丙烯—丙烷板式精馏塔设计1
丙烯—丙烷板式精馏塔设计1
丙烯和丙烷是石油行业中常见的烃类化合物，丙烯主要用于合成塑料
和合成橡胶等工业原料，而丙烷则广泛用于燃料和热能生产。在石油提炼
过程中，需要对丙烯和丙烷进行分离，以满足不同的工业需求。这就需要
使用精馏塔进行分离和提纯。
丙烯-丙烷板式精馏塔是一种常见的精馏塔设计，以下是其设计过程
和要点：
1.确定塔的尺寸和设计参数：首先，需要确定塔的高度、内径和塔板
数量等尺寸参数。这些参数的选择将取决于丙烯和丙烷的物理和化学性质，以及分离程度和生产要求。同时，还需要确定塔板的类型，常用的有平板、筛板和节流孔板等。
2.计算塔的理论板数：根据丙烯和丙烷的物理性质，可以使用理论计
算方法来确定塔的理论板数。常见的方法有经验法、Fenske方法和McCabe-Thiele方法等。这些方法基于馏分的蒸发和重新凝结过程，并考
虑到物料的挥发性和沸点差异。
3.优化精馏塔结构：在确定了理论板数后，可以对精馏塔的结构进行
优化。优化的目标是降低能耗和提高分离效果。常见的优化措施包括增加
回流比、优化塔底和塔顶的设计、增加中间进料点和中间产品抽取点等。
这些措施可以提高馏分在塔内的接触和分离效果。
4.确定换热与冷凝方式：精馏过程中，需要进行热量交换和冷凝，以
提供蒸汽和冷凝液。根据工艺和能耗要求，可以选择合适的换热器和冷凝
器类型进行热交换。常见的方式有喷射器冷凝、外换热器冷凝和内换热器
冷凝等。
5.进行流程模拟和动态调整：一旦确定了精馏塔的设计参数和结构，
可以使用流程模拟软件进行流程计算和模拟。通过模拟，可以评估塔内各
个部位的温度、压力和塔板效率等参数，并进行相应的调整和优化。流程
模拟也可以用于优化操作条件和改进分离效果。
6.进行安全评估和应急设计：精馏塔是一种高温高压设备，需要进行
安全评估和应急设计。这包括确定安全阀和过压保护装置、制定应急排放
和泄漏处置计划等。同时，还需要考虑火灾和爆炸等事故的防范和应对措施。
总之，丙烯-丙烷板式精馏塔的设计需要考虑物料的物化性质、分离
要求和生产条件等多个因素。通过合理的尺寸设计、优化结构和流程模拟，可以实现丙烯和丙烷的高效分离和提纯。同时，安全评估和应急设计也是
设计过程中不可忽视的重要部分。
丙烯—丙烷板式精馏塔设计1 丙烯—丙烷板式精馏塔设计1 丙烯和丙烷是石油行业中常见的烃类化合物，丙烯主要用于合成塑料 和合成橡胶等工业原料，而丙烷则广泛用于燃料和热能生产。在石油提炼 过程中，需要对丙烯和丙烷进行分离，以满足不同的工业需求。这就需要 使用精馏塔进行分离和提纯。 丙烯-丙烷板式精馏塔是一种常见的精馏塔设计，以下是其设计过程 和要点： 1.确定塔的尺寸和设计参数：首先，需要确定塔的高度、内径和塔板 数量等尺寸参数。这些参数的选择将取决于丙烯和丙烷的物理和化学性质，以及分离程度和生产要求。同时，还需要确定塔板的类型，常用的有平板、筛板和节流孔板等。 2.计算塔的理论板数：根据丙烯和丙烷的物理性质，可以使用理论计 算方法来确定塔的理论板数。常见的方法有经验法、Fenske方法和McCabe-Thiele方法等。这些方法基于馏分的蒸发和重新凝结过程，并考 虑到物料的挥发性和沸点差异。 3.优化精馏塔结构：在确定了理论板数后，可以对精馏塔的结构进行 优化。优化的目标是降低能耗和提高分离效果。常见的优化措施包括增加 回流比、优化塔底和塔顶的设计、增加中间进料点和中间产品抽取点等。 这些措施可以提高馏分在塔内的接触和分离效果。 4.确定换热与冷凝方式：精馏过程中，需要进行热量交换和冷凝，以 提供蒸汽和冷凝液。根据工艺和能耗要求，可以选择合适的换热器和冷凝
器类型进行热交换。常见的方式有喷射器冷凝、外换热器冷凝和内换热器 冷凝等。 5.进行流程模拟和动态调整：一旦确定了精馏塔的设计参数和结构， 可以使用流程模拟软件进行流程计算和模拟。通过模拟，可以评估塔内各 个部位的温度、压力和塔板效率等参数，并进行相应的调整和优化。流程 模拟也可以用于优化操作条件和改进分离效果。 6.进行安全评估和应急设计：精馏塔是一种高温高压设备，需要进行 安全评估和应急设计。这包括确定安全阀和过压保护装置、制定应急排放 和泄漏处置计划等。同时，还需要考虑火灾和爆炸等事故的防范和应对措施。 总之，丙烯-丙烷板式精馏塔的设计需要考虑物料的物化性质、分离 要求和生产条件等多个因素。通过合理的尺寸设计、优化结构和流程模拟，可以实现丙烯和丙烷的高效分离和提纯。同时，安全评估和应急设计也是 设计过程中不可忽视的重要部分。
过程工艺与设备课程设计 丙烯——丙烷精馏塔设计 课程名称：化工原理课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间：
