乙烯乙烷塔顶精馏塔
乙烯精馏塔自动控制系统简介
乙烯精馏塔自动控制系统简介精馏过程的实质,就是利用混合物中各组份具有不同的挥发度,即在同一温度下各组份的蒸汽压不同这一性质,使液相中的轻组份转移到汽相中,而汽相中的重组份转移到液相中,从而实现分离的目的。
乙烯精馏塔是乙烯装置分离系统的关键设备。
他的控制方案是否合理,先进,将直接影响乙烯产品的产量与质量。
因此,了解精馏塔的自动控制情况很有必要。
标签:乙烯精馏塔;自动控制系统乙烯精馏塔的主要作用是生产合格的乙烯产品,重要参数是侧线乙烯产品中乙烷含量,侧线液体乙烯产品合并直接送至储罐FB-401A-F,从储罐可分别送至高压乙烯产品系统和低压乙烯产品系统。
装置二期改造后,用并联的两台乙烯精馏塔EN-DA-402和ES-DA-2402进行乙烯精馏。
1 精镏塔的控制目的①质量指标:对于一个二元精镏塔,其质量指标是,在保证塔顶产品和侧线采出符合规定的纯度的同时,塔底应尽量少带塔顶轻组分,以减少损失;②物料平衡:塔顶馏出物+釜液采出量=进料量。
而且这两个采出量变化应比较平稳,以保证上下工序的平稳操作。
此外,塔内压力恒定与否对塔的物料平衡有很大影响;③热平衡:进入精馏塔各物料带进去的热量和离开系统带走的热量相等;④约束条件:为了使塔正常操作,必须满足一些约束条件,例如塔的操作压力必须稳定,否则将破坏物料平衡,为了系统的安全稳定运行,必须设置一些诸如联锁、超弛等保护系统。
2 精馏塔的压力控制系统每个精馏塔的操作均是在压力维持恒定的前提下进行的。
压力如果不恒定,会影响每块塔板上气液平衡条件和塔的物料平衡,会使塔的正常操作受到破坏,从而引起产品质量的恶化。
对于乙烯精馏塔来说,其塔压控制过程为:一般情况下,乙烯精馏塔的压力由压力控制器(PRCA-421),通过调整塔顶冷凝器EN-EA-405的丙烯冷剂流量,以改变气相冷凝速度来使塔压恒定;同时又和LC501组成高液位超弛控制系统,保证冷凝器液位不致过高,从而保证压缩单元的稳定操作。
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。
乙烯精馏塔冻塔原因分析和预防措施
1 . 89 87 0 4 . 25 2 . 88
68 . 0 4. 27 3 . 02
61 . O 4 . 26 3 . 19
53 . O 4 . 18 3 . 53
3 . 21 17 25 4 . 05 2 . 96
塔 釜再沸器物料 出口温度T 一 3 ℃ ) I 6 0(
展 的途径 。
年4 2 日, 乙烯 塔 出现 侧 线 采 出 的聚合 级 乙烯 产 月 8 品 乙烷 含 量 多 次 超 标 ,影 响 了后 续 装 置 的 正 常 生
产。
2乙烯 精 馏 塔 异 常 现 象 分 析 及 处 理
21 常现 象及 分析 .异
1装 置 概 况 神 华 包 头 煤 化 工 分 公 司 烯 烃 中 心烯 烃 分 离 装 置采 用 美 国A B—UMMUS 利技 术 ,每 年 生产 3 B L 专 0 万 吨 乙烯 产 品和 3 万 吨 丙烯 产 品 ,加 工 处 理 来 自 0
表l 4 8 月2 日乙烯精馏塔主 要工艺参数变化数据表
时 间 l :0 3 3 1 :5 3 3 1 :0 34 1 :2 4 3 1 :4 74
塔 釜 液 位 L 一 0 () C 6 5% 塔 釜 乙烷 排 放 流 量 F 6 5 ( g h C 1 k/ ) 塔 上 部 压 差 P I6 3 k a D 一 1A(P ) 塔 下 部 压 差 P I6 3 (P ) D - 1 B k a
2 — — 9 0l 4 2 1
2 l— — 0 15 1 2 1- - O 5 1 1 2 - - 01 5 2 1 2 153 01 - - 2 1- - O 5 4 1
表1 4 2 为 月 8日 乙烯 精 馏 塔 的 状 态 变 化 数 据 表 。此 时 ,产 品气 压 缩机 一 段 吸入 量 为 1 50 0 g 0 0 k/ h ( 置 处 理量 ) ,脱 乙烷 塔 回流 罐 1 0 0 罐顶 装 6 V6 1 气 相 C 组分 物料 的流量 为4 3 0k / 。 0 0 gh
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。
提高乙烯精馏塔塔釜中乙烷合格率7.14
2006.8.23
2006.9.3
2006.9.15
2006.9.25
1.80-1.98
73
1.94 5.18
73
1.92 4.07
73
1.83 2.54
73
1.95 4.98
73
1.85 2.12
73
1.9 3.12 1.90 4.23
12
现状调查
实际
计划
目标确定
实际 计划
原因分析
实际 计划
要因确认
实际 计划
制定措施
实际 计划
对策实施
实际
计划
检查效果 实际 计划 巩固措施 实际 计划 总结打算 实际
五 选题理由
公司要 求
