海川化工论坛_ProII-塔设计例题说明(超值)
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如何输入精馏塔计算数据设计新流程必须先做简捷塔计算在关键字文件(KEYWOR D INPUTFILE)中输入。
可以以批处理模式(RUN BATCH)运行,也可通过IMPORT转换到图形画面(PROVIS ION)中以只运行模式(RUN ONLY)运行。
基本语句格式见培训例题SHORT.INP。
计算结果为理论板数、进料位置、塔顶/釜热负荷,为复杂塔计算做输入依据。
再做复杂塔计算既可在关键字文件中输入,又可在图形画面中输入。
在原简捷塔关键字文件中只需做少量修改即可,参见手册(PROIIKEYWOR D MANUAL)中第71章 COLUMN INPUT内容的语句规定输入。
基本语句格式见培训例题COLUMN.INP。
而在图形画面中输入,则要重新输入DISTILLATI ON模块,参见手册(PROIIUSER'S GUIDE)中第9章 COLUMN,DISTIL LATIO N内容的介绍。
其他部分内容可通过IMPORT转换成图形画面,省得再输入TITLE、COMP、THERMO、STREAM等内容。
可以做塔的水力学计算校核现有流程可直接做复杂塔计算,同上述。
如果用关键字输入,则参见手册(PROIIKEYWOR D MANUAL)的语句规定输入。
也可以先在图形画面中输入一个DISTILL ATION模块,将其各个功能都设置一个假设值,通过EXP ORT转换到关键字文件,再根据计算的要求,修改某项语句即可。
如果在图形画面中输入。
则参见手册(PROIIUSER'S GUIDE)中介绍的方法。
两种输入方法的比较:图形输入直观,有些功能不支持,所占内存空间较大,易死机。
关键字输入严谨,功能齐全,所占内存空间较小,从不死机。
第四章静设备篇第1题根据使用条件管道可分哪几类?答:管道按使用条件一般可分为以下几类:(1)水煤气输送管(2)无缝钢管(3)裂化用无缝钢管(4)锅炉用无缝钢管(5)高压无缝钢管(6)不锈、耐酸无缝管第2题管道连接方式有哪几种?答:管道连接方式有以下几种:(1)焊接:所有压力管道尽量采用焊接,管径大于32mm且厚度在4mm以上采用电焊;管径在32mm以下,厚度在3.5mm以下采用气焊。
(2)法兰:适用于一般管径、密封性要求高的管子连接。
(3)丝扣:适用于管径小于65mm,工作压力在4 kgf/cm2以下的温度低于100℃的水管或低压煤气管。
(4)活接头:适用于经常拆洗的物料管道。
(5)其它连接:如水泥砂浆接口、快速接头等。
第3题法兰的基本形式可分哪四类?答:可分为:(1) 整体法兰。
(2) 带颈对焊法兰。
(3) 平焊法兰。
(4) 松套法兰。
第4题法兰密封面型式有哪几类?答:有以下几类:(1)全平面;(2) 突面;(3) 凹凸面;(4) 榫槽面;(5) 环连接面;(6) 锥面。
第5题试述闸阀的结构和特点?答:闸阀又叫闸板阀,这种阀门的阀体内有一平板也叫闸板,与介质流动方向垂直,平板升起时阀即开启。
该种阀门由于阀杆的结构形式不同可分为明杆式和暗杆式两类。
闸阀的密封性能较好,流体阻力小,开启、关闭力较小,适用比较广泛。
它一般适用于大口径的管道上。
第6题试述截止阀的结构和特点?答:截止阀是利用装在阀杆下面的阀盘与阀体的突缘部分相配合来控制阀的启闭,它的结构较简单,维护方便,截止阀也可以调节流量,应用也较广泛,但流体阻力较大。
第7题试述安全阀的结构和特点?答:主要用于锅炉和压力容器上。
当介质压力超过规定数值时,自动开启,排除多余介质,直到压力降到一定数值后又自功关闭。
安全购有弹簧式和杠杆式。
弹簧式中又分封闭式和不封闭式。
弹簧式安全阀主要依靠弹簧的作用力而工作。
一般易燃、易爆或有毒介质应选用封闭式;蒸汽或惰性气体可选用不封闭式。
延迟焦化装置焦炭塔缺陷检验与分析合肥通用机械研究所压力容器检验站胡明东摘要延迟焦化装置焦炭塔是炼油厂的重要设备之一,由于操作条件苛刻,裙座焊缝开裂、塔体鼓凸变形和塔体环焊缝、堵焦阀接管角焊缝产生裂纹等问题屡屡发生,本文主要结合具体检验实例介绍焦炭塔缺陷检验与分析。
一、概况延迟焦化装置在国外已有70余年的发展历史,我国从上世纪60年代开始投产使用延迟焦化装置,而装置中的焦炭塔是炼油厂重要设备之一,塔顶部为半球形,中间为直筒体、下部为锥体,筒体内径有Φ5400mm、Φ6100mm、Φ7600mm、Φ8400mm,设计压力一般为0.3MPa、0.38MPa,操作压力为0.25MPa、0.27MPa,设计温度为475℃,工作介质为:渣油、焦炭、油气、水蒸气。