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7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。 鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正 感谢老师的指导和参阅！
目录 第一节：标题 丙烯—丙烷板式精馏塔设计 第二节：丙烯—丙烷板式精馏塔设计任务书 第三节：精馏方案简介 第四节：精馏工艺流程草图及说明 第五节：精馏工艺计算及主体设备设计 第六节：辅助设备的计算及选型 第七节：设计结果一览表 第八节：对本设计的评述 第九节：工艺流程简图 第十节：参考文献 第一章 任务书 设计条件 1、 工艺条件： 饱和液体进料 进料丙烯含量%65x F (摩尔百分数)。
塔顶丙烯含量% x 98 ≥ D 釜液丙烯含量% ≤ x 2 W 总板效率为0.6 2、操作条件： 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法：加热剂——热水 加热方法——间壁换热冷却剂：循环冷却水 回流比系数：R/Rmin=1.2 3、塔板形式：浮阀 4、处理量：F=50kml/h 5、安装地点：烟台 6、塔板设计位置：塔顶 安装地点：烟台。 处理量：64kmol/h 产品质量：进料65% 塔顶产品98% 塔底产品<2% 1、工艺条件：丙烯—丙烷 饱和液体进料 进料丙烯含量65% (摩尔百分数) 塔顶丙烯含量98% 釜液丙烯含量<2% 总板效率为0.6 2、操作条件： 塔顶操作压力1.62MPa(表压)
丙烯—丙烷板式精馏塔设计 丙烯-丙烷分离是石油炼制过程中的重要操作之一、丙烯-丙烷板式精馏塔是进行该分离的常见设备之一、本文将介绍丙烯-丙烷板式精馏塔的设计。 一、塔内结构设计 1.塔径和塔高：根据丙烯-丙烷的物理性质和进出料的要求，决定塔径和塔高。一般来说，塔径选择在0.5到 2.5米范围内，塔高选择在20到30米范围内。 2.装塔板设计：为了提高分离效率，常采用板式结构。根据工艺要求和流体性质，确定装塔板的类型、布置和数量。常用的板式结构有筛板和壳程板。筛板形状为圆形孔，使得流体分布更均匀；壳程板则是在板上装置隔流器，使流体分配均匀。塔板的数量根据物料组分和分离要求确定。 3.塔壳设计：塔壳一般采用圆筒形结构，确保塔内压力稳定。根据设计要求和工艺条件，确定壳体材料和厚度。 二、热量平衡设计 1.进料和出料的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，计算出料的焓值，从而得到进出料之间的热量差。 2.塔板的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，在塔板上进行热量平衡计算，以确定塔板上液体和气体的温度和流量。 3.塔壳的热量平衡计算：根据进出料的温度和流量，在塔壳内进行热量平衡计算，以确定塔壳内的温度和流量。 三、物料平衡设计
1.塔板的物料平衡计算：根据塔板上液体和气体的温度和流量，计算塔板上液体和气体的物料平衡，以确定各组分的质量分数。 2.塔壳的物料平衡计算：根据塔壳内的温度和流量，计算塔壳内的物料平衡，以确定各组分的质量分数。 四、压力平衡设计 1.压力损失计算：根据装塔板和塔壳的结构参数，计算出塔板和塔壳内的压力损失，以确定塔板和塔壳的工作压力。 2.压力平衡设计：根据丙烯-丙烷的物理性质和工艺要求，确定塔板和塔壳的工作压力，从而确保各部分之间的流体压力平衡。 五、其他设计考虑因素 1.材料的选择：根据工艺要求和流体性质，选择适当的材料，以确保设备的耐腐蚀性和机械性能。 2.设备的安全性和可靠性：考虑设备的安全性和可靠性，采取必要的安全措施，如设置安全阀、温度传感器等。 3.能量利用：优化设备结构和操作条件，以提高能量利用率，减少能源消耗。 4.设备维护和清洁：设计方便维护和清洁的结构，使得设备的运行和维护更加方便。 总结：丙烯-丙烷板式精馏塔的设计涉及多个方面的考虑因素，如塔内结构设计、热量平衡设计、物料平衡设计、压力平衡设计等。在设计过程中，需要充分考虑物料的特性和工艺要求，以确保设备的高效运行和安
