乙烯——乙烷精馏塔设计
乙烯精馏塔管道设计
是实现 连续安全 生产 的关键。结合 某一 D M T O装 置中乙烯精馏塔的管道设计 ,介绍 了乙烯精馏塔裙 座高度 的计算及相关影响 因素 , 阐述 了低 温 管道 设 计 要 点 ,并 对 敷 塔 管 线 支 吊架 设 计 和 平 台梯 子 的设 置 要 点 进 行 了说 明 。
第4 2卷 第 1 5期
2 0 1 4年 8月
广
州
化
工
Vo 1 . 42 No .1 5
Gu a n g z h o u Ch e mi c a l I n d u s t u
Aug . 2 01 4
乙烯 精馏 塔 管 道 设 计
( 中石 化 洛 阳工程 有 限公 司 ,河 南 洛 阳 4 7 1 0 0 3 )
e qu i pme n t i n t h e OCU o f DMTO d e v i c e .T h e r e a s o n a b l e e q u i p me n t l a y o u t a n d p i p i n g de s i g n wa s t h e k e y t o p r o v i d e c o n t i n u o u s pr o d u c t i o n s a f e t y .I n a c a s e s t u d y o f a DMTO d e v i c e,t h e e s s e nt i a l s i n t he p i p i n g d e s i g n o f e t h y l e n e r e c t i f y i ng c o l u mn we r e d e s c r i b e d t o i n t r o d u c e t he t o we r s k i r t h e i g h t c a l c ul a t i o n,r e l a t e d i n l f ue n c e f a c t o r s ,t he l o w t e mpe r a t u r e pi pi ng d e s i g n k e y p o i n t s .I n a d d i t i o n,t h e a t t a c h i n g t o we r p i p i n g s u pp o t r d e s i g n i n g a nd p l a t f o r m l a d de r s s e t t i n g we r e e x p o un d e d。 Ke y wo r ds:e t h y l e n e r e c t i f y i ng c o l u mn; t o we r s k i r t h e i g h t s ;l o w t e mp e r a t u r e p i p i n g; s up p o r t
乙烯——乙烷精馏装置设计
乙烯——乙烷精馏装置设计乙烯和乙烷是两种非常重要的烃类化合物,它们在石化行业中具有广泛的应用。
乙烯作为一种重要的原料,广泛用于制造塑料、橡胶、合成纤维等。
而乙烷则常用作能源和燃料。
为了有效地分离乙烯和乙烷,需要设计一套乙烯-乙烷精馏装置。
乙烯-乙烷精馏装置是通过馏分精馏原理实现分离的。
馏分精馏是利用物质的不同沸点来将其分离的方法。
乙烯和乙烷的沸点有一定的差异,可以通过精馏来获得纯度较高的乙烯和乙烷。
乙烯-乙烷精馏装置主要由以下几个部分组成:进料装置、精馏塔、冷却器、回流器、分离器和产品收集器等。
首先是进料装置。
乙烯和乙烷可以通过管道输送到进料装置,然后进入精馏塔。
精馏塔是乙烯-乙烷精馏的主要操作单元。
精馏塔一般是一个垂直筒状的容器,内部设置有多个塔板。
塔板上有孔洞,可以通过增加塔板的层数来增加乙烯和乙烷的分离效果。
精馏塔内部还设有回流器和分离器。
回流器用来控制乙烯和乙烷的循环流动,以增加塔板上的液相浓度。
分离器则用来分离乙烯和乙烷的上部和下部产品。
冷却器是用来冷却馏分中的汽相,以使其冷凝为液相。
通过冷却器的冷却作用,可以分离乙烯和乙烷的汽相,使其变为液体,然后漏斗或者分离器将乙烯和乙烷分离。
产品收集器用来收集输出的乙烯和乙烷产品。
乙烯和乙烷的纯度可以通过控制精馏塔的操作参数来调整,例如塔底温度、馏出液的回流比等。
乙烯-乙烷精馏装置的设计还需要考虑一些工艺参数,例如进料温度、进料流量、塔内压力等。
这些参数的选择需要根据具体情况来确定,以达到分离效果和经济效益的最佳平衡。
此外,乙烯-乙烷精馏装置的设计还需要考虑安全性和能源消耗。
为了保障装置的安全运行,可以采用一些安全措施,例如设置压力控制装置、温度控制装置等。
为了降低能源消耗,可以采用热回收技术和优化操作参数等方法。
综上所述,乙烯-乙烷精馏装置的设计是一个复杂而重要的过程。
通过合理设计装置结构、选择适当工艺参数和采用安全措施,可以实现乙烯和乙烷的高效分离,并提高经济效益和能源利用效率。
化工原理课程设计 乙烯-乙烷
化工原理课程设计乙烯-乙烷化工原理课程设计讲明书姓名:院系:学号:指导老师:时刻: 2011/7/1前言本设计讲明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和操纵方案共七章。
讲明中对精馏塔和再沸器的设计运算做了详细的阐述,关于辅助设备和管路的设计也做了简单的讲明。
鉴于设计者体会有限,本设计中还存在许多的错误,期望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅!名目第一章概述4第二章方案流程简介6第三章精馏塔工艺设计8一、设计条件8二、物料衡算及热量衡算81、物料衡算82、回流比运算93、全塔物料衡算104、逐板运算塔板数11第四章精馏塔工艺设计141.物性数据142.初估塔径143.塔高的估算 154.溢流装置的设计155.塔板布置和其余结构尺寸的选取 166.塔板流淌性能校核 177.负荷性能图 18第五章再沸器的设计20一、设计任务与设计条件20二、估算设备尺寸21三、传热系数的校核22四、循环流量校核25第五章辅助设备设计28一、管路设计28二、辅助容器的设计30三、泵的设计31四、传热设备35第七章操纵方案37附录1 过程工艺与设备课程设计任务书38附录2 精馏塔及再沸器运算结果汇总 43附录3 要紧符号讲明46附录4 参考文献 48第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一,所用设备要紧包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
精馏塔精馏塔是该工艺过程的核心设备,精馏塔按传质元件区不可分为两大类,即板式精馏塔和填料精馏塔。
本设计为板式精馏塔。
精馏塔是一圆形筒体,塔内装有多层塔板,塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时,液相被加热,液相中易挥发组分向气相中转移;气相被部分冷凝,气相中难挥发组分向液相中转移,从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中,只有一股进料,进料位置将塔分为精馏段和提馏段,而在塔顶和塔底分不引出一股产品。