我国早期焦炭塔材质一般选用20g(也有用原西德HⅡ材料的),现在国内焦炭塔筒体设计选材有用15CrMoR(上部内衬405)、SB42(上部内衬SUS403)和14Cr1MoR等。
由于生产工艺的要求,焦炭塔的操作条件特别苛刻,一个生产周期需经历48小时的高温与冷却的循环过程并连续运行,已发现诸如塔体鼓凸变形和塔体环缝、堵焦阀接管角焊缝产生裂纹以及裙座角焊缝(裙座与塔体连接的焊缝)开裂等问题,特别是裙座角焊缝开裂问题尤为严重,国内曾发生过塔体与裙座脱开的严重事故,自上世纪80年代中期开始,国内有关使用单位和科研院所及高等学校就焦炭塔的变形、开裂机理和热机械疲劳剩余寿命进行过分析和研究,取得了一定的科研成果,如研究的沿裙座周围纵向开槽,可减少裙座的刚性约束和使约束下移,裙座角焊缝处的应力水平大幅度降低,改善了其受力状态。
从某炼油厂改造前后的焦炭塔检验结果看,裂纹的产生已大大减少,效果非常显著。
二、常见典型缺陷(一)塔体鼓凸变形焦炭塔操作过程中除内压、介质重量、自重等引起的应力外,还有因周期性温度循环所造成的温度梯度引起的热应力,根据我国有关科研院所及高等学校对国内焦炭塔进行的温度场、应变场现场测试结果可知,最大应变在塔体底部筒节,出现在升温结束至恒温开始的一段时间里。
设备基础知识1.为什么换热器一侧进出阀关闭,另一侧必须同时关闭?答:换热器一侧进出口阀关闭,不得将另一侧通入过冷或过热的流体,因为一侧村有液体或因阀门不严漏入液体或气体冷凝液时,另一侧通入热的流体可能会使液体汽化,造成壳体超压损坏,通入冷物料可能使另一侧的水或蒸汽凝液冻结而使换热器涨坏。
02.水换热器最常见的故障是什么?答:水换热器最常见的故障是结垢和腐蚀。
3.设备润滑的“五定”和油品的“三级”过滤是什么?答:五定:定点、定质、定量、定人、定时。
“三级”过滤:大桶到贮油槽(40~60目)、贮油槽到油壶(80目)、油壶到设备(100目)。
4.设备检查包括哪些内容?答:1)听设备的运行声音,观察温度、压力、流量、液位情况。
2)检查振动、轴承温度、机械密封泄漏。
3)检查润滑油油位、油质是否变质。
4)检查静密封泄漏。
5)检查冷却水密封冲洗系统是否正常。
6)检查设备防腐、保温、防冻、防风、防雷电情况。
7)检查设备清洁卫生。
5.机泵轴承油温上限为多少?答:正常轴承温度不超过80℃。
6.评价塔设备的基本性能指标有哪些?答:评价塔设备的基本性能指标有:生产能力、分离效率、适应能力、操作弹性、流体阻力。
7.离心泵常用的轴封装置有哪几种?答:离心泵常用的轴封装置有填料函、机械密封两种。
8.离心泵的主要性能参数有哪些?答:1)流量(Q),指单位时间内泵的排放量。
2)扬程(H),或称压头,指泵能给予单位重量液体的能量。
3)轴功率(W),指泵从电机获得的功率。
4)效率(η),指泵有效功率与轴功率的比值。
9.安全阀按其工作原理可分为哪几种型式?答:安全阀按其工作原理可分为:弹簧式、垂锤式、杠杆式、导向式。
其起跳压力为工作压力的1.05~1.1倍(气体介质),1.1~1.25倍(液体介质)。
10.离心泵与往复泵在启动上有什么区别?答:启动离心泵时,泵出口阀全关或稍开,启动后,待电机电流、出口压力稳定后,再慢慢打开出口阀。
启动往复泵时,必须先全开出口阀,并将泵冲程调至零,启动泵后,再将冲程调至所需值。
使用PROII模拟精馏塔设计流程--图文第一篇:使用PROII模拟精馏塔设计流程--图文脱轻塔模拟 shortcut运行结果可以看出最小回流比为5.58,最小理论板数75 因为利旧塔板数为106,塔板效率按70%算,操作塔板数为74.2,塔板数不满足,更改分离要求,塔顶正己烷含量提高至6%。
运行结果如图由图可知,综合考虑塔板数和回流比,选择理论板数74,进料位置22.49,回流比选择最小回流比的两倍8.84。
塔顶关键组分3MP塔底关键组分HEXANE 计算两纯组分在0.04MPag下的泡点(露点温度)分别为74和79℃,又两者在45摄氏度下均为液体,说明塔顶压力设置在0.04MPag是可行的。
塔板压降和塔顶压力主要看塔顶和塔顶的温度。
通过不断更改塔顶压力和塔板压降达到所需温度。
塔底再沸器设计因为塔底气相返回设置为20%,塔底物流经过再沸器的温度变化不大,故再沸器设计时选用固定再沸器热负荷的模式。
第二篇:采用CHEMCAD进行精馏塔模拟和设计任务1 精馏设计与严格模拟知识目标:理解轻、重关键组分的概念,理解回流比的概念,理解严格精馏的操作条件的合理组合,理解灵敏度分析的概念,理解精馏从简捷设计到严格模拟,再到尺寸设计的过程。