年产量五万吨丙烯-丙烷分离过程中精馏塔的工艺设计 一、 设计任务和条件 1、年处理含丙烯70%的丙烯-丙烷混合液5万吨 2、产品丙烯含量不低于95% 3、残液中丙烯含量不高于2% 4、操作条件： 精馏塔塔顶压力 4 kPa （表压）+96kPa 精料状态 泡点 回流比 min 1.5R R = 单板压降 不大于0.7kPa 全塔效率 0.7 设备型式 浮阀塔 设备工作日 300/天，24h 连续运行 二、 设计计算 （一） 精馏塔的物料衡算 1、 原料液及塔顶、塔釜的产品的摩尔分数 丙烯的摩尔质量 42.08kg /A M kmol = 丙烷的摩尔质量 44.10/B M kg kmol = 原料液丙烯的摩尔分数 0.7/42.08 0.710.7/42.080.3/44.10 F x = =+ 塔顶丙烯的摩尔分数 0.95/42.08 0.9520.95/42.080.05/44.10 D x ==+ 塔釜丙烯的摩尔分数 0.05/42.08 0.0520.05/42.080.95/44.10 W x ==+ 2、 原料液及塔顶、塔釜的产品的平均摩尔质量 原料液产品的平均摩尔质量 0.7142.080.2944.1042.7F M =?+?= 塔顶产品的平均摩尔质量 0.95242.080.04844.1042.18D M =?+?= 塔釜产品的平均摩尔质量 0.05242.080.96844.1043.99W M =?+?=
3、 物料衡算 原料处理量7 ,510162.63/2430042.7 n F q kmol h ?==?? 总物料衡算 ,,162.63n D n W q q =+ ① 丙烯物料衡算 ,,162.630.710.9520.052n D n W q q ?=+ ② 由①②可得 ,,118.98/43.64/{ n D n W q kmol h q kmol h == （二）塔板数的确定 由于是泡点进料，则0.71q F x x ==，0.952D x =，0.052W x =； 对应x-y 相图0.7558F y =，0.9615D y =，0.0644W y = 进料丙烯-丙烷的相对挥发度 1.264F α=， 塔顶丙烯-丙烷的相对挥发度 1.259D α=， 塔釜丙烯-丙烷的相对挥发度 1.255W α=； 平均相对挥发度 1.259m α=== 相平衡方程式 1.2590.71 0.7551(1)1(1.2591)0.71 m q q m q x y x αα??= ==+-+-? 最小回流比min 0.9520.755 4.3780.755071 D q q q x y R y x --= = =-- 取操作回流比min 1.5 1.5 4.378 6.567R R ==?= 全回流时所需最少理论塔板数（不含再沸器） min 10.95210.052lg[()()]lg[()()]110.9520.0521125lg lg1.259 D W D W m x x x x N α----= -=-= 由 0.5668min min 0.75[1()]11 T T N N R R N R --=?-++得实际塔板数41T N =
乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计 摘要 乙烯是石油化学工业中最重要基础有机原料之一。由乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯，即“三烯三苯”是生产各种有机化工原料和合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成材料的基础原料，涉及到国民生活的各个方面。所以,乙烯生产能力的大小直接影响着乙烯及其他衍生物的供应。其产能是衡量一国乙烯竞争力的重要标准,也是衡量一个国家石油化工产业的重要标志。 乙烯装置是石油化工行业的龙头装置，对应乙烯装置，石油烃裂解制乙烯技术研究始于20世纪30年代，经过近70年的发展，裂解技术日臻完善，目前该技术所生产的乙烯已经占到世界乙烯总产量的98%以上。 本次设计参考了**乙烯厂的部分资料，以生产实践为基础，理论联系实际，针对乙烯装置分离工段进行重点设计。设计生产能力为年生产10万吨。本设计内容主要对丙烯精馏塔进行了物料衡算、热量衡算、塔型设计、尺寸计算与选型。其中包括塔径计算、塔板布置、流体力学计算，附件的计算与选型，其中包括塔冷凝器的选择、再沸器的选取、接管及除沫器的计算、塔高的计算等内容。 设计过程中查阅了大量的文献资料，并以**乙烯厂装置为参考，设计基本达到了合理程度，绘制了工艺流程图和填料装配图。 关键词：乙烯；装置；丙烯；精馏 ABSTRACT
