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《丙烯丙烷精餾裝置設(shè)計(jì)（回流比系數(shù)=1.6 處理量=80）》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、化工原理課程設(shè)計(jì)1．概述精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。精餾過程在能量劑驅(qū)動下，使氣、液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由`氣相向液相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)原料中各組分的分離。該過程是同時進(jìn)行的傳質(zhì)、傳熱的過程。為實(shí)現(xiàn)精餾過程，必須為該過程提供物流的存儲、輸送、傳熱、分離、控制等的設(shè)備、儀表。由這些設(shè)備、儀表等構(gòu)成精餾過程的生產(chǎn)系統(tǒng)，即所要設(shè)計(jì)的精餾裝置。1．1塔型選擇精餾塔是精餾裝置的主體核心
2、設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)件的特點(diǎn)，氣液傳質(zhì)設(shè)備分為兩大類：板式塔和填料塔。板式塔以塔板作為氣液傳質(zhì)的基本構(gòu)件。氣體或蒸汽以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，塔內(nèi)氣液兩相逐級接觸，進(jìn)行傳質(zhì)，氣液兩相各組分的濃度沿塔高呈階梯式變化。而填料塔屬微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備，基本傳質(zhì)元件是填料。液體在填料表面呈膜狀向下流動時氣體作為連續(xù)相自下而上流動，氣液兩相間的傳質(zhì)通過填料表面的液膜進(jìn)行，兩相各組分濃度沿塔高呈連續(xù)變化。在進(jìn)行氣液設(shè)備設(shè)計(jì)時，首先要合理選擇塔型選擇時要綜合考慮物料的性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備的性能及塔設(shè)備的加工
3、、安裝、維修等多種因素。（1）與物性有關(guān)的因素易起泡的物系，在處理量不大時，宜選填料塔，因?yàn)樵诎迨剿腥菀滓鹨悍?，而填料塔能使泡沫破碎。具有腐蝕性的介質(zhì)，采用填料塔，因填料可用非金屬材料制作，如必須采用板式塔宜選結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉的篩板塔，以便更換。粘性較大的物系，因板式塔傳質(zhì)效率太差，可采用尺寸較大的填料。含懸浮物，或易結(jié)垢、有結(jié)晶的物料一般不選用填料塔，以液流通道較大的板式塔為宜。操作過程中有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，宜用板式塔為宜，因塔盤上有積液層，可安放傳熱管，進(jìn)行有效的加熱或冷卻。（2）與操作條件有關(guān)的
4、因素若塔內(nèi)氣相傳質(zhì)阻力大，宜選用填料塔，因填料塔內(nèi)氣相流動呈湍流，液相呈膜狀流動，反之，受液相阻力控制的系統(tǒng)，宜選用板式塔。低的液相負(fù)荷，一般不宜采用填料塔，因這種情況下，填料表面不能充分濕潤，難以保證分離效率。大的液相負(fù)荷，可選用填料塔，若用板式塔宜選用流動阻力較小的篩板塔或浮閥塔。氣液比波動較大時，宜采用板式塔。操作彈性，一般板式塔優(yōu)于填料塔。塔型的選擇并無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。如傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為塔徑大于800mm時，優(yōu)先考慮采用板式塔，小于800mm時，應(yīng)采用填料塔。但自20世紀(jì)70年代以來，新型填料的開發(fā)和
5、應(yīng)用，大塔中使用的填料效果優(yōu)于板式塔的情況已相當(dāng)普遍。就總體而言，板式塔由于其技術(shù)成熟、造價低廉、安裝、檢修及清洗方便等優(yōu)點(diǎn)，一般更易于被有關(guān)廠家和設(shè)計(jì)者所接受。一般來說，對于物系無特殊工藝特性要求，且生產(chǎn)能力不是過小的精餾操作，宜采用板式塔。板式塔類型不同主要在于塔板結(jié)構(gòu)的千差萬別，通常按塔板結(jié)構(gòu)的不同分為泡罩板、篩板、浮閥、網(wǎng)孔板、斜孔板、穿流柵板等。其中應(yīng)用最多的是篩板和浮閥。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求我們采用篩板塔。1．2精餾塔操作條件的選擇1．2．1操作壓力精餾操作可以在常壓、加壓或減壓下進(jìn)行，操作
6、壓力的大小應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)上的合理性和物料的性質(zhì)來決定。提壓操作可以減少氣相體積流量，增加塔的生產(chǎn)能力，但也使物系的相對揮發(fā)度降低，不利分離，回流比增加或塔高增加，同時還使在沸器所用的熱源品位增加，導(dǎo)致操作費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用的增加。但上述情況對于一般情況而言，對于我們所要處理的丙烯—丙烷物系來說，加壓操作是優(yōu)有利的。因?yàn)楫?dāng)我們在1.6MPa的壓力下操作時，精餾塔內(nèi)塔頂溫度為42.97℃，塔底溫度為52.79℃，這使得我們在冷凝器中可以使用品位較低的冷劑，再沸器可以使用品位較低廉價的熱源，這樣反而降低了能耗，也就降
7、低了操作費(fèi)用。1．2．2進(jìn)料狀態(tài)進(jìn)料可以是過冷液體、飽和液體、飽和蒸汽、氣液混合物或過熱蒸汽。不同的進(jìn)料狀態(tài)對塔的熱流量、塔徑和所需的塔板數(shù)都有一定的影響，通常進(jìn)料的熱狀態(tài)由前一工序的原料的熱狀態(tài)決定。從設(shè)計(jì)的角度來看，如果來的原料為過冷液體，則可以考慮加原料預(yù)熱器，將原料預(yù)熱至泡點(diǎn)，以飽和液態(tài)進(jìn)料。這樣，進(jìn)料不再需要熱量使之汽化，進(jìn)料全部以飽和氣相狀態(tài)進(jìn)入精餾段。這時，精餾段和提餾段的氣相流率接近，兩段的塔徑可以相同，便于設(shè)計(jì)和制造，另外，操作上也易于控制。對冷進(jìn)料的預(yù)熱器，可采用比再沸器熱源溫位低的
8、其他熱源或工藝物流作為熱源，從而減少過冷液體進(jìn)料時再沸器熱流量，節(jié)省高品位的熱能，降低系統(tǒng)的有效能損失，使系統(tǒng)的用能趨于合理。但是，預(yù)熱進(jìn)料導(dǎo)致提餾段氣、液流量同時減少，從而引起提餾段液氣比的增加，為此削弱了提餾段各板的分離能力，使其所需的塔板數(shù)增加。1．2．3加熱劑及加熱方法再沸器的熱源一般采用飽和水蒸氣，因?yàn)槠湎鄬θ菀咨a(chǎn)、輸送、控制，并且具有較高的冷凝潛熱和較大的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。但考慮到我們所要處理的情況，再沸器中需要加熱的塔釜液溫度為
