.1 原料預熱榕的設計 103
4.3.2 回流冷凝器的設計 108
4.3.3 塔釜再沸器的設計 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 塔設備的機械設計 149
6.1 板式精餾塔的結構設計 149
6.1.1 塔盤的結構設計 150
6.1.2 裙式支座的結構設計 151
6.1.3 附件的結構設計 157
6.1.4 焊接接頭的結構設計 164
6.2 塔設備的強度設計和穩(wěn)定校核 165
6.2.1 塔設備壁厚確定及質量計算 166
6.2.2 彎矩計算 167
6.2.3 應力計算 172
6.2.4 地腳螺栓座的設計計算 176
6.2.5 裙座與塔殼連接焊縫的強度校核 180
6.2.6 塔設備法蘭當量設計壓力計算 181
6.3 精餾塔的機械設計實例 181
6.3.1 塔設備壁厚確定及質量計算 182
6.3.2 彎矩計算185
6.3.3應力計算 188
6.3.4 地腳螺栓座的設計計算 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 化工設備圖 206
7.2.1 設備固的表達特點 206
7.2.2 設備裝配固的繪制 213
7.3 AutoCAD在化工制圖中的應用 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計和校核 241
8.3.1 塔徑及塔板設計 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 249
附錄3 常用加熱冷卻介質 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 塔設備常用零部件 262
附錄8 無縫鋼管規(guī)格 280
附錄9 應用程序及視頻文件目錄 281
附錄10 精館塔裝配圖示例