丙烯---丙烷精馏装置设计.doc

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72013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 概述1 方案流程简介3 精馏过程系统分析5 再沸器的设计 14 辅助设备的设计 21 管路设计 25 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 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 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 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 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 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 工艺流程 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 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 设备选用 精馏塔选用浮阀塔配以立式热虹吸式再沸器 处理能力及产品质量 处理量 70kmolh 产品质量以丙稀摩尔百分数计 进料xf＝65％ 塔顶产品xD＝98％ 塔底产品 xw≤2％ 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xf＝65％摩尔分数 塔顶丙烯含量xD＝98％釜液丙烯含量xw≤2％总板效率为06 2．操作条件 1塔顶操作压力P 162MPa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RRmin 16 3．塔板形式浮阀 4．处理量qnfh 70kmol