塔设备开题报告

1、rotviimetable ngst"hfeorintfherreie yeaorrsfitoverewsaotlevrequality monitoroiutstandingnisgssuteasti,ons woobrvki thoiusly wosrkyeear tode," victnosruyre tof htheeEyliemainati r. onof 1 prTohvienCcioalunctoyn'strdepola,rftimveenwtsateatraqluall leveitlys smectiuonst3firmmulnyiceisptaa

2、lbiltiiessh thceont"rgolulaednghdueiitesrigoraotlid aondn, esilvnseur"regtrheee creatni deveoln tophmiseyeanrt ocfo"nccleepatr, rivecrso"nsvitnaced tl, up todfiuvpe"thtehitow s bna's supsipcortobnjectiveetgwraorskpcofonstructipollutiononc,ointrsolfotcusinhgat focuso,n na

3、nowtuir rivcesres"wraegae treatment iching thneruraCloaurnetays, thiscryeeaatreid. Organis thezfatiinoanly"looekar of thebatchrke"especial i-nysepaer actil ution of water must gra1. 毕业设计题目的来源及实际意义1.1 实际意义本设计题目是精馏塔自动控制系统设计， 精馏过程是石油和化工生产中应用 极为广泛的生产过程， 它是利用混合液中各组分挥发度的不同， 将各组分进行分 离以提取达到规定

4、纯度要求的产品 。精馏过程是一个非常复杂的过程， 其关键设 备是精馏塔，。在精馏操作中，被控变量多，可以选用的操作变量也多，它们之 间又可以有多种不同组合。所以，控制方案繁多。1.2 发展趋势气液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式 塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气液传质设备，其种类繁多，根 据塔板上气液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔 板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。板式塔在工业上最早使用的 是泡罩塔 （1813年）、筛板塔 （1832年），其后，特别是在本世纪五十年代以后，随 着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型

5、塔板，如 S型板、浮阀 塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板 等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩 塔，而前者使用尤为广泛。筛板塔是板式塔的一种，其设计意图是一方面使汽液两相在塔板上充 分接触，以减小传质阻力，另一方面是在总体上使两相保持逆流流动，而 在塔板上使两相呈均匀的错流接触，以获得更大的传质推动力。其内装若 干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛； 并装有溢流管或没有溢流管。 操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板 上积存液层。气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而 出，因而两相可以

6、充分接触，并相互作用。泡沫式接触气液传质过程的一 种形式，性能优于泡罩塔。为克服筛板安装水平要求过高的困难，发展了 环流筛板；克服筛板在低负荷下出现漏液现象，设计了板下带盘的筛板； 减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距，制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板 和用斜的增泡台代替进口堰，塔板上开设气体导向缝的林德筛板。筛板塔 普遍用作 H2S-H2O 双温交换过程的冷、热塔，应用于蒸馏、吸收和除尘等。筛板塔是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：（1）结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的 60，为浮阀 塔的 80左右。（2）处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加1015%。（ 3）塔板效率高，比泡罩塔

7、高 15左右。（4） 压降较低，每板压力比泡罩塔约低 30%左右。筛板塔的缺点是：（ 1 ）塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。（2）操作弹性较小 （约 2 3）。（3）小孔筛板容易堵塞。目前应用比较广泛的是林德筛板， 它由美国联合碳化物公司的林德子公司开 发 ,最早应用于要求低压降的空分装置的精馏塔,1963 年后开始应用于乙苯 -otianllgyrseolupltaioceme nt and recement,苯乙烯等精馏装置中。 20 世纪 70 年代有多家公司的 120余台减压蒸馏塔采用了 林德筛板，其中超过5.0 m塔径的就有45台,最大的塔径为11.5 m。林德筛板在普

8、通筛板上有 2 点重要改进 :一是在降液管液体出口处将塔板向上凸起 ,二是在塔 板上增设了百叶窗导向孔 （国内称之为导向筛板 ）。这种改进增大了有效鼓泡面 积,使塔板操作由鼓泡型变为喷射型 ,在降低液面梯度的同时使气体分布均匀 ,从 而使干板压降减小、雾沫夹带减少、传质效率提高。目前 ,国内已有 10余套装置 使用了中运行林德筛板。精馏是应用最广的传质分离操作， 其广泛应用促使其技术已相当成熟， 但 是技术的成熟并不意味着今后不再需要发展而停滞不前。成熟技术的发展往往 要花费更大的精力，但由于其应用的广泛，每一个进步，哪怕是微小的，也会 带来巨大的经济效益。正因为如此，蒸馏的研究仍受到广泛的重

9、视，不断取得 进展。提高精馏过程的热力学效率、 节省能耗是一贯受到重视的研究领域， 分离序 列的合成，在用热集成概念和夹点分析方法开发节能的分离过程和优化换热网 络，在具体分离过程中合理地应用热泵、多效精馏、中间再沸器和中间冷凝器 等实现节能，一直是得到广泛重视的活跃的研究领域。对于普通精馏难以 （或不能） 分离的物料， 开发萃取精馏和恒沸精馏的分离 工艺，将精馏与反应结合开发反应精馏也是个值得重视的研究领域，这对于拓 宽精馏的应用范围，提高经济效益有较大意义。随着精细化工的发展， 间歇精馏应用也更加广泛， 其研究也得到了应有的重 视。开发各种新的操作模式，对于节省能耗和缩短操作时间有明显的效