技能目标:掌握简捷精馏设计中对轻、重关键组分的设定,掌握严格精馏的操作条件的设定,使用灵敏度分析来优化严格精馏的设计,能使用CHEMCAD进行精馏的简捷设计、严格模拟和尺寸设计。
一、采用ChemCAD进行精馏塔简捷设计计算精馏设计采用芬斯克-恩特伍德-吉利兰-Kirkbride公式(Fenske-Underwood-Gillila-nd-Kirkbride),芬斯克公式求解精馏塔的最少理论塔板数;恩特伍德公式求解最小回流比;吉利兰计算实际回流比及其对应的塔板数;Kirkbride公式计算适宜的进料板位置,芬斯克公式也可以求解适宜的进料板位置。
例5-1-1 使用简捷法设计一个脱乙烷塔,从含有6个轻烃的混合物中回收乙烷,进料组成mol%:甲烷5,乙烷35,丙烯15,丙烷20,异丁烷10,正丁烷15;进料状态为饱和液相,压力为2.736MPa。
ProII-塔设计例题说明希望对初学者有所帮助。
具体内容为----------------------- Page 1-----------------------Prob-20 蒸馏塔设计算例(1)1、工艺条件有一泡点物料,F=100kgmol/hr;物料组分和组成如下:进料组分和组成组分 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12组成(mol% ) 1 79 12 82、设计要求试设计蒸馏塔,将C3 和C4 分离;塔顶物料要求butane 浓度小于0.1%,塔釜物料要求propane浓度小于0.1%;试确定该物料的进塔压力;塔的操作压力,理论板数,进料位置,回流比,冷凝器及再沸器热负荷;公用工程条件:冷却水30℃,蒸气4kg/cm2(温度143℃);冷凝器设计要求热物料入口温度与水进口温之差大于10℃,水的允许温升为10℃;再沸器冷物料入口温度与蒸气进口温差大于15℃。
塔的回流比取最小回流比的1.2倍。
模拟计算采用SRK方程;3、塔简化法提示简化法塔的操作压力无填写对话框,故进料的压力即默认为操作压力。
4、简化计算说明(1)须根据公用工程条件确定操作压力,即塔顶冷凝器须采用冷却水冷却,故塔顶上升气相温度应不低于40℃;塔釜再沸器采用蒸气加热,进再沸器物料温度不得高于128℃。
操作压力可以采用简化法试算,即先假设一操作压力,若温度未满足要求则调整压力,直至温度要求满足为止。
(2)采用简化法,求理论塔板数和回流比先假设操作压力8kg/cm2,简化法计算如下图及表所示:计算结果表明塔顶、塔釜温度分别为16℃和80.4℃,均不满足要求,故----------------------- Page 2-----------------------须提高塔的操作压力。
S2SCD1S1S3Stream Name S1 S2 S3 Stream DescriptionPhase Liquid Liquid Liq uidTemperature C 23.570 16.021 80. 430Pressure KG/CM2 8.000 8.0008.000Flowrate KG-MOL/HR 100.000 80.06019.940CompositionETHANE 0.010 0.012 0.000PROPANE 0.790 0.9870.001BUTANE 0.120 0.001 0 .598PENTANE 0.080 0.0000.401(3)再假设操作压力16kg/cm2,进行简化计算,结果如下表:Stream Name S1 S2 S3 Stream DescriptionPhase Liquid LiquidLiquidTemperature C 53.643 44.246 114.992Pressure KG/CM2 16.000 16.00016.000Flowrate KG-MOL/HR 100.000 80.06019.940CompositionETHANE 0.010 0.0120.000PROPANE 0.790 0.9870.001BUTANE 0.120 0.0010.598PENTANE 0.080 0.0000.401简化计算结果塔顶、塔釜温度分别为44.2℃和115℃,均满足要求,故设定压力合适。