目录 引言 (1) 第一章、文献综述 (2) 1.1设计概述 (2) 1.2国内外乙烯工业的现状和发展前景 (2) 1.3乙烯的主要生产方法 (3) 1.3.1 烃类热裂解法生产乙烯 (3) 1.3.2 乙烯的主要分离技术 (4) 1.3.3 乙烯生产的其他方法 (5) 第二章、乙烯等主要产品的性质和工艺流程的确定 (6) 2.1乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格 (6) 2.1.1 聚合级乙烯 (6) 2.1.2 聚合级丙烯 (6) 2.1.3 主要副产品的性质、用途和质量规格 (7) 2.2乙烯生产工艺技术简介 (9) 2.2.1 装置简介 (9) 2.2.2 基本原理 (9) 2.2.3工艺流程 (10) 2.2.4工艺条件控制指标 (17) 第三章、乙烯装置的物料衡算 (19) 3.1物料衡算 (19) 3.1.1 裂解装置的物料衡算 (19) 3.1.2 丙烯精馏塔物料衡算 (20) 3.2热量衡算 (23) 3.2.1 丙烯精馏塔热流示意图 (23) 3.2.2 热量衡算 (23) 3.3设备尺寸衡算与选型 (25) 3.3.1 丙烯精馏塔的设备尺寸计算与选型 (25) 3.3.2 丙烯精馏塔附属设备及主要附件选型与计算 (30) 第四章、设计结果汇总 (36)
丙烯精馏塔塔釜丙烯损失原因分析及操 作优化 摘要：兰州石化46万吨/年乙烯装置，丙烯精馏塔为双塔系统，减少塔釜丙烯损失，对 丙烯精馏塔操作带来一定难度，本文通过对塔釜丙烯损失原因分析，针对性的提出丙烯精馏 塔操作优化方法，进而提高丙烯产量。 关键词：丙烯精馏塔、乙烯装置、操作优化 1丙烯精馏系统简介 中国石油兰州石化分公司(以下简称兰化公司) 460kt/a乙烯装置丙烯精馏塔为双塔系统，包括2号丙烯精馏塔(605E1)和1号丙烯精馏塔( 605E2)，605E1有129块塔板，605E2 有137块塔板。来自MAPD反应器(601D)的进料(99.9%为碳三组分)，从605E1的第38块塔 板进入。605E2第11板侧线抽出纯度为99.6%丙烯产品，塔釜丙烷返回裂解炉作为裂解原料，丙烷中丙烯含量要求控制在3%以下。 2.丙烯精馏塔塔釜丙烯损失的原因分析 2.1 MAPD含量对塔釜丙烯损失的影响 由于丙炔、丙二烯与丙烯的相对挥发度接近于1，MAPD的存在会影响丙烯与丙烷的相 对挥发度，因此，MAPD含量的波动对丙烯精馏塔塔釜损失的影响较大。MAPD含量与塔釜丙 烯损失的变化情况见下图1。
图1 MAPD含量与塔釜丙烯损失的变化情况 由上图可知，丙烯精馏塔塔釜MAPD含量与塔釜丙烯损失成正比，即当塔釜MAPD含量增加时，丙烯损失也随之增加，理论上讲，在丙烯精馏塔之前设置碳三加氢系统时，丙烯精馏塔塔釜丙烷中的MAPD含量能够控制在0.1%以下。MAPD的含量不仅与碳三加氢系统有关，与碳二加氢系统也直接关系，在装置运行初期，碳二加氢系统就能够除去50%的MAPD，装置自2019年大检修换剂后，碳二、碳三加氢催化剂已连续运行近38个月，在装置运行接近周期末时，催化剂活性有所降低，导致反应效果下降，也使601D出口MAPD含量增加，601D出口与605E塔釜MAPD含量分别见下图2、图3。 图2 601D出口MAPD含量变化（3-6月）图3 塔釜MAPD含量变化（3-6月） 由图2、图3可知，601D出口MAPD含量波动较大，且整体呈上升趋势，601D反应效果的下降导致605E塔釜MAPD含量增大，塔釜丙烯损失增加。 2.2再沸器加热量的影响 丙烯塔(605E)塔釜再沸器是由急冷水和低压蒸汽加热的，加热受限于急冷水温度和流量以及低压蒸汽的压力和用量，由于投退炉、切炉、进料量波动等原因会造成急冷水温度和蒸汽系统波动较大，丙烯系统加热量不充足，塔釜温度偏低，致使液相中轻组分含量偏高，丙烯损失率加大[1]。 由于4月份装置负荷较低，再沸器负荷较小，塔釜温度及再沸器出口温度均较低，但5-6月份以来，塔釜温度与4月接近，说明在该工况（负荷~192t/h）下，605E塔釜温度一直处于偏低的状态，通过实际操作中发现，当急冷水流量及温度相对稳定，且低压蒸汽压力较高的情况下，塔釜温度仍处于偏低的状态，由此可见再沸器可能有堵塞导致换热效果下降的可能。 2.3塔压偏高