2008.1月小组成员靳霞对2007 年乙烯精馏塔塔釜中乙烷合格率 进行了统计,统计结果如下 95% 装置现状
塔塔釜中乙烷合格率进行了统计,统计结果如下:(表一)
1 95
92.71
月份 指标 ( %) 合格率 ( %)
2 95
70.89
3 95
84.74
4 95
77.35
5 95
83.68
6 95
76.92
7 95
83.11
8 95
86.77
9 95
86.02
10 95
68.22
11 95
79.57
12 95
100%-79.88%=20.12% 20.12%×95.10%×80%=15.31% 79.88%+15.31%=95.19% > 95%
关于乙烯精馏塔冻堵问题的研究与认识
关于乙烯精馏塔冻堵问题的研究与认识摘要:在乙烯的生产制造中,乙烯精馏塔操作好坏会直接影响乙烯产品的质量和生产效率,对下游装置的稳定性会造成一定影响。
本文结合某厂乙烯精馏塔压差上涨问题,分析如何发现乙烯精馏塔冻堵事故,以及总结处理冻堵问题的方法,帮助乙烯生产企业分析和总结精馏塔冻堵的管理经验,及时对乙烯精馏塔冻堵问题进行处理。
关键词:乙烯精馏塔;冻堵;发现;处理引言:乙烯精馏塔可以将乙烯分离,是乙烯生产中不可或缺的设备,该设备的安全管理也是乙烯安全生产的关键。
在实际生产中,由于温度比较低,可能会出现冻堵,从而导致精馏塔内部的温度上升,将会严重影响乙烯的生产质量,还不利于乙烯生产工作的安全。
目前造成乙烯精馏塔冻堵的原因较多,必须充分了解精馏塔的构造和生产模式,针对冻堵原因开展分析控制工作,并采取有效的解决措施。
1某厂乙烯精馏塔概况某厂年产乙烯80万吨,是乙烯生产的关键企业。
在生产中,出现冻堵后会影响乙烯精馏塔内部原料的流动,导致内部压力升高,并且会对乙烯的质量产生严重影响。
一旦乙烯精馏塔出现压力波动,灵敏板的温度会突然上升,塔釜的液面会同时下降,导致塔釜内液面不能保持稳定,使得不能保证乙烯塔的分离操作,对产品的质量造成影响,而且会影响生产导致乙烯的产量降低[1]。
塔釜外送有比较的波动,导致乙烷裂炉的进料稳定性降低,如果不能及时调整,会产生很大的危险问题,最终会导致停工。
为了保证生产状态,暂时采取了降低灵敏板温度2-3℃的措施来避免状况进一步恶化。
根据对现场情况的分析核算,在出现冻堵情况后,循环乙烷开始减少,乙烯含量增加,最终导致泛液情况出现,虽然控制乙烷裂解炉温度降低3℃,但是压力上涨问题还在进一步恶化[2]。
2针对乙烯精馏塔压差上涨的处置措施通过对系统水冷器、干燥器等可能出现问题的位置进行排查,确定导致压差增大的原因。
排查措施包括:缩短气相干燥器的再生周期,从36小时缩短到24小时,然后根据再生时间逐渐延长恒温时间,将恒温时间逐渐延长到5小时;通过排查分子筛加热器,查看其是否出现了漏液;然后对干燥器后的所有循环水换热器进行检查,查看其是否存在内漏问题;将第二干燥器的旁路手阀关闭,在旁路电动阀和手阀倒淋位置配制到裂解气压缩机的新管线;第二干燥器的再生周期从30天缩短为15天,并将恒温时间延长到4小时[3]。
Aspen精馏塔
Aspen精馏塔
例:设计一个脱乙烷精馏塔,进料流量为100kmol/hr ,进料摩尔分数:氢气0.00014、甲烷0.0016、乙烯0.75746、丙烯0.00075、乙烷0.24003.进料压力18atm ,泡点进料,要求乙烯在塔顶的回收率达到0.95,并且塔顶的流出物中乙烯的纯度达到0.99,塔顶设一全凝器,操作压力为17.8atm ,塔釜有再沸器,操作压力为18.2atm ,回流比取3,热力学模型选reng-robinson 方程试用简捷法确定精馏塔的理论塔板数、进料位置以及产品流股的组成。
提示:乙烷回收率计算如下
塔顶乙烯量=100x0.75746x0.95=71.9587kmol
塔顶氢气量=100x0.00014=0.014kmol (全部回收)
塔顶甲烷量=100x0.00162=0.162kmol (全部回收)
塔顶丙烯量=0
乙烯浓度:
x 9587.71162.0014.09587
.7199.0乙烷量塔顶乙烯量+++=
X=0.550855kmol
乙烷回收率=0.022949
点击next键,进入二元交互参数界面,此处不需改动:
点击next键,输入进料物流信息(泡点进料即气相分率为0):
点击next键,输入精馏塔信息:
点击next键,开始运行模拟:
查看物流结果:
查看精馏塔结果:。
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*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。
乙烯乙烷精馏加工流程
乙烯乙烷精馏加工流程
乙烯乙烷精馏加工流程
概述
乙烯乙烷精馏加工是一种常见的化工工艺,用于从混合气体中分离出乙烯和乙烷。
本文将详细介绍该工艺的各个流程和步骤。
原料准备
•乙烯乙烷混合气体
•压缩空气
