课程设计肖智军

0.008
0.3503
0.05
二氯乙烷
8.6505
863.214
5
0.052
8.125
0.05
9.0988
900.519
99.95
总计
271.1768
17264.28
100
259.9696
16250
100
9.10683
900.9696
100
总量
Σ进=17264.28kmol/h
Σ出=17150.9696kmol/h
6、绘制主要设备的装配图
用A1图纸绘制冷凝器装配图（图面应包括设备主视图、俯（左）视图、局部视图等，并配备明细表、管口表、技术性能表、技术要求等），要求采用CAD绘制图纸。
指导老师：胡建明周群贵
二O一三年十二月十五日
五、概述
课程设计是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以单元操作为主的一次设计实践，是培养我们实际动手能力的一个重要环节，是从学生走向工程师必然程序。通过课程设计能使我们掌握工程设计的基本程序和方法，并在查阅技术资料，选用公式和数据，用简洁的文字、图表表达设计结果及制图等能力方面得到一次基本训练。在设计过程中我们更应该注重树立正确的设计思想和实事求是、严肃认真的工作作风。为我们将来更快的融入社会，更好的适应新的工作提供有力的保障。
90.98
5686.9143
100
总量
Σ进=350.9321kmol/h
Σ出=350.9321kmol/h
二、热量衡算
2.1冷凝器的热量衡算
2.1.1确定塔顶、塔底控制温度
塔底
塔顶
温度T
333.3
压强kPa
350
温度T
274.1
压强kPa
350
组成xW
lgPi
Pi
pixi
yi
操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴防化学品手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
原料液的摩尔量：
塔底采出液的摩尔量：
塔顶馏出液的摩尔量：
1.2.5精馏塔物料衡算表
表1-1精馏塔物的料衡算表
进料F
出料
塔顶采出D
塔底采出W
组分
kmol/h
kg/h
wt%
kmol/h
kg/h
wt%
kmol/h
kg/h
wt%
氯乙烯
262.5263
16401.066
95
259.9676
16241.875
99.95
课程设计（论文）
题目名称氯乙烯-二氯乙烷冷凝器工艺设计
课程名称化工原理
学生姓名肖智军
学号**********
系、专业生化系2011级化学工程与工艺
指导教师胡建明周群贵
2013年12月28日
一、课程设计任务书……………………………………………3
二、物料衡算……………………………………………………7
1、精馏塔物料衡算…………………………………………7
4、总传热系数……………………………………………………11
5、换热面积………………………………………………………12
6、初选管程及单管长度…………………………………………12
7、筒体直径…………………………………………………12
8、数据核算………………………………………………………13
五、设备选型…………………………………………………………18
0.6
0.7
0.8
0.9
1
yi
0.492495773
0.709361795
0.822279298
0.887113122
0.925659343
0.953348212
0.972810655
0.984696638
0.994650398
1.002684996
物系的气液平衡数据表(气—液平衡数据)
1.3.2作出平衡线（x—y图）如下:
5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的50%～80%，但是比筛板塔高20%～30%。
一、物料衡算
1.1、设计依据（已知技术参数和条件）
1.1.1《化工原理》课程设计任务书
1.1.2年产氯乙烯130000吨，根据工业生产中连续生产的特点，取年平均生产时间为8000小时，即小时产量GD为：130000×103/8000=16250kg/h，本设计以小时产量为计算基准。
1.3.3计算最小回流比Rmin，确定实际回流比
利用平衡线（x—y图）求取最小回流比Rmin（泡点进料q=1）
由图得最小截距：XD/(Rmin+1)=0.9663得：Rmin=0.034668
1.3.4确定实际回流比：R=10Rmin=0.35
1.3.5进料量及组成确定
V = L+D =90.98+259.9521
1.2冷凝器物料衡算……………………………………………8