化工原理课程设计 1．概述]6][1[ 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的应用。精馏过程在能量剂驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分由液相向气相转移，难挥发组分由`气相向液相转移，实现原料中各组分的分离。该过程是同时进行的传质、传热的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的存储、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即所要设计的精馏装置。 1．1塔型选择 精馏塔是精馏装置的主体核心设备。根据塔内件的特点，气液传质设备分为两大类：板式塔和填料塔。 板式塔以塔板作为气液传质的基本构件。气体或蒸汽以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，塔内气液两相逐级接触，进行传质，气液两相各组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。 而填料塔属微分接触型的气液传质设备，基本传质元件是填料。液体在填料表面呈膜状向下流动时气体作为连续相自下而上流动，气液两相间的传质通过填料表面的液膜进行，两相各组分浓度沿塔高呈连续变化。 在进行气液设备设计时，首先要合理选择塔型选择时要综合考虑物料的性质、操作条件、塔设备的性能及塔设备的加工、安装、维修等多种因素。 （1）与物性有关的因素 ○1易起泡的物系，在处理量不大时，宜选填料塔，因为在板式塔中容易引起液泛，而填料塔能使泡沫破碎。 ○2具有腐蚀性的介质，采用填料塔，因填料可用非金属材料制作，如必须采用板式塔宜选结构简单，造价低廉的筛板塔，以便更换。 ○3粘性较大的物系，因板式塔传质效率太差，可采用尺寸较大的填料。 ○4含悬浮物，或易结垢、有结晶的物料一般不选用填料塔，以液流通道较大的板式塔为宜。 ○5操作过程中有热效应的系统，宜用板式塔为宜，因塔盘上有积液层，可安放传热管，进行有效的加热或冷却。 （2）与操作条件有关的因素 ○1若塔内气相传质阻力大，宜选用填料塔，因填料塔内气相流动呈湍流，液相呈膜状流动，反之，受液相阻力控制的系统，宜选用板式塔。 ○2低的液相负荷，一般不宜采用填料塔，因这种情况下，填料表面不能充分湿润，难以保证分离效率。 ○3大的液相负荷，可选用填料塔，若用板式塔宜选用流动阻力较小的筛板塔或浮阀塔。 ○4气液比波动较大时，宜采用板式塔。 ○5操作弹性，一般板式塔优于填料塔。 塔型的选择并无统一的标准。如传统的观念认为塔径大于800mm时，优先考虑采用板式塔，小于800mm时，应采用填料塔。但自20世纪70年代以来，新型填料的开发和应用，大塔中使用的填料效果优于板式塔的情况已相当普遍。就总体而言，板式塔由于其技术成熟、造价低廉、安装、检修及清洗方便等优点，一般更易于被有关厂家和设计者所接受。 一般来说，对于物系无特殊工艺特性要求，且生产能力不是过小的精馏操作，宜采用板式塔。板式塔类型不同主要在于塔板结构的千差万别，通常按塔板结构的不同分为泡罩板、
精馏塔控制方案设计
安徽理工大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院 设计题目精馏塔控制方案设计 精馏塔控制系统的设计 本课程设计为加压精镏操作，原料液为脱丙烷塔塔釜的混合液 14056kg/h ， 分离后镏出液为高纯度的 C4产品，釜液主要是 C5以上组分。87.8摄氏度的原料 液从精 镏塔的第16块塔板（全塔共32块塔板）进料，塔顶蒸气经全凝器冷凝为 液体后进入回流罐，回流罐内的液体由泵抽出 （液位要求为 54.2%），一部分作为 回流液送回精镏塔第 32块塔板，另一部分作为产品送出 塔 釜中液体的一部分经再沸器后回精镏塔， 另一 部分作为塔底采出产品（7349kg/h ）。再沸器由加热蒸 气加热。灵敏板温度要求保持为 89.3摄氏度，塔釜温 度要求 为 109摄氏度，液位要求为 98%,另工艺中 FA414要求液位保持为 88% 另附精镏塔工艺流程图。 1. 到图书馆查找相关资料，对被控对象进行分析，确定系统控制结构方案，完成 控制系统 原理方框图。 2. 画精馏塔带控制点的工艺流程图。 3. 仪表选型，根据有关仪表目录或网站的仪表性能参数 ，进行仪表选型。 4. 精馏塔控制系统调节器参数的整定。 5. 编写设计说明书： （1） 提出控制系统的基本任务和要求。 （2） 被控对象动态特性分析。 （3） 选择控制系统控制结构，画控制原理方框图。 （4） 精馏塔带控制点的工艺流程图。 （5） 控制器参数整定。 （6） 编制出控制设备表或仪表数据表等有关仪表信息的设计文件。 过控教研室 学生姓名 专业（班级） 过控09-2班 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 (6707kg/h)。