精馏塔内,气、液两相的温度和压力自上而下逐步增加,塔顶最低,塔底最高。
年产100万吨乙烷热裂解制乙烯乙烯精馏工序初步设计
XXXX本科毕业设计(论文)选题审批表届:2014 学院(系):化学化工学院专业:化学工程与工艺 2013 年 11月 11 日注:(1)“选题理由”由拟题人填写。
(2)本表一式二份,一份院系留存,一份发给学生,最后装订在毕业设计说明书(毕业论文)中。
XXXX大学教务处制表XXXX大学本科毕业设计任务书题目:年产100万吨乙烷热裂解制乙烯乙烯精馏工序初步设计学生姓名届 2014学院化学化工学院专业化学工程与工艺指导教师下达任务日期 2013年11月10日XXXXX大学教务处制一、毕业设计内容及要求乙烯是世界石油化工工业最重要的基础原料之一,约75%的石油化工产品由乙烯生产,一个国家乙烯工业的水平标志了这个国家石化工业的实力。
在顺序分离流程中,最后一步分离过程为乙烯精馏过程,其目的是将脱乙烷系统中分离出的混合碳二馏分分开,得到合格的乙烯产品,并在塔釜得到乙烷产品。
在本设计项目的分离流程中,以脱乙烷塔塔顶产品作为乙烯精馏塔进料,进料以碳二馏分乙烷和乙烯为主,乙烷和乙烯含量约占99.9%(mol)以上,另含甲烷等轻组分0.0063%左右,丙烯等重组分在0.093%(mol)左右。
因此,乙烯精馏塔可以近似看作乙烯-乙烷二元精馏系统。
毕业设计是理论学习的一次复习、综合、巩固和提高,在毕业设计中要结合以往学习的专业基础课、专业课和专业选修课的相关内容进行设计。
本设计运用ASPEN PLUS ONE 7.2模拟软件对乙烯精馏过程进行模拟计算,乙烯精馏工序设计的内容主要包括:(1)根据设计依据,详细查阅资料,掌握国内外乙烯精馏技术状况,在充分论证的基础上,确定乙烯精馏工艺路线和流程;(2)乙烯精馏工序工艺计算,包括①生产流程的物料能量衡算,②乙烯精馏塔的工艺条件和外形尺寸计算;(3)进行乙烯精馏工段车间的平、立面设计,包括车间厂房、设备平台的空间方位;(4)绘制设计图纸,包括①PFD、PID图 1张,②能表达分楼层设备布置的车间平面布置图(1号图1~2张),③车间立面布置图(1号图1~2张),④主要设备工艺条件图(5)说明在生产过程中的安全控制体系和控制方法及"三废"处理;(6)使用HAZOP分析方法进行危险性分析(7)对本设计评述和结论(8)设计依据:1.本设计中产品质量标准遵照GB/T 7715-2003执行,具体指标列于下表。
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计第一章文献综述1.1设计概述本设计是对年产10万吨乙烯装置裂解分离工段的设计。
该设计是以****石油公司乙烯裂解装置为依据,同时做了部分改动。
本设计以石脑油为原料,管式炉裂解的方法生产乙烯。
主要对脱乙烷塔进行了物料衡算和热量衡算,并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。
本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉,脱乙烷塔采用的是筛板塔。
整个设计工作持续了近4个月,在指导老师的帮助下,我们去****乙烯厂进行了毕业实习,参观了实际生产设备,在工厂老师的细心讲解下,对生产流程有了较深刻的了解。
回来后查阅了大量的文献资料和相关书籍,对理论知识有了更深的认识,并应用到毕业设计当中,顺利的完成了设计。
1.2乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格1.2.1聚合物乙烯本装置生产的乙烯产品送往下述装置:聚乙烯装置、环氧乙烷装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置。
性质:常温常压下为无色可燃性气体,略具烃类特有的臭味,冰点—169.4℃沸点—103.8℃、比重:气体(空气=1)0.9852、粘度0.000093Cp,在空气中的爆炸极限:上限为16~29%(体积分数),下限为3~3.5%(体积分数)。
规格乙烯99.9 wt%最小氢气 1 ppm wt 最大乙炔 5 ppm wt 最大一氧化碳 5 ppm wt 最大二氧化碳 5 ppm wt 最大氧 1 ppm wt 最大硫(按H2S) 1 ppm wt 最大甲烷500 ppm wt 最大饱和烃总量1000 ppm wt 最大烯烃50 ppm wt 最大甲醇10 ppm wt 最大大气压下露点—60℃用途:乙烯为石油化工基本原料之一,乙烯可以制备多种有机原料,如乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等,也可以作为合成材料的单体,如聚乙烯等。
1.2.2聚合级丙烯装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置,部分产品送往对二甲苯装置,作为冷剂。
乙烯乙烷
鲁东大学课程设计乙烯-乙烷筛板式精馏塔工艺设计说明书班级:高分本1201*名:***学号: ***********指导老师:邢国秀、刘诗丽设计日期: 2015/3/9-2015/3/20成绩:目录第一章设计任务书 (3)第二章精馏过程工艺及设备概述 (3)第三章精馏塔工艺设计 (4)第四章系统物料衡算和塔板数计算 (4)第五章精馏塔塔板设计 (7)第六章塔板的流动性能校核 (9)第七章负荷性能图 (11)第八章再沸器设计 (12)第九章再沸器循环流量校核 (16)第八章辅助设备设计 (19)第十一章管路设计和泵的选型 (22)第十二章控制方案 (25)设计心得 (27)附录一(主要符号说明) (27)附录二(C语言程序) (28)附录三参考文献 (30)第一章 设计任务书1.1 设计条件工艺条件:饱和液体进料,进料含乙烯含量x f =65%(摩尔百分数),塔顶乙烯含量x d ≥99% , 釜液乙烯含量x w 1% , 总板效率为0.6 操作条件:塔顶操作压力P=2.5Mpa(表压), 回流比系数min /R R =1.5 加热剂:热水 加热方法:间壁换热 冷却剂:循环冷却水 塔板形式:筛板 处理量:180 kmol/h 安装地点:烟台 板设计位置:塔底第二章 精馏过程工艺及设备概述精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物 2.1精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏,使混合气、液两相经过多次混合接触和分离,并进行质量和热量的传递,使混合物中的组分达到高程度的分离,进而得到高纯度的产品。
2.2工艺流程(1)精馏装置必须在适当的位置设置一定数量不同容积的原料储罐,泵和各种换热器,以暂时储存,运输和预热(或冷却)所用原料,从而保证精馏装置能连续稳定的运行。
30万吨年乙烯装置乙烯精馏塔冷凝器设计 化学工程与工艺专业
摘要乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要指标。
七十年代末期,我国集中引进了一批年产30万吨规模的大型乙烯生产装置,扬子乙烯生产装置即是其中之一。
换热器在工业生产中占有重要的地位,用于冷、热流体进行热量交换。
