丙烯-丙烯精馏装置设计化工原理课程设计 精品

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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

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