板式精馏塔课程设计 板式精馏塔（TrayDistillationTower）是能够从复杂混合物中分离出更纯更高品质的物质的装置，被广泛应用于制造的各个领域。例如，在石油工业中，它可以用来净化石油，使之变成汽油、柴油和其他产品；在食品工业中，它可以用于酿酒等；在化工工业中，它可以用于多种原料的分离，并生产出纯度更高的有用成分。因此，理解板式精馏塔的原理和操作，对于应用其净化、分离复杂物质并获得高纯度产品是至关重要的。 本课程设计旨在向学生介绍板式精馏塔的基本原理、结构构造及其应用。具体内容如下： 一、板式精馏塔的原理 1、板式精馏塔的作用：板式精馏塔是一种分离装置，它借助物料的沸点差，将多种物质分离，并可以将其中某种物质精馏出来。 2、板式精馏塔的过程：板式精馏塔通常由二到三个气相和一个液相传输层组成，将原料混合物按顺序层叠在塔内，通过蒸汽热量加热，使其中的某种物质蒸发，并通过高温蒸汽把蒸发物分离出来、冷却并凝结，最终得到精馏物质。 3、板式精馏塔的优点：板式精馏塔具有功率小、料仓容量大、效率高、分离精度高，且操作简单，可以降低操作成本，增加生产效率。 二、板式精馏塔的结构 1、板式精馏塔的结构：板式精馏塔的空腔是由顶部的首体和底
部的结构体共同支撑，腔体内装有一定间距的板条，将空腔分隔成几层，每一层上装有一定数量的垂直支撑架，从而形成多种不同的结构，如单层结构、双层结构、三层结构等。 2、板式精馏塔的参数：板式精馏塔的最大加热面积、冷却面积以及精馏液流量、蒸汽流量等参数都有一定的要求，可以根据实际情况来确定，以确保精馏效率。 三、板式精馏塔的应用 1、板式精馏塔在石油工业中的应用：板式精馏塔能用于石油工业分离常见的液体组分，如石脑油、柴油、汽油等，以及精馏出高纯度的催化剂和润滑油等物质。 2、板式精馏塔在食品工业中的应用：板式精馏塔在食品工业中的应用也很广泛，主要用于精馏出高纯度的天然果汁，也可以用来制作各种中间产品，如各种酿酒发酵物质。 3、板式精馏塔在化工工业中的应用：板式精馏塔在化工工业中的应用最广泛，其主要功能是将各种原料混合物分离、提纯出纯度高的物质，或者将复杂物质经过改性，将其变成可以供生产制造使用的物质。 四、实践操作 本课程中，学生将通过实物模型进行操作实践。主要内容如下： 1、学生首先根据实物模型结构来认识不同部件，如安装板条、首体、蒸汽管道等，理解板式精馏塔的基本结构； 2、学生通过熊猫触摸模拟器进行操作，模拟真实的操作过程，
丙烯精馏的应用性原理 引言 丙烯是一种非常重要的化工中间体，广泛应用于聚丙烯、丙烯酸等领域。而对于丙烯的生产过程中，丙烯精馏是不可或缺的一环。本文将介绍丙烯精馏的应用性原理，包括其主要过程、操作原理以及所面临的挑战。 丙烯精馏的主要过程 丙烯精馏是通过将混合物中的丙烯从其他组分中分离出来的过程。通常，丙烯生产中的原料混合物主要包含丙烯、丙烷和其他杂质。根据不同的精馏塔设计和操作条件，可以实现不同程度的丙烯纯度。 丙烯精馏的主要过程包括以下步骤： 1.加热和汽化：原料混合物首先通过加热器进行加热，使混合物中的液 体组分汽化。某些情况下，加热可以与加压操作同时进行。 2.分馏塔的塔底和塔顶设置：在分馏塔中，通常设置一个塔底和一个塔 顶。塔底主要由丙烯组分组成，而塔顶则主要由丙烷和其他杂质组成。 3.馏分的提取：通过合适的提取方式，将塔底中的丙烯提取出来，形成 纯度较高的丙烯产品。 4.利用副产品：除了丙烯产品外，分馏塔中的塔顶还会产生丙烷以及其 他一些杂质。这些副产品可以经过进一步处理，用于其他工艺过程。 丙烯精馏的操作原理 丙烯精馏的操作原理基于丙烯和其他组分之间的物理和化学性质的差异。以下是一些常用的操作原理： 1.蒸馏原理：不同组分的汽化温度和沸点存在差异，通过适当的温度和 压力控制，可以实现不同组分的分离。 2.液相-汽相平衡：在分馏塔中，液相和汽相之间存在平衡，通过合理 控制塔的高度、塔板数目以及进料和提取位置，可以实现更好的分离效果。 3.回流操作：为了提高分离效果，通常会在分馏塔中设置回流管，将一 部分液体回流到塔顶。这样可以增加流体接触的机会，提高分离效率。 4.塔内传质：丙烯精馏中的组分分离除了物理性质外，也与化学性质有 关。在分馏塔中，组分之间会发生传质过程，从而影响分离效果。
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、祥村 评阅教师：吴雪梅、祥村 完成日期：2013年7月4日 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，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，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，