在乙烯工业中是必不可失的设备。
本次设计是对扬子乙烯装置中乙烯精馏工段的乙烯精馏塔塔顶冷凝器的设计。
冷凝器的作用是冷凝乙烯使其返回塔顶回流。
设计时了解各种换热器型式、优缺点和适用场合,综合考虑最后采用的是釜式固定管板换热器。
本次设计主要根据GB/T150-2014与GB/T151-2014对换热器进行设计与校核,工作的重点为结构设计与强度校核。
最后绘制换热器图纸。
本次设计的内容包括:设备选型、选材、工艺计算、机械设计,并对其进行了强度、刚度、稳定性校核以及使用CAD绘制换热器的装配图与零件图。
关键词:换热器;釜式;固定管板;工艺计算;强度校核Design of Ethylene Distillation Tower Condenser for 300,000 Tons /Year Ethylene PlantAbstractEthylene industry is the core of the petrochemical industry, ethylene productionis a measure of a country's petrochemical development level of an important indicator. The late seventies, China focused on the introduction of a number of an annual output of 300,000 tons of large-scale ethylene production plant, the Yangtze ethylene production plant is one of them.Heat exchangers in industrial production occupies an important position for cold and hot fluid for heat exchange. In the ethylene industry is essential equipment.This design is the design of the ethylene rectification tower of the ethylene distillation column in the ethylene distillation section of the Yangtze ethylene plant. The role of the condenser is to condense the ethylene back to the top of the tower. Design to understand the various heat exchanger type, advantages and disadvantages and the application of the occasion, taking into account the final use of the kettle fixed tube plate heat exchanger. This design is mainly based on GB / T150-2014 and GB /T151-2014 on the heat exchanger design and verification, the work of the focus on structural design and strength check. Finally draw the heat exchanger drawing.The design includes: equipment selection, selection, process calculation, mechanical design, and its strength, stiffness, stability check and the use of CAD drawing heat exchanger assembly drawings and parts map.Key words:Heat exchanger; Kettle type; Fixed pipe plate; Process calculation; Strength check目录摘要 (I)Abstract (II)1 文献综述..................................................... - 1 -1.1 乙烯装置简介........................................... - 1 -1.2换热器介绍............................................... - 2 -1.2.1换热器的概述....................................... - 2 -1.2.2面临的问题......................................... - 5 -1.2.3换热器优化......................................... - 5 -1.3换热器的设计流程......................................... - 5 -1.4设计方案分析............................................. - 7 -2 再沸器工艺计算............................................... - 7 -2.1 设计任务与设计条件..................................... - 7 -2.1.1 设计条件.......................................... - 7 -2.1.2 物性数据.......................................... - 7 -2.2 估算设备尺寸........................................... - 8 -2.2.1 传热面积和壳体尺寸................................ - 8 -2.2.2 接管尺寸.......................................... - 9 -2.3 换热器核算............................................. - 9 -2.3.1 管内传热系数...................................... - 9 -2.3.2 管外传热系数..................................... - 10 -2.3.3 总传热系数....................................... - 11 -2.3.4 裕度计算......................................... - 11 -2.3.5 热流密度核算..................................... - 11 -2.3.6 流体阻力核算..................................... - 12 -3 结构与强度设计.............................................. - 15 -3.1壳体壁厚................................................ - 15 -3.1.1 大端壁厚......................................... - 15 -3.1.2 偏心锥壳......................................... - 16 -3.1.3 膨胀节........................................... - 16 -3.2 管箱.................................................. - 18 -3.2.1 短节............................................. - 18 -3.2.2 封头............................................. - 18 -3.2.3 法兰............................................. - 19 -3.3 接管.................................................. - 19 -3.3.1 管程入口接管..................................... - 19 -3.3.2 管程出口接管..................................... - 20 -3.3.3 壳程入口接管..................................... - 21 -3.3.4 壳程出口接管..................................... - 22 -3.3.5 其它接管......................................... - 23 -3.4 固定管板.............................................. - 24 -3.4.1 管束与壳体参数计算............................... - 24 -3.4.2 法兰参数计算..................................... - 25 -3.4.3 管板参数计算..................................... - 26 -3.4.4 6种工况校核..................................... - 29 -3.5 折流板与支持板........................................ - 44 -3.6 拉杆.................................................. - 44 -3.7 支座与吊耳............................................ - 44 -4 流体诱导振动................................................ - 45 -4.1 计算横流速度.......................................... - 45 -4.2 计算卡门涡街频率...................................... - 45 -4.3 计算声频.............................................. - 45 -4.4 换热管的固有频率...................................... - 46 -4.5 临界横流速度.......................................... - 46 -4.6 计算振幅.............................................. - 47 -4.7 校核.................................................. - 47 - 设计总结.................................................... - 48 - 参考文献.................................................... - 49 - 致谢....................................................... - 50 -1 文献综述1.1 乙烯装置简介乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计第一章文献综述1.1设计概述本设计是对年产10万吨乙烯装置裂解分离工段的设计。
该设计是以****石油公司乙烯裂解装置为依据,同时做了部分改动。
本设计以石脑油为原料,管式炉裂解的方法生产乙烯。
主要对脱乙烷塔进行了物料衡算和热量衡算,并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。
本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉,脱乙烷塔采用的是筛板塔。
整个设计工作持续了近4个月,在指导老师的帮助下,我们去****乙烯厂进行了毕业实习,参观了实际生产设备,在工厂老师的细心讲解下,对生产流程有了较深刻的了解。
回来后查阅了大量的文献资料和相关书籍,对理论知识有了更深的认识,并应用到毕业设计当中,顺利的完成了设计。
1.2乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格1.2.1聚合物乙烯本装置生产的乙烯产品送往下述装置:聚乙烯装置、环氧乙烷装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置。
性质:常温常压下为无色可燃性气体,略具烃类特有的臭味,冰点—169.4℃沸点—103.8℃、比重:气体(空气=1)0.9852、粘度0.000093Cp,在空气中的爆炸极限:上限为16~29%(体积分数),下限为3~3.5%(体积分数)。
规格乙烯99.9 wt%最小氢气 1 ppm wt 最大乙炔 5 ppm wt 最大一氧化碳 5 ppm wt 最大二氧化碳 5 ppm wt 最大氧 1 ppm wt 最大硫(按H2S) 1 ppm wt 最大甲烷500 ppm wt 最大饱和烃总量1000 ppm wt 最大烯烃50 ppm wt 最大甲醇10 ppm wt 最大大气压下露点—60℃用途:乙烯为石油化工基本原料之一,乙烯可以制备多种有机原料,如乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等,也可以作为合成材料的单体,如聚乙烯等。
1.2.2聚合级丙烯装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置,部分产品送往对二甲苯装置,作为冷剂。