第一章 板式精馏塔的设计1.1概述1.2板式精馏塔的设计原则与步骤1.3理论塔板数的确定1.4 塔板效率和实际塔板数1.5 板式精馏塔的结构设计1.6 板式精馏塔高度及其辅助设备1.7 板式精馏塔的计算机设计第二章 塔设备的机械计算2.1塔体及裙座的强度计算2.2塔盘板及其支撑梁的强度、挠度计算2.3塔盘技术条件2.4塔盘支撑件的尺寸公差附录第一章:板式精馏塔的设计1.1概述蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。
蒸馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
蒸馏过程按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
间歇蒸馏是一种不稳态操作,主要应用于批量生产或某些有特殊要求的场合;连续蒸馏为稳态的连续过程,是化工生产常用的方法。
蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。
简单蒸馏是一种单级蒸馏操作,常以间歇方式进行。
平衡蒸馏又称闪蒸,也是一种单级蒸馏操作,常以连续方式进行。
简单蒸馏和平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。
对于较难分离的体系可采用精馏,用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。
特殊精馏是在物系中加入第三组分,改变被分离组分的活度系数,增大组分间的相对挥发度,达到有效分离的目的。
特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。
精馏过程按操作压强可分为常压精馏、加压精馏和减压精馏。
一般说来,当总压强增大时,平衡时气相浓度与液相浓度接近,对分离不利,但对在常压下为气态的混合物,可采用加压精馏;沸点高又是热敏性的混合液,可采用减压精馏。
虽然工业生产中以多组分精馏为常见,但为简化起见,本章主要介绍两组分连续精馏过程的设计计算。
1.2板式精馏塔的设计原则与步骤1.2.1设计原则总的原则是尽可能多地采用先进的技术,使生产达到技术先进、经济合理的要求,符合优质、高产、安全、低能耗的原则,具体考虑以下几点。
常压系统流程模拟计算一、工艺流程简述常减压装置是我国最基本的原油加工的装置之一。
主要包括换热器系统、常压系统、减压系统。
常压系统是原油通过换热网络换热到一定温度后,再进到常压加热炉加热到要求的温度,常压加热炉要求的出口温度与原油的性质,拔出率有关,一般要求常压炉出口汽化率大于常压塔所有侧线产品一定的比例,这个比例叫过汽化率,一般为2~5%(wt)。
常压加热炉出口达到一定温度和汽化率的原油,进到常压塔的进料段,油汽往上走,常压塔侧线抽出,一至四个左右的侧线产品,为控制侧线产品的干点,抽出的侧线产品进到侧线产品汽提塔中汽提,冷却后出装置,常压塔进料产品与出料产品之间的焓差,叫剩余热,为回叫这部份热量,常压塔的各产品段有中段回流抽出,与冷原油换热后返回塔内。
塔底抽出常压重油,为提高拔出率和减少塔底结焦,有塔底还通入一定量的蒸汽。
常压系统分离其工流流程如图1所示,所涉及主要模块有原油混合器(M1)、常压加热炉(E1)、常压塔(T1)。
图1 常压系统模拟计算流程图1进常压炉原油; 2进常压塔原油;W塔顶切水;GN常顶油;CC1常一线去汽提塔;S1常一线汽提蒸汽CC2常二线去汽提塔;S2常二线汽提蒸汽;CC3常三线去汽提塔;S3常三线汽提蒸汽;CP4常四线产品;SS常底汽提蒸汽;CB常底油二、需要输入的主要参数1、装置进料数据2、单元操作参数3、设计规定及模拟技巧3.1原油蒸馏数据的重要性3.2常压炉出口汽化率的确认3.3分步模拟第一步:只考虑常压塔进出料,不考虑中段回流和汽提塔,汽提蒸汽考虑直接进至常压塔,如图2所示。
第二步:只考虑汽提塔,不考虑中段回流,如图3所示。
第三步:考虑汽提塔,中段回流考虑为侧线冷却器,如图3所示。
第四步:考虑汽提塔,考虑中段回流,如图1所示。
图2 常压系统模拟计算流程图图3 常压系统模拟计算流程图三、软件版本采用PRO / II 软件8.0版本四、主要计算结果根据以上输入条件和设计规定。
设备基础知识1.为什么换热器一侧进出阀关闭,另一侧必须同时关闭?答:换热器一侧进出口阀关闭,不得将另一侧通入过冷或过热的流体,因为一侧村有液体或因阀门不严漏入液体或气体冷凝液时,另一侧通入热的流体可能会使液体汽化,造成壳体超压损坏,通入冷物料可能使另一侧的水或蒸汽凝液冻结而使换热器涨坏。
02.水换热器最常见的故障是什么?答:水换热器最常见的故障是结垢和腐蚀。