精馏塔控制和节能优化分析 摘要：石化工业在目前的社会实践中发挥着重要的作用，且社会实践中的各 类产品应用与石化工业有密切联系，所以需要对石化工业的发展做分析与讨论。 对现阶段的石化工业生产进行分析可知，其涉及较多的生产单元，其中一个重要 单元是精馏，会产生比较显著的能耗，是整个石化工业生产体系中能耗量比较大 的单元，对生产节能和成本控制都有重要影响，所以在实践中需要积极对精馏节 能进行分析与讨论。下面本文就对此展开探讨。 关键词：精馏塔；控制；节能优化； 1工艺流程简述 某炼化公司气体分馏装置公称规模为60万吨/年，以经脱硫脱硫醇后的催化 裂化装置吸收稳定系统产出的液化气为原料，将液化气通过精馏的方法按四个塔(脱丙烷塔、脱乙烷塔、丙烯塔、脱戊烷塔)的流程设计分离成C2、丙烯、丙烷、 C4、C5馏分。其中，由于丙烯塔塔板数较多，分为两个塔串联操作，总塔板数为200层，如图1所示，自脱乙烷塔底来的混合C3组分进入丙烯塔(1)进行传质传热，丙烯塔(1)顶部的组分进入丙烯塔(2)底部作为上升气相继续完成精馏操作， 塔(2)斧液通过中间泵送入塔(1)顶部作为液相内回流。塔(1)底的丙烷馏分经冷 却器冷却后送至罐区。塔(2)顶部蒸出的丙烯经塔顶冷却器后进入回流罐，回流 罐中的冷凝液一部分通过回流泵送回塔(2)顶作为回流，另一部分作为丙烯产品 经冷却器冷却后送至下游装置。工艺上要求塔顶丙烯产品体积分数(φ)≥99.50%，塔底丙烷产品体积分数(φ)＞95.00%。
图 1 气体分馏装置丙烯塔工艺流程示意 2分离序列的选择 在精馏的过程中需要强调如下内容：(1)在产品分离的过程中需要按照塔顶产品的挥发度依次递减的顺序进行逐个回收；(2)通过实验对最难分离的组分进行确定，并在精馏的过程中将其放在最末端进行分离；(3)进料按照塔顶和塔底各占50%的分馏比例进行安排；(4)如果是纯度要求比较高的产品，可以放在最后进行分离；(5)如果组分当中有容易造成系统结焦或者腐蚀的，需要在提高后续设备材质要求之后再强调稳定的操作；(6)如果混合物当中的组分存在沸点相差比较大的情况，而且有的组分需要在冷冻的条件下才能够进行分离，应当使进入到冷冻系统或者是冷冻等级更高的系统当中的组分尽可能减少，这样，最终的分离效果会更加理想。总的来讲，在精馏塔的具体工作实践中，精馏分离的顺序是有讲究的，如果不做科学规划，势必会导致工作难度的上升，而且精馏过程中会发生大量的能量损害，造成显著的成本攀升问题。基于节能考虑，对精馏分离的顺序做分析与选择，对实现节能效果意义显著。 3操作条件的优化 第一，科学选择回流比。精馏过程中的能量消耗多少与两个因素有关，其一是塔底再沸器的加热蒸汽量，其二则是塔顶冷凝器冷却水的使用量。从具体的实验分析来看，二者用量的多少与塔内上升的蒸汽量有关。在塔顶产品流量保持不变的情况下，上升蒸汽量与摩尔气体常数R为正比关系，则回流增大。此时，不管是蒸汽加热量还是冷却水的使用量均会呈现明显的增加状态，同时，操作费用
化工过程与设备课 程设计I 丙烯-丙烷精馏装置及其辅助设备的 设计 班级： 化工1402 学生姓名：雪林学号：20144105 3 指导教师：都健晓滨 磊 完成日期： 2017年7 ..
月1 日 理工大学 Dalian University of Technology ..
前言 化工原理课程是化学化工专业学生的专业基础课程，作为化工专业出身的学生，学好化工原理相关知识对今后从事化工专业相关工作及进一步深造科研都有着非常重要的意义。经过一年化工原理基础知识的学习，我们已经基本了解了化工原理在化工生产中的重要应用，同时也基本掌握了最基础的化工过程计算方法和设计原理。 本设计说明书主要包括概述、方案流程简介、精馏塔设计、再沸器设计、辅助设备设计、管路设计、控制方案和经济核算等部分，对丙烯-丙烷精馏装置进行了详细的分析设计计算和校核，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了详细的设计说明和校对。通过本次化工原理课程设计，完成了对丙烯-丙烷精馏装置的设计和计算，本次课程设计既是对化工原理课程学习的一个总结，充分利用所学的理论知识，也为今后从事化工相关行业工作打下良好的基础，在加深对所学知识的认识和理解的同时，也将所学的知识应用到实际化工生产设备的设计计算之中，锻炼了将理论应用于实际和理论联系实际的能力，相信课程设计在以后的学习、工作中都会起到良好的作用。 鉴于设计者经验和水平有限，本设计说明书中还存在很多问题和不足，希望老师给予指导和帮助。 ..
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目录 ..