乙烯精馏塔的设计说明书
乙烯精馏塔的设计说明书7.1.1 设计任务由Aspen 模拟得到进料板上 S V =1.0310 (s m /3) S L =0.089141(s m /3) 气相密度V ρ=48.1423/m kg 液相密度L ρ=427.29(3/m kg 液体表面张力m σ= 2.982m mN /7.1.2 塔和塔板主要工艺尺寸计算塔板横截面的布置计算 1、塔径D 的计算参考《化工原理》(下册)表10-1,取板间距H T =0.61m =L h 0.13m H T -L h =0.61-0.13=0.48m 两相流动参数计算如下 LV F =VsLsLmVmρρ ∴LV F =(0.0891411.0310)(427.2948.142)2/1=0.258参考《化工原理》(下册)图10-42筛板的泛点关联得:C 20f =0.075f C =2.02020⎪⎭⎫ ⎝⎛σf C =0.22.9820.0750.0512620⎛⎫= ⎪⎝⎭u =f 5.02.02020⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛VVL f C ρρρσ=0.5427.2948.1420.0512648.142-⎛⎫ ⎪⎝⎭=0.1438(s m /) 本物系不易起泡,取泛点百分率为80%,可求出设计气速n u '=0.8⨯0.1438=0.1150 s m /所需的气体流通面积 /'Vs A n =n u '=1.0310/0.1150=8.96522m4 1.03103.380.7850.1150Vs D m u π'===⨯ 根据塔设备系列化规格,将D '圆整到D=3.6 m 作为初选塔径,因此重新校核流速u 22210.17363.6785.04m D A T =⨯==π 24V s 1.03100.1152(/s )D 0.7853.63.6n u m π===⨯⨯ 实际泛点百分率为0.11520.80110.1438n f u u == 选用单溢流,弓形降液管,不设进口堰。
乙烯乙烷精馏塔课程设计
乙烯乙烷精馏塔课程设计哎呀,今天要跟大家聊聊这个乙烯乙烷精馏塔的课程设计,听名字是不是有点吓人?其实它一点也不复杂,大家不要慌,咱们慢慢聊,保证让你听得懂、看得明白,而且不无聊!什么是精馏塔?它就像一个巨大的“筛子”,不过是分离不同化学成分的那种“筛子”。
咱们今天讲的乙烯和乙烷,都是化工行业里常见的原料。
乙烯,大家应该听过,塑料、橡胶啥的都离不开它。
乙烷呢,可能有点陌生,不过它主要是天然气的一部分,也可以用来做石油化学品的原料。
咱们要做的事,就是把这两种东西从混合物里分离开来,好让它们各自发挥更大的作用。
精馏塔嘛,顾名思义,它就是通过加热让混合物变成蒸汽,再通过冷却让蒸汽变成液体,从而达到分离的目的。
简单来说,就是让热气腾腾的液体穿过这根“塔”,然后分离成不同的成分。
听起来像魔法对吧?其实它的原理不复杂,热气往上升,冷凝液往下走,最终就能把两者分开。
不过说起来容易,做起来可不简单啊,搞得好,能分离得清清楚楚;搞得不好,糟蹋了原料,浪费了能源,得不偿失。
说到精馏塔的设计,这可真是门大学问。
你得先搞清楚你需要分离的物质的特性,比如它们的沸点差、溶解度啥的。
这些就像做菜的时候,你得知道食材的特性才能调好味道。
不然,沸点差得不够大,塔里面的液体蒸气就没法有效分离,效果打折扣。
所以啊,设计精馏塔的时候,要仔细考虑每个细节,真的是一门“技术活”。
然后呢,这个塔的高度和直径,得根据需要分离的物质和流量来定。
比如说,如果乙烯和乙烷的量很大,那塔就得足够高,给它们更多的“分离时间”。
但如果塔太高,又不一定是好事,成本、能源消耗啥的都会增加。
就像做一个高楼大厦,不能为了高就无限制加层,得考虑到实际需求。
再说了,精馏塔的内部结构也很关键。
你看啊,塔里有好多层,每一层就像一个小“台阶”,每个台阶上都能让气体和液体更好地接触,促进分离。
这个东西呢,叫做“填料”或者“托盘”,好像你做建筑的时候用的砖块和木板一样,搭得好才能确保塔的分离效率高。
关于乙烯精馏塔管道设计的探讨
关于乙烯精馏塔管道设计的探讨:乙烯精馏塔及管道的布置设计体现了冷设备冷管道设计的特殊性,文中结合具体实例给出了设计过程中的考虑要素,希望给后来者提供参考和借鉴。
标签:乙烯精馏塔;裙座高度;低温管道;支吊架引言:在DMTO 装置的烯烃分离单元中,乙烯精馏塔作为得到合格的产品乙烯的关键设备之一,合理的设备及管道设计,是实现连续安全生产的关键。
笔者通过多年的工作经验,结合某一DMTO 装置中乙烯精馏塔的管道设计,介绍了乙烯精馏塔裙座高度的计算及相关影响因素,阐述了低温管道设计要点,并对敷塔管线支吊架设计和平台梯子的设置要点进行了探讨。
一、设备参数乙烯精馏塔的直径3 200 mm,切线高68 100 mm,是装置中较高的塔器之一。
采用129 层浮阀双溢流塔板,通过塔顶回流和塔底重沸器及侧线重沸器的返回,实现连续精馏。
整个塔的操作温度均为低温,塔的设计需按冷设备进行。
塔的隔热类别为保冷,并要求进行热处理。
二、设备裙座高度的确定根据塔底重沸器的热虹吸并考虑一定的沿程阻力损失,计算塔的裙座高度。
塔和重沸器位于同一标高的地面,实际应用中,计算中的裙座高度需考虑一定的裕量,并结合工艺流程给出的距地面的最小高度要求(8 000 mm),以及管廊侧梁标高和与构架的联合平台的设置情况综合考虑后确定。
三、低温管道设计要点塔上的主要工艺管道为保冷管道,管道设计应满足低温管道的设计要求,主要考虑材料的低温脆性和保冷结构的设计以及保冷需求产生的一系列设计要求。
1、管道材质塔上的主要工艺管道操作温度为- 11. 5 ~- 35. 2 ℃,设计温度- 45 ℃。
通常对于国标材料设计温度低于或等于- 20 ℃的管道,对于美标材料设计温度低于- 29 ℃的管道,都称为低温管道,其管线的设计、制造、施工、检验和验收均按低温管道的要求来执行。
低温管道的材料选用应经济合理,满足设计温度下的低温冲击韧性、防止管线的脆裂和脆断。
通常对于- 46 ℃级的低温碳钢管,主要选用ASTM 标准的无缝钢管A333Gr. 6。
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计第一章文献综述1.1设计概述本设计是对年产10万吨乙烯装置裂解分离工段的设计。
该设计是以****石油公司乙烯裂解装置为依据,同时做了部分改动。
本设计以石脑油为原料,管式炉裂解的方法生产乙烯。
主要对脱乙烷塔进行了物料衡算和热量衡算,并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。
本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉,脱乙烷塔采用的是筛板塔。
整个设计工作持续了近4个月,在指导老师的帮助下,我们去****乙烯厂进行了毕业实习,参观了实际生产设备,在工厂老师的细心讲解下,对生产流程有了较深刻的了解。
回来后查阅了大量的文献资料和相关书籍,对理论知识有了更深的认识,并应用到毕业设计当中,顺利的完成了设计。