1. 空气压缩
1.将压缩空气送入压缩机。
2.通过压缩机的工作,使空气达到一定的压力。
3.输出压缩空气。
2. 冷凝压缩空气
1.将压缩空气通过冷凝器冷却下来。
2.冷却后的空气会变成液态。
3.将冷凝液收集起来并储存。
3. 混合气体分离
1.将乙烯乙烷混合气体输入进一精馏塔。
2.加热混合气体使之沸腾,并产生两相液体。
3.在精馏塔中,乙烯和乙烷两个组分会因为不同的沸点而分离。
–乙烷的沸点较低,会向上升至塔顶,形成顶产品。
–乙烯的沸点较高,会下降至塔底,形成底产品。
4.收集顶产品(乙烷)和底产品(乙烯)分别用于后续工艺。
4. 底产品提纯
1.将底产品(乙烯)送入提纯器中。
2.在提纯器中,通过蒸馏的方式进一步分离杂质。
3.通过不同沸点的杂质,将其分离至不同的层中去除。
4.输出纯净乙烯。
5. 顶产品处理
1.将顶产品(乙烷)送入处理设备。
2.根据不同需要,可进行脱水、脱杂等操作。
3.输出处理后的乙烷。
总结
乙烯乙烷精馏加工流程经过空气压缩、冷凝压缩空气、混合气体分离、底产品提纯和顶产品处理等多个环节,成功将混合气体分离成高纯度的乙烯和乙烷。
这一工艺在化工领域有着广泛的应用,为各行各业的生产提供了重要的原材料。
烯烃精馏系统操作与控制—作业脱乙烷
ONTENTS
目 录
1 控制目的 2 相关参数 3 控制方式
01 控制目的
稳定压力,保证各组分在此压力下的相对挥发度和 分离效果。
02 相关参数
1
相关
2
参数
3
4
塔顶冷凝器的冷剂温度 进料负荷的大小 进料温度高低
进料中轻组分含量
03
控制方式
联系压缩岗位保证冷剂温度。
控制 方式
脱乙烷塔(160T601)将脱甲烷塔塔底来的物料分馏成两股物流。 分别是塔顶的混合C2物流和塔底的混合C3产品。要求塔釜产品中 C2’S组分含量少于133ppm(mole),塔顶产品中C3’S组分 含量少于131 ppm(mole)。
03 脱 乙 烷 工 艺 流 程 描 述
工艺 流程
脱甲烷塔一股釜料经干燥器进料1#激冷器( 1 160E405)加热后,进入到脱乙烷塔第34层
02 相关参数
1
相关
参数
2
3
再沸量大小 冷剂温度高低 进料温度高低
03
控制方式
控制 方式
1 由160LC601与160FC603组成串级调节 2 由160TC603与160FC602组成串级调节 3 保证液位、灵敏板温度和塔釜温度。
正常调节
异常情况处理
脱乙烷塔塔底的混合C3产品一部分进入到再 5 沸器返回到脱乙烷塔作为回流。
6 脱乙烷塔塔底的混合C3产品一部分进入到2# 丙烯精馏塔(160T604)。
脱乙烷塔塔釜 液位控制
ONTENTS
目 录
1 控制目的 2 相关参数 3 控制方式
01 控制目的
保证正常液位,防止空塔或满塔,造成塔底轻组分过多 或塔顶C3含量多,同时保证进入160-R-601的量稳定。
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。
乙烯乙烷精馏加工流程(一)
乙烯乙烷精馏加工流程(一)乙烯乙烷精馏加工简介•乙烯乙烷精馏加工是一种常用的工业生产过程,用于从乙烯乙烷混合物中分离纯乙烯和乙烯乙烷的技术。
加工流程1.原料准备–原料是乙烯和乙烷的混合物,需通过化工方法生产得到。
–原料必须经过严格的质量检测和处理,确保符合加工要求。
2.进料系统–原料混合物通过管道系统进入精馏塔。
–进料系统要保持良好的密封性,防止泄漏和损失。
3.加热和蒸汽发生器–原料混合物进入加热器,在高温条件下加热,使其部分蒸发。
–加热过程需要控制好温度和压力,以确保最佳的蒸馏效果。
4.精馏塔–加热后的原料混合物进入精馏塔,内部设有多个塔板。
–在精馏塔内,纯乙烯和乙烯乙烷会在不同的温度下分离出来。
–通过控制塔板的液位和温度,可以使得纯乙烯和乙烯乙烷分别从顶部和底部抽出。
5.分离收集–精馏过程中,纯乙烯和乙烯乙烷分别被收集起来。
–收集后的产品需要经过进一步的处理和检测,确保质量达到标准。
精馏技术要点•理论上,乙烯和乙烷的沸点接近,通过传统的精馏方法很难实现完全分离。
•在乙烯乙烷精馏加工中,常采用原位生成活性组分的方法,如采用添加分解剂的方式来提高分离效果。
•通过控制分解剂的加入量和温度,可以增强分离效果,提高产品纯度。
使用注意事项•加工过程中需保持工艺参数稳定,防止温度和压力波动对产品质量产生影响。
•加热器和精馏塔等设备需要经常维护和清洗,以保证正常的操作和生产效率。
•安全是加工过程中的重要因素,需要严格遵守相关的操作规程和安全操作规定。
乙烯乙烷精馏加工是一项复杂的工艺,需要高度的专业知识和经验。
通过合理的操作和控制,可以获得高纯度的乙烯和乙烯乙烷产品,广泛应用于化工领域。
乙烯乙烷精馏加工简介•乙烯乙烷精馏加工是一种常用的工业生产过程,用于从乙烯乙烷混合物中分离纯乙烯和乙烯乙烷的技术。
加工流程1.原料准备–原料是乙烯和乙烷的混合物,需通过化工方法生产得到。