1 丙烯——丙烷精馏过程工艺及设备概述 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石化等工业中得到广泛应用。精馏过程是在能量分离剂驱动下（有时外加质量分离剂），利用液相混合物中各组分挥发度不同，使气、液两相多次直接接触和分离，在此过程中易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备仪表等构成的精馏过程生产系统称为精馏装置。 1.1 设计的目的和意义 本次设计是为了确定一套年处理量为5×105kmol的丙烯—丙烷精馏装置的设备尺寸及性能参数，以获得较大的生产能力及较高的生产效率，并尽量节约能源，减少污染并得到较高的经济效益。 1.2 方案的确定和论证 1.2.1 精馏塔简介 精馏塔是精馏装置的核心设备，气、液两相在塔多级接触进行传质、传热，实现混合物的分离，为保证精馏过程能稳定、高效地操作，适宜的塔型及合理的设计是十分关键的。 精馏塔是一圆形筒体，塔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。 按照塔的件结构，塔设备可分为板式塔和填料塔两大类。在板式塔中，塔装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。在填料塔中，塔装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而上流动，与液体逆流传质。两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。 本设计选取的是板式塔。与填料塔相比较，在塔效率上，板式塔效率稳定；在液气比方面，板式塔适应围较达，而填料塔则对液体喷淋量有一定要求；在安装维修方面，板式塔相对比较容易进行；由于所设计的塔径较大，所以在造价上，板式塔比填料塔更经济一些；而且，板式塔的重量较轻。所以，在本次设计中，设计者选择了板式塔。 ..
化工原理课程设计-板式精馏塔的设 计(共28页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小--
化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计 2
摘要 ......................................................................................................... 错误!未定义书签。Abstract……………………………………………………………………………………………. 引言 第一章设计条件与任务......................................................... 错误!未定义书签。第二章设计方案的确定......................................................... 错误!未定义书签。第三章精馏塔的工艺计算................................................... 错误!未定义书签。 实际回流比 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 全塔物料衡算................................................................................... 错误!未定义书签。 塔板数的计算................................................................................... 错误!未定义书签。 理论塔板数 ................................................................................. 错误!未定义书签。 实际塔板数 ................................................................................. 错误!未定义书签。 精馏塔物性参数的计算 ................................................................ 错误!未定义书签。 操作压力计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。 操作温度计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。 平均摩尔质量计算 ..................................................................... 错误!未定义书签。 平均密度计算 ............................................................................. 错误!未定义书签。 液体表面张力计算 ..................................................................... 错误!未定义书签。 液体表面黏度计算 ..................................................................... 错误!未定义书签。 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算................................................... 错误!未定义书签。 塔径计算 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 精馏塔有效高度的计算 ............................................................. 错误!未定义书签。第四章塔板工艺尺寸的计算............................................. 错误!未定义书签。 精馏段塔板工艺尺寸的设计 ........................................................ 错误!未定义书签。 溢流装置的设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。 塔板设计 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 提馏段塔板工艺尺寸的设计 ........................................................ 错误!未定义书签。 溢流装置的设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。 塔板设计 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 塔板的流体力学性能验算 ............................................................. 错误!未定义书签。 精馏段塔板的流体力学性能验算 .............................................. 错误!未定义书签。 提馏段塔板的流体力学性能验算 .............................................. 错误!未定义书签。 塔板的负荷性能图........................................................................... 错误!未定义书签。 精馏段塔板的负荷性能图 .......................................................... 错误!未定义书签。 提馏段塔板的负荷性能图 .......................................................... 错误!未定义书签。 3
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。 本次课程设计，总体上是成功的，它使我对专业知识又有了一次较为全面的认识，并简单地完成了从理论知识到实际应用的过渡过程。 因为本人是第一次接触课程设计，经验十分有限，在参数的选择上、公式的代用以及计算上本设计都还存在许多错误，希望各位老师给予指正。 感谢老师的耐心指导和参阅！
目录 第一章概述 (3) 1.1精馏塔 (3) 1.2再沸器 (3) 1.3立式热虹吸特点 (3) 1.4冷凝器 (3) 第二章流程简介 (4) 2.1精馏装置流程 (4) 2.2工艺流程 (4) 2.3设备选用 (4) 2.4处理能力及产品质量 (4) 第三章精馏塔工艺设计 (4) 3.1设计条件 (4) 3.2物料衡算及热量衡算 (5) 3.3塔板数的计算 (6) 3.4精馏塔工艺设计 (8) 3.5溢流装置的设计 (9) 3.6塔板布置和其余结构尺寸的选取 (10) 3.7塔板流动性能校核 (10) 3.8负荷性能图 (12) 第四章再沸器的设计 (15) 4.1设计任务与设计条件 (15) 4.2估算设备尺寸 (16) 4.3传热系数的校核 (16) 4.4循环流量校核 (18) 第五章辅助设备的设计 (21) 5.1辅助容器的设计 (21) 5.2传热设备 (22) 5.3泵的设计 (23) 第六章管路设计 (26) 第七章控制方案 (26) 第八章学习设计心得 (27) 附录一主要符号说明 (28) 附录二源程序 (30) 附录三参考文献 (33)