1.2乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格1.2.1聚合物乙烯本装置生产的乙烯产品送往下述装置:聚乙烯装置、环氧乙烷装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置。
性质:常温常压下为无色可燃性气体,略具烃类特有的臭味,冰点—169.4℃沸点—103.8℃、比重:气体(空气=1)0.9852、粘度0.000093Cp,在空气中的爆炸极限:上限为16~29%(体积分数),下限为3~3.5%(体积分数)。
规格乙烯99.9 wt%最小氢气 1 ppm wt 最大乙炔 5 ppm wt 最大一氧化碳 5 ppm wt 最大二氧化碳 5 ppm wt 最大氧 1 ppm wt 最大硫(按H2S) 1 ppm wt 最大甲烷500 ppm wt 最大饱和烃总量1000 ppm wt 最大烯烃50 ppm wt 最大甲醇10 ppm wt 最大大气压下露点—60℃用途:乙烯为石油化工基本原料之一,乙烯可以制备多种有机原料,如乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等,也可以作为合成材料的单体,如聚乙烯等。
1.2.2聚合级丙烯装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置,部分产品送往对二甲苯装置,作为冷剂。
乙烯—乙烷精馏塔的设计方案
乙烯—乙烷精馏塔的设计方案引言:乙烯和乙烷是工业中常见的烃类化合物,它们具有不同的物理和化学性质,因此在工业上常需要对乙烯-乙烷混合物进行分离和纯化。
乙烯-乙烷精馏塔是一种常用的分离设备,本文将对其设计方案进行详细介绍。
一、设计要求:1.实现乙烯和乙烷的高效分离和纯化。
2.提高塔的操作灵活性和适应性,能够处理不同乙烯-乙烷混合物的工况。
3.提高产量、降低能耗和提高产品质量。
二、设计流程:1.塔的结构设计:乙烯-乙烷精馏塔一般采用塔板或填料两种结构,根据具体的生产工艺和经济效益进行选择。
2.塔内部组件设计:包括塔板、填料、液体收集器、气体分配器等组件的设计。
根据实际工艺要求和操作条件选择合适的组件类型和布置方式,以实现高效的气液传质和分离。
3.冷凝器设计:冷凝器用于冷凝乙烯和乙烷,将其转化为液体。
冷凝器的设计要考虑冷却介质的选择、冷凝器的尺寸和传热效果,以及冷凝液的回收和处理方式等。
4.除气系统设计:除气系统用于去除塔中的非可溶气体,以保证塔的正常运行。
除气系统的设计要考虑气体排放标准、操作灵活性以及能耗等因素。
5.控制系统设计:乙烯-乙烷精馏塔的控制系统包括温度、压力、流量和液位等参数的监测和控制。
合理设计控制系统可以提高塔的稳定性和操作性能。
三、设计计算:1.传热计算:根据输送介质的性质和其他工艺参数,计算冷凝器的传热面积和冷却介质的需求量。
2.塔板或填料的选择和计算:根据实际工艺要求和流体性质,选择合适的塔板或填料,并进行塔板和填料的数量和尺寸的计算。
3.塔内压降计算:根据塔板或填料的压降特性和流体的物理性质,计算塔内的压降,以确定塔的风阻和操作条件。
四、设计经济考虑:1.成本评估:考虑到设备采购、安装和维护等各方面的费用,进行整体的设备成本评估。
2.能耗分析:通过对设备的设计和操作参数的综合考虑,评估设备的能耗情况,并提出降低能耗的措施。
3.收益评估:根据分离纯化后的乙烯和乙烷的价格和市场需求,进行产量和销售收益的预估。
乙烯-乙烷精馏装置设计化工原理课程设计
乙烯-乙烷精馆装置设计化工原理课程设计大莲班二大学Dalian University Of Technology 祀工澡理篠程祓针桃磚吊就名:_________________4 _______________r ________________« 4-^0/ ____________轴侧: 20111711前言本设计说明书包括概述、流程简介、精馅塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。
说明中对精馅塔和再沸器的设计计算做了详细的阐述,对于辅助设备和管路的设计也做了简单的说明。
鉴于设计者经验有限,本设计中还存在许多的错误,希望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅!1目录第一章概述 (4)第二章方案流程简介 (6)第三章精馅塔工艺设计 (8)一、设计条件 (8)二、物料衡算及热量衡算 (9)1、物料衡算 (9)2、回流比计算 (9)3、全塔物料衡算 (10)4、逐板计算塔板数 (11)第四章精他塔工艺设计 (14)1•物性数据 (14)2.初估塔径 (14)3•塔高的估算 (15)4.溢流装置的设计 (16)5.塔板布置和其余结构尺寸的选取 (17)6.塔板流动性能校核 (18)7.负荷性能图 (20)第五章再沸器的设计 (23)一、设计任务与设计条件 (23)二、估算设备尺寸 (24)三、传热系数的校核 (25)四、循环流量校核 (28)第五章辅助设备设计 (32)一、管路设计 (32)二、辅助容器的设计 (35)三、泵的设计 (37)四、传热设备 (41)第七章控制方案 (43)附录1过程工艺与设备课程设计任务书 (44)2附录2精憎塔及再沸器计算结果汇总 (49)3化工原理课程设计附录3主要符号说明 (52)附录4参考文献 (54)4第一章概述精馆是分离过程中的重要单元操作之一,所用设备主要包括精塔及再沸器和冷凝器。
1.精馅塔精馆塔是该工艺过程的核心设备,精憎塔按传质元件区别可分为两大类,即板式精馅塔和填料精憎塔。
乙烯——乙烷精馏塔设计
乙烯——乙烷精馏塔设计过程工艺与设备课程设计乙烯——乙烷精馏塔设计设计日期: 2014年6月25日班级:化高1102班姓名:黄磊指导老师:贺高红前言………………………………………………………………第一章任务书……………………………………………………第二章精馏过程工艺及设备概述………………………………第三章精馏塔工艺设计…………………………………………第四章再沸器的设计……………………………………………第五章辅助设备的设计…………………………………………第六章管路设计…………………………………………………第七章控制方案…………………………………………………附录主要符号说明……………………………………………参考资料……………………………………………………………精馏工艺的设计能够极大地体现学生对知识的应用能力,而设计说明书即是这种能力的结晶。
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。
说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述,对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于设计者经验有限,本设计中还存在一些错误,希望各位老师给予指正感谢老师的指导和参阅!第一章、任务书处理量:210 koml/h产品质量:(以乙烯摩尔质量计)进料 65% ,塔顶产品 99% ,塔底产品≤1% ,总板效率 0.6。