三、热量衡算……………………………………………………………10
四、设备设计………………………………………………10
1、流体流径选择…………………………………………………11
2、冷凝器热负荷…………………………………………………11
3、流体两端温度的确定…………………………………………11
21928.868
99.98
259.9001
16243.756
99.98
90.9618
5685.1125
99.98
二氯乙烷
0.0702
6.9498
0.02
0.0595
5.148
0.02
0.0182
1.8018
0.02
总计
350.9321
21935.817
100
259.9500
16248.904
100
六、总结…………………………………………………………………23
七、参考文献…………………………………………………………24
八、致谢………………………………………………………………25
九、附工程图纸…………………………………………………26
2011级化学工程与工艺专业《化工原理》课程设计任务书
设计课题：氯乙烯-二氯乙烷精馏装置塔顶冷凝器设计
健康危害：急性毒性表现为麻醉作用；长期接触可引起氯乙烯病。急性中毒：轻度中毒时病人出现眩晕、胸闷、嗜睡、步态蹒跚等；严重中毒可发生昏迷、抽搐，甚至造成死亡。皮肤接触氯乙烯液体可致红斑、水肿或坏死。慢性中毒：表现为神经衰弱综合征、肝肿大、肝功能异常、消化功能障碍、雷诺氏现象及肢端溶骨症。皮肤可出现干燥、皲裂、脱屑、湿疹等。本品为致癌物，可致肝血管肉瘤。
一、课程设计目的
化工原理课程设计是综合运用《化工原理》、《工程制图》、《物理化学》等专业基础课程和其他相关先修课程所学知识，完成以化工单元设计为主的一次工程设计，对学生进行一次设计技能的综合训练，培养学生综合运用所学的知识解决实际问题的能力，也为以后的专业设计和毕业设计打下基础。因此，化工原理课程设计是提高学生实际工作能力的重要教学环节。
原料液为含氯乙烯95%（质量分数，下同）、二氯乙烷5%的混合液，温度为20℃冷液体。分离要求为塔底氯乙烯含量不大于0.05%，年产量130000（吨）。
氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得。为无色、易液化气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。氯乙烯是有毒物质，肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。它与空气形成爆炸混合物，爆炸极限4％～22％（体积），在压力下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。
求得原料量： =17264.28 kg/h塔底采出液的摩尔量： =700.59 kg/h
1.2.3计算摩尔量、摩尔分率
由于氯乙烯的分子量为62.5，二氯乙烷的分子量为99
则塔顶馏出液的摩尔组成: D=
进料摩尔组成：
塔底采出液的摩尔组成：
塔顶馏出液的平均摩尔质量： 原料液的平均摩尔质量:
塔底采出液的平均摩尔质量：
=350.9321 kmol/h
L = RD =0.35×259.9521
=90.98kmol/h
VYD=LXD+DXD
YD=0.9998
冷凝器物料衡算表
表1-2冷凝器物料衡算表
进料V
出料
塔顶采出D
塔底采出L
组分
kmol/h
kg/h
wt%
kmol/h
kg/h
wt%
kmol/h
kg/h
wt%
氯乙烯
350.8619
3、冷凝器热负荷计算
4、冷凝器换热面积计算
5、冷凝器结构型式选择
6、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等
7、冷凝器总传热系数的校核
8、冷凝器装配图的绘制
四、设计要求
1、设计方案简介
对产品的性能、用途、工业状况及未来的发展前景进行概括和总结。对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2、工艺设计
本次课程设计仅对氯乙烯—二氯乙烷混合气体的精馏装置进行设计，设计氯乙烯年产量为130000吨。根据生产要求设计氯乙烯—二氯乙烷精馏装置，精馏是化工生产中分离均相气体混合物的典型单元操作，其历史悠久，应用广泛。精馏的基本原理是将气体混合物部分汽化、全部冷凝，利用其中各个组分挥发度不同而将其分离。其本质是液、气相间的质量传递和热量传递。为使分离彻底，以获得较纯的产品，工业生产中常采用多次部分汽化、多次全部冷凝的方法——精馏。精馏过程通常是在塔设备内完成的。