丙烯-丙烯精馏装置设计化工原理课程设计 精品

过程工艺与设备课程设计任务书丙烯---丙烷精馏装置设计

学院（系）：化工与环境生命学部

专业：

学生姓名：

学号：

指导教师：吴雪梅、李祥村

评阅教师：吴雪梅、李祥村

完成日期：2013年7月4日

大连理工大学

Dalian University of Technology

前言

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七章。

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。

由于只有两周的时间做，第二周内，我几乎每天都在熬夜写，只有封面、目录和前言部分为打印、其余部分均为手写，部分数据上可能会有一些错误，如保留位数的不同，计算的错误等。前后的数据由于工程量浩大也许有不一致的地方，属于学生我自己的能力不够，请老师谅解！

感谢老师的指导和参阅！

目录

第一章概述 (1)

第二章方案流程简介 (3)

第三章精馏过程系统分析 (5)

第四章再沸器的设计 (14)

第五章辅助设备的设计 (21)

第六章管路设计 (25)

第七章控制方案 (27)

设计心得及总结 (28)

附录一主要符号说明 (29)

附录二参考文献 (31)

第一章

第二章

第三章

第四章概述

精馏是分离过程中的重要单元操作之一，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，浮阀的突出优点是效率较高取消了结构复杂的上升管和泡罩。当气体负荷较低时，浮阀的开度较小，漏夜量不多；气体负荷较高时，开度较大，阻力又不至于增加较大，所以这种塔板操作弹性较大，阻力比泡罩塔板大为减小，生产能力比其大。缺点是使用久后，由于频繁活动而易脱落或被卡住，

操作失常。所以塔板和浮阀一般采用不锈钢材料。

2．再沸器

作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。

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（设计从略）

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。

第二章方案流程简介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。

流程如下：

原料（丙稀和丙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。

2．工艺流程

1）物料的储存和运输

精馏过程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，从而保证装置能连续稳定的运行。

2）必要的检测手段

为了方便解决操作中的问题，需在流程中的适当位置设置必要的仪表，以及时获取压力、温度等各项参数。

另外，常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期的检测维修。

3）调节装置

由于实际生产中各状态参数都不是定值，应在适当的位置放置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，可设双调节，即自动和手动两种调节方式并存，且随时进行切换。

3．设备选用

精馏塔选用浮阀塔，配以立式热虹吸式再沸器。

4．处理能力及产品质量

处理量： 70kmol/h

产品质量：（以丙稀摩尔百分数计）

＝65％

进料：x

f

塔顶产品：x

＝98％

D

塔底产品: x

≤2％

w

第三章精馏过程系统设计

——丙烯、丙烷精馏装置设计

第一节设计条件

1.工艺条件：饱和液体进料，进料丙烯含量x f＝65％（摩尔分数）

塔顶丙烯含量x

D ＝98％，釜液丙烯含量x

w

≤2％，总板效率为

0.6。

2．操作条件：

1）塔顶操作压力：P=1.62MPa（表压）

2）加热剂及加热方法：加热剂——水蒸气

加热方法——间壁换热3）冷却剂：循环冷却水

4）回流比系数：R/Rmin=1.6。

3．塔板形式：浮阀

4．处理量：q

nfh

=70kmol/h

5．安装地点：大连

6．塔板设计位置：塔顶

第二节物料衡算及热量衡算