3.设备润滑的“五定”和油品的“三级”过滤是什么?答:五定:定点、定质、定量、定人、定时。
“三级”过滤:大桶到贮油槽(40~60目)、贮油槽到油壶(80目)、油壶到设备(100目)。
4.设备检查包括哪些内容?答:1)听设备的运行声音,观察温度、压力、流量、液位情况。
2)检查振动、轴承温度、机械密封泄漏。
3)检查润滑油油位、油质是否变质。
4)检查静密封泄漏。
5)检查冷却水密封冲洗系统是否正常。
6)检查设备防腐、保温、防冻、防风、防雷电情况。
7)检查设备清洁卫生。
5.机泵轴承油温上限为多少?答:正常轴承温度不超过80℃。
6.评价塔设备的基本性能指标有哪些?答:评价塔设备的基本性能指标有:生产能力、分离效率、适应能力、操作弹性、流体阻力。
7.离心泵常用的轴封装置有哪几种?答:离心泵常用的轴封装置有填料函、机械密封两种。
8.离心泵的主要性能参数有哪些?答:1)流量(Q),指单位时间内泵的排放量。
2)扬程(H),或称压头,指泵能给予单位重量液体的能量。
3)轴功率(W),指泵从电机获得的功率。
4)效率(η),指泵有效功率与轴功率的比值。
9.安全阀按其工作原理可分为哪几种型式?答:安全阀按其工作原理可分为:弹簧式、垂锤式、杠杆式、导向式。
其起跳压力为工作压力的1.05~1.1倍(气体介质),1.1~1.25倍(液体介质)。
10.离心泵与往复泵在启动上有什么区别?答:启动离心泵时,泵出口阀全关或稍开,启动后,待电机电流、出口压力稳定后,再慢慢打开出口阀。
启动往复泵时,必须先全开出口阀,并将泵冲程调至零,启动泵后,再将冲程调至所需值。
海川化工论坛_工艺技术问答第一部分工艺技术问答目录一、反应部分基础知识及操作法…………………… 1~14二、分馏部分基础知识及操作法……………………15~24三、脱硫部分基础知识及操作法……………………25~28四、加热炉部分基础知识及操作法…………………28~33一、反应部分基础知识及操作法1、什么叫加氢裂化?加氢裂化是烃类在高温高压和一定的氢分压和催化剂存在下转化为低分子产物的过程。
2、什么叫加氢精制?加氢精制是对加氢裂化的原料预处理,除去原料油中能使加氢裂化催化剂中毒的要素,提高催化剂的活性及使用寿命,改善产品的分布。
3、什么是催化剂?它在催化反应过程中起什么作用?催化作用的特征有哪些?答:在化学反应过程中能改变反应速度而本身的化学性质在反应前后保持不变的物质叫做催化剂。
催化剂在化学反应过程中改变了化学反应的途径,降低了化学反应活化能,使反应物分子更容易达到活化状态进行反应,大大降低了反应所需的温度。
催化作用只能改变反应速度,不能改变化学平衡状态,但却缩短了达到平衡的时间,在可逆反应中,能以同样的倍率提高正、逆反应的速度。
催化作用是有选择性的,不同的催化剂可使反应物朝不同的方向反应生成不同的产物,但一种催化剂在一定的条件下只能加速一种化学反应。
4、开工时为什么要对催化剂进行干燥?答:因为大多数催化剂都是以氧化铝或含硅氧化铝为担体,而担体这种多孔物质的吸水性能很强,可达35%;在开工进油时,热的油气一旦与湿的催化剂接触,催化剂中的水分迅速汽化,这时未与油气接触的后部催化剂仍是冷的,下行的水蒸汽被催化剂冷凝吸附时要放出大量的热,由于热应力作用会使催化剂颗粒破碎;其次,这种快速而反复的汽化一冷凝过程会降低催化剂的活性和影响预硫化的效果。
所以,在开工前要对催化剂进行热干燥。
5、加氢裂化过程主要发生哪几种化学反应?答:主要发生以下化学反应:1)含硫、含氮、含氧化合物等非烃类的加氢分解反应;2)烷烃的加氢裂化反应;3)环烷烃的开环反应;4)烷烃和环烷烃的异构化反应;5)烯烃和芳烃的加氢饱和反应;6)烷基芳烃的断链反应。
173528473.docPAGE 1 OF 84. 1.1/2” 及以下管道现场制做原则 4. 1总则由于1.1/2” 及以下管线可能会有较多不可预见的现声场修改故这些单根管线采用现场制做的原则在管道平面布置图及轴图中不在标出 , 但相应管架材料在管架材料汇总表中 (3021-A00-00-PM55 已做统计。
4. 2制做原则4.2.1 应尽量避免管架与1.1/2”及以下的管子直接焊接, 当这类焊接无法避免时,相连接管架材料应与管道材料相同。
4.2.2不管管道中为何种物料,管架的最大间距不应超过 3米,并且应按如下规定安装导向架:4.2.2.1无论管道中的物料温度为何,管廊上管道的导向架应距离管线拐角处 6米以上4.2.2.2水平直管的导向架间距应为 6~12米4.2.2.3垂直立管上的导向架间距应在 3米以内导向架173528473.docPAGE 2 OF 84.2.3对于裸管应采用《标准管架图》的固定架和导向架并现场安装。