–原料必须经过严格的质量检测和处理,确保符合加工要求。
乙烯乙烷-浮阀-塔顶-210-r=17
乙烯-乙烷精馏装置设计报告书编制人员:郭义发班级:应化0409学号: 7指导老师:王瑶时间: 2007年8月前言本课程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七章。
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说明。
鉴于设计者经验有限,本设计中还存在许多错误,希望各位老师给予指导和支持目录1概述 (1)2 工艺流程方案 (2)3 浮阀塔的工艺设计 (3)设计条件 (3)物料衡算及热量衡算 (3)塔板数的计算 (4)精馏塔工艺设计 (5)溢流型塔板布置及溢流装置设计 (6)浮阀布置和其余结构尺寸的选取 (7)流体力学校核 (8)4 再沸器的设计 (11)5 辅助设备设计 (17)6 管路设计 (21)7 控制方案 (21)8 设备一览表 (22)9 设计评述 (24)10 参考文献 (24)11 主要符号说明 (24)第一章概述精馏是分离分离液体混合物最常用的一种单元操作,所用设备主体核心设备是精馏塔,辅助设备包括再沸器、冷凝器、储罐、预热器及冷却器。
1.精馏塔精馏塔是精馏装置的主体核心设备,气、液两相在塔内多级逆向接触进行传质、传热,实现混合物的分离。
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。
常规或简单精馏塔设有一个进料口,进料位置将塔分为精馏段和提馏段两段,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。
本设计为筛板塔,筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液,易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求,目前应用较为广泛。
2. 再沸器再沸器是精馏装置的重要附属设备,用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔,使塔内气液两相间的接触传质得以进行。
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。
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-精馏塔设计格式资料
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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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
qnF qnD qnW
qnF zF qnD xnD qnW xnW
代入 qnF =210kmol/h, xnD =0.99, xnW =0.01,解得: qnD =137.15kmol/h, qnW =72.85kmol/h
xn 0.985565 0.980268 0.974568 0.96756 0.959515 0.950328 0.939902 0.928154 0.915018 0.900462 0.884488 0.867144 0.848532 0.828806 0.808176 0.786894 0.765253 0.743563 0.722137 0.701274 0.681241 0.662263 0.64451 0.625729 0.60252 0.574353 0.540918
查相关数据,可取混合液体中乙烷密度为 420kg/ m3 ,乙烯密度为 386kg/ m3 , 则 有 混 合 液 体 密 度 为
[zF M A (1 zF )M B ] / [zF M A / A (1 zF )M B / B ]
即 =[0.65*28+0.35*30]/[0.65*28/386+0.35*30/420]=407kg/ m2 。 又 有: P底 P顶 NP * hf L g 假设 NP =76,则 P底 =2600+75*0.1*407*9.81=2633kPa,同上根据 P-T-K 图 有 KA =1.46, KB =1.0,底 =1.46,T底 =277.15K。 (3).塔板数计算
(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
大连理工大学化工原理课程设计
化工 1304 班
过程工艺与设备课程设计 乙烯——乙烷精馏塔设计
设计日期: 2016 年 7 月 7 日
班 级: 化工 1304 班
姓 名:
刘明昊
指导老师:
焉晓明
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目录
