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化工设计的内容与程序(简答)
根据项目性质分类:
1.新建项目设计
2.重复建设项目设计
3.已有装置的改造设计
二、根据化工过程开发程序分类(简答)
(一)概念设计
(二)中试设计
(三)基础设计
(四)工程设计
第四章设备的工艺设计及化工设备图
一、选型和工艺设计的原则如下:
合理性 (2)3:有两个蒸馏塔的分离装置,将含50%苯、30%甲苯和20%(mol%)二甲苯的混合物分成较纯的三个馏分,其流程图及各流股组成如图。计算蒸馏1000 mol/ h 原料所得各流股的量及进塔II物料的组成。
解:
设S2、S3……表示各流股物料量,mol / h
x3B、x3T表示流股3中苯、甲苯的组成。
该蒸馏过程中共可列出3组物料衡算方程,每组选三个独立方程。即
体系A(塔I):
总物料? 1000=S2 + S3??????????????????????? (1)
苯? 1000 × 0.5 =0.95S2 +x3B S3???????????????? (2)
甲苯? 1000 × 0.3 =0.03S2 +x3T S3??????????????(3)
体系B(塔II):
总物料? S3 =S4 + S5???????????????????????? (4)
苯 ??x3B S3 =0.03S4 + 0.0045 S5?????????????? (5)
甲苯? x3T S3 =0.95S4 + 0.43 S5??????????????? (6)
体系C(整个过程):
总物料? 1000 =S2 + S4 + S5???????????? (7)
苯? 1000 ×0.5=0.95S2 + 0.03S4 + 0.0045S5?????? (8)
甲苯? 1000 ×0.3=0.03S2 + 0.95S4 + 0.43S5?????? (9)
以上9各方程,只有6各是独立的。因为(1)+(4)=(7)式,同样,(2)+(5)=(8)式及(3)+(6)=(9)式。
因此,解题时可任选二组方程。由题意,应选体系C(整个过程),因三个流股2、4、5的组成均已知,只有S2、S4、S5三个未知量,可从(7)、(8)、(9)三式直接求解。
由(7)、(8)、(9)三式解得
S2 = 520 mol / h
S4 = 150 mol / h
S5 = 330 mol / h
再任选一组体系A或B的衡算方程,可解得:
S3 = 480 mol / h,x3B=0.0125,x3T=0.5925,
x3x=0.395
带反应的物料衡算
连续精馏
蒸馏物料衡算目的:
找出塔顶产品,塔底产品的流量和组成与原料液的流量和组成之间的关系。
全塔总质量衡算
F=D+W
全塔各组分的质量衡算FxFi=DxDi+WxWi
冷冻剂:冷冻循环的循环介质,热量传递的中介
1. 氨
操作压力和汽化热比其他冷冻剂有优势。
汽化热大,需要的冷冻剂循环量小。
操作压力:当冷却水温度很高,操作压力不超过16atm;当蒸发器的温度低于-34C,压力不低于1atm,空气不会漏入蒸发器,保证操作安全。
2. 氟利昂
优点:无毒,无味,不着火,与空气混合不爆炸,无金属腐蚀性
缺点:汽化热小,在一定的冷冻能力下,需要大量循环;价格昂贵。
载冷剂
载冷剂是用来先接受制冷剂的冷量而后去冷却其它物质的媒介物质,又称冷媒。它在间接制冷系统中起着传递制冷剂冷量的作用。
一、对载冷剂的要求
选择载冷剂时应考虑因素有:冰点、比热、对金属腐蚀性和价格等。
1.比热要大 比热大,载冷量就大,从而可减小载冷剂的循环量。
2.粘度低、导热系数高。
3.凝固点低且要适宜,因凝固点过低将导致比热减小、粘度增大。
4.无臭、无毒、使用安全,且对金属的腐蚀性要小。
5.价格低廉,易于购得。
二、常用载冷剂及性质
载冷剂的种类较多,可以是气体、液体或固体。常用载冷剂有空气、水和盐水溶液。冷冻盐水常用
1.空气和水
空气或水是最廉价、最易获得的载冷剂。具有密度小、安全无害、对设备几乎无腐蚀性等优点。但空气的比热小,所以只有利用空气直接冷却时才采用空气作载冷剂。水虽有比热大的优点,但水的冰点高,所以水仅能用作制出0℃以上的载冷剂。0℃以下应采用盐水作载冷剂。
2.盐水溶液
盐水是最常用的载冷剂,由盐溶于水制成。常用的盐水主要有氯化钠水溶液和氯化钙水溶液。
盐水的性质于溶液中含盐量的多少有关。特别需要指出,盐水的凝固点取决于盐水的浓度
图中曲线Ⅰ(实线)为氯化钠盐 水的凝固曲线,曲线Ⅱ(虚线)为氯 化钙
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