4.2.3对于保温管线(包括保温、伴热和人身防护管线或保冷管线应根据其保温或保冷厚度安装相应的保温或保冷管托并根据需要安装固定架及导向架。
3 mm 1 mm 3 mm 固定架导向架173528473.docPAGE 3 OF 84.2.4. 在4”及以上的管线临近的小管可以按照系列方式用临近的管线支4.2.5阀门的支承规定如下4.2.5.1一般阀门:阀门的进口或出口应当用 U 型螺栓或 U 型钢带加以固定固定架导向架4.2.5.2控制阀:控制阀的进口或出口应当用 U 型螺栓或 U 型钢带加以固定4.2.6 软管站的管架应如下所示:173528473.doc PAGE 4 OF 84.2.7蒸汽疏水器的管架应如下图所示:4.2.8 对于口径≤ 1/2” 的管线应用不小于 L30X30的等边角钢在管廊上全程保护支架都应作用在连续支撑的角钢上 , 在装置内可不用角钢但跨距不得大于 1.5米并用“ U ” 型管夹固定。
塔的水力学计算手册1.目的与适用范围 (1)2.塔设备特性 (1)3.名词术语和定义 (1)4.浮阀/筛孔板式塔盘的设计 (1)5.填料塔的设计 (9)1.目的与适用范围为提高工艺工程师的设计质量,推广计算机应用而编写本手册。
本手册是针对气液传质塔设备中的普遍性问题而编写。
对于某些具体塔设备的数据(比如:某生产流程中针对某塔设备的板效率而采用的计算关联式,或者对于某吸收填料塔的传质单元高度或等板高度而采用的具体计算公式)则未予收入。
本设计手册以应用为主,主要是指导性的计算方法和步骤,并配合相应的计算程序,具体公式及理论推阐可参考有关文献。
2.塔设备特性作为气(汽)、液两相传质用的塔设备,首先必须能使气(汽)、液两相得到充分的接触,以得到较高的传质分离效率。
此外,塔设备还应具有以下一些特点:(1)当气(汽)、液处理量过大(超过设计值)时,仍不致于发生大量的雾沫挟带或液泛等影响正常操作的现象。
(2)当操作波动(设计值的50%~120%)较大时,仍能维持在较高的传质效率下稳定操作,并具有长期连续操作所必须具备的可靠性。
(3)塔压力降尽量小。
(4)结构简单、耗材少、制造和安装容易。
(5)耐腐蚀、不易堵塞。
(6)塔内的滞留液量要小。
3.名词术语和定义3.1 塔径(tower diameter),D T塔筒体内壁直径,见图3.1-(a)。
3.2 板间距(tray spacing),H T塔内相邻两层塔盘间的距离,见图3.1-(a)。
3.3 降液管(downcomer),DC各层塔盘之间专供液相流体通过的组件,单溢流型塔盘为侧降液管,双溢流型塔盘有侧降液管和中央降液管,三或多溢流型塔盘有侧降液管、偏侧降液管、偏中央降液管及中央降液管。
3.4 降液管顶部宽度(DC top width),Wd弓形降液管面积的弦高。
掠堰另有算法,见图3.1-(a),-(b)。
3.5 降液管底间隙(DC clearance),ho降液管底部边缘至塔盘(或受液盘)之间的距离,见图3.1-(a)。
用chemcad模拟年产15,000吨甲乙酮工艺过程罗胜(安徽工程科技学院生化系芜湖241000)摘要本文简要介绍了当前主流化工设计和流程模拟软件ChemCAD的应用范围、使用方法及其功能扩展。
ChemCAD是美国Chemstations公司开发的化工流程模拟软件, 广泛应用于化学和石油工业、炼油、油气加工等领域中,为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。
工业化生产甲乙酮主要有正丁烯两步法和丁烷液相氧化法2种方法。
国外主要生产厂家有ExxonMobil 化学公司、Shell 公司和日本丸善石油化学株式会社,国内生产厂家有新疆独山子天利高新技术有限公司,辽宁抚顺石油化工二厂,山东齐翔腾达化工有限公司、山东济南炼油厂等10 家。
2002 年我国甲乙酮的市场表观消费量为1712 万t ,主要消费区域在华南和华东。
2004年全球甲乙酮产能约130万t/ a,总需求量约为100万t/ a。
截至2005年上半年,我国甲乙酮的总生产能力约为21万t/ a;预计2010年我国甲乙酮的总生产能力将达3510万t/ a,总需求量将达到约3415万t /a。
关键词:ChemCAD;甲乙酮;生产方法;生产能力。
