丙烯-丙烷精馏装置设计

目录

任务书 (1)

第一章精馏概述 (1)

1．1精馏概述 (1)

1．2设计原则 (1)

1．3精馏塔说明 (2)

1．3．1精馏塔主体 (2)

1．3．2 再沸器 (2)

1．3．3 冷凝器 (2)

第二章方案流程简介 (3)

2．1工艺流程 (3)

2．2 系统保障与维护 (4)

2．2．1物料的储存和运输 (4)

2．2．2必要的检测手段 (4)

2．2．3 调节装置 (4)

2．3工艺参数与操作条件 (4)

2．4流程简图 (5)

第三章工艺计算 (6)

3．1工艺计算 (6)

3．1．1物料衡算

3．1．2塔板计算 (6)

3．2计算机计算 (7)

3.3.1物性数据 (9)

3.3精馏塔工艺设计 (9)

3．3．2塔径与塔高估算 (9)

3．3．3塔径初步核算 (11)

3．3．4堰及降液管设计 (11)

3．3．5孔布置 (12)

3．3．6干板压降h d (12)

3．3．7稳定性 (13)

3．3．8塔板压降 (13)

3．3．9降液管内液面高度H d (13)

3．3．10雾沫夹带量e V (14)

3．3．10负荷曲线 (14)

3．3．10．1过量液沫夹带线 (14)

3．3．10．2液相下限线 (15)

3.3.10.3液相上限线 (15)

3．3．10．4严重漏液线 (15)

3.3.10.5浆液管液泛线 (15)

3.4再沸器设计 (16)

3.4.1物性数据 (16)

3.4.1.1壳程凝液在温度（100℃）下的物性数据 (16)

3.4.1.2管程流体在（C o 25.62,2.84bar ）下的物性数据 (17)

3.4.2估算设备尺寸 (17)

3.5.1塔顶冷凝器 (18)

3.5.2泵的设计 (18)

3.5.3管路设计 (20)

3.5.3.1进料管线 (20)

3.5.3.2塔顶蒸汽管 (20)

3.5.3.3塔顶产品管 (21)

3.5.3.4 回流管 (21)

3.5.3.5釜液流出管 (21)

3.5.3.6仪表接管 ....................................................................................21 附录： 参考文献 (22)

第一章精馏概述

1．1精馏概述

蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。蒸馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。

蒸馏过程按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。间歇蒸馏是一种不稳态操作，主要应用于批量生产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化工生产常用的方法。

蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏是一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。平衡蒸馏又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。简单蒸馏和平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。对于较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。特殊精馏是在物系中加入第三组分，改变被分离组分的活度系数，增大组分间的相对挥发度，达到有效分离的目的。特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。

精馏过程按操作压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。一般说来，当总压强增大时，平衡时气相浓度与液相浓度接近，对分离不利，但对在常压下为气态的混合物，可采用加压精馏；沸点高又是热敏性的混合液，可采用减压精馏。

该系统采用连续精馏模式，分离二元体系

1.2设计原则

总的原则是尽可能多地采用先进的技术，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全、低能耗的原则，具体考虑以下几点。

⑴满足工艺和操作的要求：所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。由于工业上原料的浓度、温度经常有变化，因此设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。设置必需的仪表并安装在适宜部位，以便能通过这些仪表来观测和控制生产过程。

⑵满足经济上的要求：要节省热能和电能的消耗，减少设备与基建的费用，如合理利用塔顶和塔底的废热，既可节省蒸汽和冷却介质的消耗，也能节省电的消耗。回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。冷却水的节省也对操作费用

和设备费用有影响，减少冷却水用量，操作费用下降，但所需传热设备面积增加，设备费用增加。因此，设计时应全面考虑，力求总费用尽可能低一些。

⑶保证生产安全生产中应防止物料的泄露，生产和使用易燃物料车间的电器均应为防爆产品。塔体大都安装在室外，为能抵抗大自然的破坏，塔设备应具有一定刚度和强度。

1．3精馏塔说明

1．3．1精馏塔主体（见下图）

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。

1．3．2 再沸器

主要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。此次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。该设备有如下特点：循环推动力为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。

1．3．3 冷凝器