10、果。塔 中持液量的间歇精馏膜模拟计算研究有一定进展，对于设计和指导操作有较大 意义。为开发更可靠的效率和压降等的模型， 当前应强调实测数据， 尤其是工业规 模的测试数据，这是建立和验证模型的基础。六七十年代，美国精馏研究公司 等进行了一系列工业规模试验，取得了十分有价值的实测数据，为各种模型的 建立和现象认识的深化奠定了重要基础。精馏的研究工作一直十分活跃， 而且不断取得成果。 在各种新分离方法得到 不断开发和取得工业应用之际，在石油、天然气、石油化工、医药和农产品化 学等工业中所起的重要作用不会改变，作为主要分离方法的地位不会动摇。正 如费尔在 1987年国际精馏会议上指出的： “如果混合物

11、可以应用精馏分离， 那么 经济上可能有吸引力的方法是精馏。 ”随着科学技术和工业生产水平的提高， 精 馏的应用天地十分广阔， 重要的通过不断努力， 使其技术水平得到进一步提高， 使其日趋完善。2. 课题的主要工作2.1 确定工艺计算的物性数据，进行设备的工艺计算；（ 1 ）确定设备各元件的基本尺寸， 确定各元件强度设计参数； 进行釜体的计算（2）筒体容积的设计（3）筒体长径比的设计（4）确定筒体的直径和高度及夹套的高度设计（5）同体容积的校核及夹套高度的确定（6）筒体厚度的计算及校核（7）封头厚度和夹套壁厚的计算（8）釜体及夹套的水压试验及筒体稳定性校核2.2 进行接管的选择及开孔补强计算（a

12、）接管的选择（包括：进料管、温度计接管、压力表接管、空压管接管、压料口接管、蒸汽及冷却水进出口接管、排气口接管和安全阀接管的选择）（b）进行补强计算2.3 对筒体的搅拌装置进行选型设计及计算（ 1）搅拌器的的选型（ 2） 搅拌器的参数确定和搅拌器功率的计算（ 3）搅拌器的校核2.4 传动装置的计算及选型（a）电机功率的计算（b）搅拌轴的设计及机械计算（c）电动机的选择（d）减速机的选择2.5 零部件选择 选用零部件附件的结构在满足工艺要求的条件下由受力条件、 制造、安装等因素决定其中包括（安装底盖选择、机架的选择、法兰选型、联轴器选型、搅拌轴底轴承选型、搅拌机轴封的选型、密封填料的选择、填料箱

13、的选择）2.6 支座的选型和底座的设计及选型（ 1）支座的选型（ 2）底座的设计及选型2.7 绘图及说明书的编写 绘制装配图及各个零件图，并编写说明书。3. 完成课题所需的条件按照设计的需要查阅技术文献、资料手册、工具书等。并且进行绘图。4. 课题的进度安排第1周：结合课题或所学专业查阅和收集有关英文资料， 查阅设计参考文献； 第2周：了解毕业设计课题内容及要求，并确定方案。第3周：结合课题选择英文资料并进行翻译，撰写开题报告； 第4周：完成开题报告和英文资料翻译 第5周：确定工艺计算的物性数据，进行设备的工艺计算； 第6周：完成设备的工艺计算， 确定设备的工艺结构尺寸确定设备结构尺寸。 第7

14、周：确定设备各元件的基本尺寸、强度计算方法，确定各元件强度设计 参数；第8周：设备的强度计算； 第9周：完成设备的强度计算，确定设备的最终尺寸； 第10周：施工图设计，确定施工图绘制方案； 第11周：绘制装配图；第12周：绘制零件图； 第13周：基本完成设计说明书、设计图纸，交指导教师初步审查； 第14周：修改、整理设计说明书、设计图纸； 第15周：完善设计说明书、设计图纸； 第16周：打印图纸、设计说明书，撰写答辩自述材料； 第17周：指导教师审查设计图纸和设计说明书；准备答辩； 第18周：答辩，整理装订全部设计文件。5主要参考文献参考文献 ：1 蒋维钧,雷良恒,刘茂林.化工原理（下册） M

15、. 北京:清华大学出版 社,1993,264-3402 陈敏恒 ,从德滋 ,方图南 ,齐鸣斋 .化工原理 （下册 ）M. 北京 :化学工业出版 社,2006,49-1043 柴诚敬等。化工原理课程设计 M. 天津:天津科学技术出版社 ,1994,75-1094 吴俊生，邵惠鹤.精馏设计、操作和控制M.北京:中国石化出版社，1997,3-4史贤林，田恒水,张平.化工原理实验M.上海:华东理工大学出版 社,2005,121-1226 刘兴高.精馏过程的建模、优化与控制 M. 北京：科学出版社， 2007， 1 -27 林爱娇，王良恩，邱挺，黄诗煌，李南芳，邓友娥 . 甲醛吸收塔填料层高度 的计算M.福州：福州大学学报（自然科学版）1996年2月，第24卷第1 期8 董谊仁，张剑慈 .填料塔液体再分布器的设计 M. 化工生产与技术， 1998 年第 3期9 张前程, 简丽.填料吸收塔中适宜液气比的确定 M. 内蒙古工业大学学报， 第20 卷，第 1 期10 李忠玉，徐松 . 吸收塔填料层高度的解析计算