********************************************************** 设计条件1.工艺条件:饱和液体进料,进料乙烯含量f x=65%(摩尔分数,下同)x=99%塔顶乙烯含量Dx≤1%,总板效率为0.6釜液乙烯含量W2.操作条件塔顶压力2.5MPa(表压)加热剂及加热方式:加热剂:水蒸汽;加热方式:间壁换热冷却剂:液氨回流比系数:R/Rmin=1.3塔板形式:浮阀处理量:210 kmol/h,安装地点:大连塔板位置:塔底第二章、精馏过程工艺及设备概述精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。
乙烯乙烷-精馏塔设计格式
课程设计(乙烯-乙烷精馏塔及辅助设备设计)班级:姓名:学号:指导老师:设计日期:成绩:目录前言 (x)第一章精馏过程工艺及设备概述 (x)第二章精馏塔工艺设计 (x)第三章再沸器的设计 (x)第四章辅助设备及管路的设计 (x)第五章控制方案 (x)附录一主要符号说明 (x)附录二参考文献 (x)前言本设计说明书包括概述、精馏塔、再沸器、辅助设备及管路设计及控制方案共5章内容。
说明书中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述,对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于本人经验有限,设计中难免存在错误和不妥之处,希望老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅!第一章、精馏过程工艺及设备概述精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气、液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分挥发度不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。
该过程是同时传热、传质的过程。
为实现精馏过程,必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。
1.精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏,使混合气、液两相经过多次混合接触和分离,并进行质量和热量的传递,是混合物中的组分达到高程度的分离,进而得到高纯度的产品。
其流程如下:原料(乙烯和乙烷混和液体)经过料管由精馏塔的某一位置(进料板处)流入精馏塔内,开始精馏操作,塔底设再沸器加热釜液中的液体,产生蒸汽通过塔板的筛孔上升,与沿降液管下降并横向流过塔板的液体在各级筛板上错流接触并进行传热及传质,釜液定期作为塔底产品输出;塔顶设冷凝器使上升的蒸汽部分冷凝回流,其余作为塔顶产品输出精馏塔。
2.工艺流程(1)精馏装置必须在实弹的位置设置一定数量不同容积的原料储罐,泵和各种换热器,以暂时储存,运输和预热(或冷却)所用原料,从而保证精馏装置能连续稳定的运行。
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乙烯——乙烷精馏塔设计过程工艺与设备课程设计乙烯——乙烷精馏塔设计设计日期:2014年6月25日班级:化高1102班*名:**指导老师:***前言………………………………………………………………第一章任务书……………………………………………………第二章精馏过程工艺及设备概述………………………………第三章精馏塔工艺设计…………………………………………第四章再沸器的设计……………………………………………第五章辅助设备的设计…………………………………………第六章管路设计…………………………………………………第七章控制方案…………………………………………………附录主要符号说明……………………………………………参考资料……………………………………………………………精馏工艺的设计能够极大地体现学生对知识的应用能力,而设计说明书即是这种能力的结晶。
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。
说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述,对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于设计者经验有限,本设计中还存在一些错误,希望各位老师给予指正感谢老师的指导和参阅!(2)必要的检测手段为了随时了解操作情况及各设备的运行状况,及时地发现操作中存在问题并采取相应的措施予以解决,需在流程中的适当位置设置必要的测量仪表,以及时获取压力,温度等各项参数,从而间接了解运行情况。
另外。
常在特定地方设置人孔和手孔,以便定期检修各设备及检查装置的运行情况。
(3)调节装置由于实际生产过程中各种状态参数都不是定值,都会或多或少随着时间有所波动,应在适当位置设置一定数量的阀门进行调节,以保证达到生产要求,有时还可以根据需求设置双调节,即自动调节和手动调节两种调节方式并可以根据需要随时进行切换。
2.3、设备简介及选用所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
1)、精馏塔精馏塔是一圆形筒体,塔内装有多层塔板或填料,塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时,液相被加热,液相中易挥发组分向气相中转移;气相被部分冷凝,气相中难挥发组分向液相中转移,从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中,只有一股进料,进料位置将塔分为精馏段和提馏段,而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔内,气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加,塔顶最低,塔底最高。
本设计为浮阀塔,浮阀的突出优点是操作弹性大,阻力相对来说较小,生产能力大,塔板效率高。
缺点则是浮阀使用久后,由于频繁活动而易脱落或卡住,操作失常。
浮阀塔已经在工业上得到广泛的应用。
2).再沸器作用:用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔,使塔内气液两相间接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器,它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化,由在壳程内的载热体供热。
立式热虹吸特点:循环推动力:釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
壳程不能机械清洗,不适宜高粘度、或脏的传热介质。
塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
3).冷凝器(设计略)用以将塔顶蒸气冷凝成液体,部分冷凝液作塔顶产品,其余作回流液返回塔顶,使塔内气液两相间的接触传质得以进行,最常用的冷凝器是管壳式换热器。
精馏塔选用浮阀塔,配合使用立式虹热吸式再沸器。
