丙烯丙烷精餾裝置設(shè)計(jì)（處理量=70回流比系數(shù)=1.6）

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1、過程工藝與設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書丙烯---丙烷精餾裝置設(shè)計(jì)學(xué)生：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：前言本設(shè)計(jì)說明書包括概述、流程簡介、精餾塔、再沸器、輔助設(shè)備、管路設(shè)計(jì)和控制方案共七章。說明中對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算做了詳細(xì)的闡述，對(duì)于再沸器、輔助設(shè)備和管路的設(shè)計(jì)也做了正確的說明。鑒于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)有限，本設(shè)計(jì)中還存在許多錯(cuò)誤，希望各位老師給予指正感謝老師的指導(dǎo)和參閱！目錄第一章概述………………………………………………………3第二章方案流程簡介……………………………………………5第三章精餾過程系統(tǒng)分析………………………………………7第四章再沸器的設(shè)計(jì)…………………………………………21第五

2、章輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)………………………………………30第六章管路設(shè)計(jì)………………………………………………37第七章控制方案………………………………………………40設(shè)計(jì)心得及總結(jié)…………………………………………………41附錄一主要符號(hào)說明……………………………………………42附錄二參考文獻(xiàn)…………………………………………………45第一章概述精餾是分離過程中的重要單元操作之一，所用設(shè)備主要包括精餾塔及再沸器和冷凝器。1．精餾塔精餾塔是一圓形筒體，塔內(nèi)裝有多層塔板或填料，塔中部適宜位置設(shè)有進(jìn)料板。兩相在塔板上相互接觸時(shí)，液相被加熱，液相中易揮發(fā)組分向氣相中轉(zhuǎn)移；氣相被部分冷

3、凝，氣相中難揮發(fā)組分向液相中轉(zhuǎn)移，從而使混合物中的組分得到高程度的分離。簡單精餾中，只有一股進(jìn)料，進(jìn)料位置將塔分為精餾段和提餾段，而在塔頂和塔底分別引出一股產(chǎn)品。精餾塔內(nèi)，氣、液兩相的溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。本設(shè)計(jì)為浮閥塔，浮閥的突出優(yōu)點(diǎn)是效率較高取消了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的上升管和泡罩。當(dāng)氣體負(fù)荷較低時(shí)，浮閥的開度較小，漏夜量不多；氣體負(fù)荷較高時(shí)，開度較大，阻力又不至于增加較大，所以這種塔板操作彈性較大，阻力比泡罩塔板大為減小，生產(chǎn)能力比其大。缺點(diǎn)是使用久后，由于頻繁活動(dòng)而易脫落或被卡住，操作失常。所以塔板和浮閥一般采用不銹鋼材料。2．再沸器作用：用

4、以將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行。本設(shè)計(jì)采用立式熱虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管殼式換熱器。液體在自下而上通過換熱器管程時(shí)部分汽化，由在殼程內(nèi)的載熱體供熱。立式熱虹吸特點(diǎn)：▲循環(huán)推動(dòng)力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差?！Y(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高?！鴼こ滩荒軝C(jī)械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)?！峁庖悍蛛x空間和緩沖區(qū)。1．冷凝器（設(shè)計(jì)從略）用以將塔頂蒸氣冷凝成液體，部分冷凝液作塔頂產(chǎn)品，其余作回流液返回塔頂，使塔內(nèi)氣液兩相間的接觸傳質(zhì)得以進(jìn)行，最常用的冷凝器是管殼式換熱器。第二章方案流程簡介1．精餾裝置流

5、程精餾就是通過多級(jí)蒸餾，使混合氣液兩相經(jīng)多次混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。流程如下：原料（丙稀和丙烷的混合液體）經(jīng)進(jìn)料管由精餾塔中的某一位置（進(jìn)料板處）流入塔內(nèi)，開始精餾操作；當(dāng)釜中的料液建立起適當(dāng)液位時(shí)，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分汽化返回塔內(nèi)。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。將塔頂蒸氣凝液部分作為塔頂產(chǎn)品取出，稱為餾出物。另一部分凝液作為回流返回塔頂?；亓饕簭乃斞厮飨?，在下降過程中與來自塔底的上升蒸氣多次逆向接觸和分離。當(dāng)流至塔底時(shí)，被再沸器加熱部分汽化，其氣相返回塔內(nèi)

6、作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。2．工藝流程1）物料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸精餾過程必須在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置一定數(shù)量不同容積的原料儲(chǔ)罐、泵和各種換熱器，以暫時(shí)儲(chǔ)存，運(yùn)輸和預(yù)熱（或冷卻）所用原料，從而保證裝置能連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。2）必要的檢測手段為了方便解決操作中的問題，需在流程中的適當(dāng)位置設(shè)置必要的儀表，以及時(shí)獲取壓力、溫度等各項(xiàng)參數(shù)。另外，常在特定地方設(shè)置人孔和手孔，以便定期的檢測維修。3）調(diào)節(jié)裝置由于實(shí)際生產(chǎn)中各狀態(tài)參數(shù)都不是定值，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡欢〝?shù)量的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證達(dá)到生產(chǎn)要求，可設(shè)雙調(diào)節(jié)，即自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式并存，且隨時(shí)進(jìn)行切換。1．設(shè)備選用精餾塔

7、選用浮閥塔，配以立式熱虹吸式再沸器。2．處理能力及產(chǎn)品質(zhì)量處理量：70kmol/h產(chǎn)品質(zhì)量：（以丙稀摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)）進(jìn)料：xf＝65％塔頂產(chǎn)品：xD＝98％塔底產(chǎn)品:xw≤2％第三章精餾過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)——丙烯、丙烷精餾裝置設(shè)計(jì)（處理量=70回流比系數(shù)=1.6）第一節(jié)設(shè)計(jì)條件1.工藝條件：飽和液體進(jìn)料，進(jìn)料丙烯含量xf＝65％（摩爾分?jǐn)?shù)）塔頂丙烯含量xD＝98％，釜液丙烯含量xw≤2％，總板效率為0.6。2．操作條件：1）塔頂操作壓力：P=1.62MPa（表壓）2）加熱劑及加熱方法：加熱劑——水蒸氣加熱方法——間壁換熱3）冷卻劑：循環(huán)冷卻水4）回流比系數(shù)：R/Rmin=

8、1.6。3