化工 1304 班
前言 ………………………………………………………………3 第一章 任务书 ……………………………………………………4 第二章 精馏过程工艺及设备概述 ………………………………4 第三章 精馏塔工艺设计 …………………………………………7 第四章 再沸器的设计 ……………………………………………21 第五章 辅助设备的设计 …………………………………………29 第六章 管路设计 …………………………………………………35 第七章 控制方案 …………………………………………………36 附录 主要符号说明 ……………………………………………39 参考资料……………………………………………………………42
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。其流程如下:原料(丙烯和丙烷混和液 体)经过进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。 2.2、工艺流程
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。
进料乙烯含量 x f =65%(摩尔分数,下同)
塔顶乙烯含量 xD =99% 釜液乙烯含量 xW ≤1%,总板效率为 0.6
2.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:塔顶
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。
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由上有 = =(顶 +底 )/2=1.45,即有: 平衡线方程 y x / [1 ( 1)x] =1.45x / (1 0.45x)
q 线方程
x =0.65
两 线 交 点 为 E(0.65,0.73), 又 有 Rmin = (xD yE ) / ( yE xE ) , 即
(2)精馏段 (3) 提馏段 热量衡算
q
' nV
qnV
qnV qnD qnL
q
' nL
qnL
qqnF
q
' nV
qnV
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冷凝器冷却剂的质量流量
Gc
=
CV
Qc (t2 -
t1
)
冷凝器热流量
Qc = VrV
再沸器加热蒸汽的质量流量
Gr
=
Qr rR
再沸器热流量
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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
Rmin =(0.99-0.73)/(0.73-0.65)=3.29,即有 R =1.3 Rmin =4.28.故有:
精馏段操作线方程 yn1 0.81xn 0.188
提馏段操作线方程 ym1 1.10xm 0.001
由逐板计算法可得
板数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
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。
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
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3.1、精馏过程工艺流程 3.1.1.分离序列的选择
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
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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。
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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,
第二章、 精馏过程工艺及设备概述
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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。 2.1、精馏装置流程
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前言 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!