第三章精馏塔工艺设计3.1、精馏过程工艺流程3.1.1.分离序列的选择对于双组分精馏或仅采用单塔对多组分混合物进行初分的流程较为简单。
如果将三个或三个以上组分的混合物完全分离,其流程是多方案的。
如何选择分离序列通常有经验规则,如有序直观推断法来指导选择。
(详见有关参考书)。
3.1.2.能量的利用精馏过程是热能驱动的过程,过程的能耗在整个生产耗能中占有相当大的比重,而产品的单位能耗是考核产品的重要指标,直接影响产品的竞争能力及企业的生存,故合理、有效地利用能量,降低精馏过程或生产系统能耗量是十分必要的。
1) 精馏操作参数的优化在保证分离要求和生产能力的条件下,通过优化操作参数,以减小回流比,降低能耗。
2) 精馏系统的能量集成着眼于整个系统的有效能的利用情况,尽量减少有效能浪费,按照一定的规则(如夹点技术理论),实现能量的匹配和集成。
3) 辅助设备(略)4) 系统控制方案(略)3.2、精馏过程工艺计算3.2.1.理论板个数的计算精馏塔的分离计算是精馏装置过程设计的关键。
通过分离计算确定给定原料达到规定分离要求所需理论级数、进料位置、再沸器及冷凝器的热流量;确定塔顶、塔底以及侧线采出产品的流量、组成、温度及压力;确定精馏塔内温度、压力、组成及气相、液相流量的分布。
在实际工程设计中,通过建立严格的物料衡算方程(M )、气液相平衡方程(E )、组分归一方程(S )以及热量衡算方程(H ),即描述复杂精馏塔的基本方程(MESH )。
基本方程中热力学性质及由热力学性质决定的关系,如热焓及相平衡关系,由热力学方程进行推算。
根据不同物系选择不同的方法对基本方程进行求解。
1. 处理能力及产品质量(物料衡算及热量衡算)物料衡算(1)全塔nF nD nW q q q =+nF F nD nD nW nWq z q x q x =+ 代入nF q =210kmol/h,nD x =0.99,nW x =0.01,解得:nD q =137.15kmol/h ,nW q =72.85kmol/h(2)精馏段'nV nV q q =nV nD nL q q q =+(3) 提馏段 'nL nL nF q q qq =+'nV nV q q =热量衡算冷凝器冷却剂的质量流量 cc V 21Q G =C (t -t )冷凝器热流量c V Q =Vr再沸器加热蒸汽的质量流量 rr RQ G =r 再沸器热流量 r V q =V r '2. 塔板计算(1).塔顶露点及相对挥发度假设塔顶温度T=258.15K ,由P-T-K 图查得 1.05A K =,0.73B K =,故A x =0.99/1.05=0.943,(1)/B D B x x K =-=0.01/0.73=0.0137。
显然,A x +B x =0.9567<1。
重新假设T=256.15K,同理由。
P-T-K 图查得1.00A K =,0.70B K =,故有0.99A x =,0.014B x =,B x +A x =1.004≈1。
因而假设成立,即T 顶=256.15K ,塔顶相对挥发度α顶=A K /B K =1.00/0.70=1.43。
(2).塔底泡点及相对挥发度查相关数据,可取混合液体中乙烷密度为420kg/3m ,乙烯密度为386kg/3m ,则有混合液体密度为[(1)]/[/(1)/]F A F B F A A F B B z M z M z M z M ρρρ=+-+-即ρ=[0.65*28+0.35*30]/[0.65*28/386+0.35*30/420]=407kg/2m 。
又有: *P f L P P N h g ρ=+顶底 假设P N =76,则P 底=2600+75*0.1*407*9.81=2633kPa,同上根据P-T-K图有A K =1.46,B K =1.0,α底=1.46,T 底=277.15K 。
(3).塔板数计算由上有α=α=(α顶+α底)/2=1.45,即有:平衡线方程 /[1(1]y x x αα=+-)=1.45/(10.45)x x + q 线方程 x =0.65 两线交点为E(0.65,0.73),又有min R =()/()D E E E x y y x --,即min R =(0.99-0.73)/(0.73-0.65)=3.29,即有R =1.3min R =4.28.故有:精馏段操作线方程 10.810.188n n y x +=+ 提馏段操作线方程 1 1.100.001m m y x +=- 由逐板计算法可得板数yn xn 1 0.99 0.985565 2 0.986308 0.980268 3 0.982017 0.974568 4 0.9774 0.96756 5 0.971724 0.959515 6 0.965207 0.950328 7 0.957766 0.939902 8 0.949321 0.928154 9 0.939804 0.915018 10 0.929165 0.900462 11 0.917374 0.884488 12 0.904435 0.867144 13 0.890387 0.848532 14 0.875311 0.828806 15 0.859333 0.808176 16 0.842622 0.786894 17 0.825385 0.765253 18 0.807855 0.743563 19 0.790286 0.722137 20 0.772931 0.701274 21 0.756032 0.681241 22 0.739805 0.662263 230.7244330.6445124 0.707961 0.625729 25 0.687302 0.60252 26 0.661771 0.574353 27 0.630789 0.540918 28 0.59401 0.502251 29 0.551476 0.458861 30 0.503747 0.411789 31 0.451968 0.362556 32 0.397812 0.312995 33 0.343294 0.264986 34 0.290485 0.220184 35 0.241203 0.179806 36 0.196787 0.144542 37 0.157997 0.114582 38 0.12504 0.089716 39 0.097687 0.069477 40 0.075425 0.053264 41 0.05759 0.04044 42 0.043484 0.030399 43 0.032439 0.022599 44 0.023859 0.016577 45 0.017235 0.01195 46 0.012145 0.008408T N =46, P N =(T N -1)/T E =45/0.6=75,与前面假设的P N =76相差不大,故假设正确。
3.摩尔流量nL q =R *nD q =587.00kmol/hnV q =nL nD q q +=724.15 kmol/h nL q '= nL q q ++nL q nF q q +=797.00 kmol/h nVq '=nV q =724.15 kmol/h 4. 确定实际塔板数理论板数:46(含釜); 进料位置:从上至下第23块; 实际板数:45/0.6=75; 实际进料位置:从上至下第39块。