Simulating the Methyl Ethyl Ketone production of 1,500 tons peryear by ChemCADLuo sheng(Anhui University of Technology & Science The biochemistry engineering department luosheng241000)AbstractThe range of application,detailed operation method and function's expansion of ChemCAD,a software of design and simulation of chemical engineering process,has been introduced in this paper. ChemCAD produced by Chemstations Inc U.S.A is a process simulator for modeling steady state and unsteady state processsystems.It is used widely in many fields such as chemical engineering, petrochemistry, oil refining, oil gas process etc.N-Butylene based two-step process and butane based liquid oxidation process are the main commercial methods for methyl ethyl ketone production. The main foreign producers are Exxon Mobil , Shell and Maruze ,and there are 10 producer at home , i.e. Xinjiang Dushanzi Tianli Company ,Liaoning Fushun No. 2 Petrochemical Plant ,Shandong Qixiang Tengda Chemical Company and Shandong Ji’nan Refinery. In 2002 , the apparent consumption of methyl ethyl ketone in China was 17.120 million tons with the main consume area in east and south of China. In 2004 the global production capacity of methyl ethylketone was about 1.30million tons, total demand was 1 million tons. By the first half year of 2005, the production capacityofmethyl ethyl ketone was 210 thousand tons per year in China. It is forecasted that in 2010 the product capacity and demand would be 35.10 million tons and 34.15 million tons respectively.Keyword:ChemCAD;methyl ethyl ketone;commercial methods;product capacity.用chemcad模拟年产15,000吨甲乙酮工艺过程 (1)插图清单 (4)表格清单 (5)引言 (6)第1章概述 (7)1.1 ChemCAD流程模拟软件简介 (7)1.2 ChemCAD流程模拟软件的使用方法 (8)1.3 甲乙酮的性质及用途 (8)1.4 甲乙酮的生产技术 (8)1.5 世界甲乙酮的生产能力及消费现状 (10)第2章本次设计采用的甲乙酮生产方法和工艺流程简介 (13)2.1 本次设计采用的甲乙酮生产方法 (13)2.2 本次设计采用的甲乙酮工艺流程简述 (14)第3章用ChemCAD模拟甲乙酮的生产工艺过程 (18)3.1 画流程图 (18)3.2 用ChemCAD模拟工艺流程 (19)3.3 对MEK合成与精制工段(第四工段)物料衡算 (29)3.4 对MEK合成与精制工段(第四工段)进行能量衡算 (30)第4章设备设计 (34)4.1 画流程图 (34)4.2 用ChemCAD模拟工艺流程 (34)结论与展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)图2-1 间接水合工艺流程图. (13)图2-2 气相脱氢流程图 (14)图3-1 TPXY (24)图3-2 Binodal Plot (24)图3-3 7号塔Tower Profiles (25)图3-4 8号塔Tower Profiles (25)图3-5 7号塔Distillation Curves (26)图3-6 8号塔Distillation Curves (26)图3-7 3号换热器Heat Curves (27)图3-8 4号换热器Heat Curves (27)图3-9 16号换热器Heat Curves (28)图3-10 17号换热器Heat Curves (28)图4-1 设备设计流程图(ChemCAD图) (34)图4-2 Tower Profiles (36)大图1 第一,第二工段工艺流程图(AutoCAD图) (40)大图2 第三,第四工段工艺流程图(AutoCAD图) (41)大图3 板式精馏塔设计图(AutoCAD图) (42)大图4 厂房设计图(AutoCAD图) (43)大图5 第四工段工艺流程图(ChemCAD图) (44)表1-1 2004年世界甲乙酮主要生产厂家情况 (11)表1-2 2005 年我国甲乙酮主要生产厂家情况. (11)表3-1 流程图数据框 (18)表3-2 整个系统的物料平衡数据框 (19)表3-3 严格精馏塔数据框 (20)表3-4 闪蒸器数据框 (20)表3-5 换热器数据框 (20)表3-6 加热炉数据框 (21)表3-7 化学计量反应器数据框 (21)表3-8 泵数据框 (21)表3-9 控制器数据框 (21)表3-10 组分分离器数据框 (22)表3-11 所有流股性质数据框 (22)表3-12 严格精馏塔物料衡算表 (29)表3-13 闪蒸器物料衡算表 (29)表3-14 反应器物料衡算表 (30)表3-15 严格精馏塔能量衡算表 (30)表3-16 闪蒸器能量衡算表 (31)表3-17 换热器能量衡算表 (31)表3-18 化学计量反应器能量衡算表 (32)表3-19 泵进行能量衡算表 (32)表3-20 总物料焓变表 (32)表3-21 设备向系统提供的功率表 (33)表4-1 塔设备类型表 (34)表4-2 整个系统的物料平衡数据框 (35)表4-3 严格精馏塔数据框 (35)表4-4 所有流股性质数据框 (36)引言ChemCAD是由Chemstations公司推出的一款极具应用和推广价值的软件,它主要用于化工生产方面的工艺开发、优化设计和技术改造[1-3]。
[海川hcbbs]化工工艺图识图基础知识工艺流程图识图基础知识工艺流程图是工艺设计的关键文件,同时也是生产过程中的指导工具。
而在这里我们要讲的只是其在运用于生产实际中大家应了解的基础知识(涉及化工工艺流程设计的内容有兴趣的师傅可以找些资料来看)。
它以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物量和能量的变化过程。
流程图是管道、仪表、设备设计和装置布置专业的设计基础,也是操作运行及检修的指南。
在生产实际中我们经常能见到的表述流程的工艺图纸一般只有两种,也就是大家所知道的PFD和P&ID。
PFD实际上是英文单词的词头缩写,全称为Process Flow Diagram,翻译议成中文就是“工艺流程图”的意思。
而P&ID也是英文单词的词头缩写,全称为Piping and Instrumentation Diagram,“&”在英语中表示and。
整句翻译过来就是“工艺管道及仪表流程图”。
二者的主要区别就是图中所表达内容多少的不同,PFD较P&ID内容简单。
更明了的解释就是P&ID图纸里面基本上包括了现场中所有的管件、阀门、仪表控制点等,非常全面,而PFD图将整个生产过程表述明白就可以了,不必将所有的阀门、管件、仪表都画出来。
另外,还有一种图纸虽不是表述流程的,但也很重要即设备布置图。
但相对以上两类图而言,读起来要容易得多,所以在后面只做简要介绍。
下面就介绍一下大家在图纸中经常看到的一些内容及表示方法。
1 流程图主要内容不管是哪一种,那一类流程图,概括起来里面的内容大体上包括图形、标注、图例、标题栏等四部分,我们在拿到一张图纸后,首先就是整体的认识一下它的主要内容。
具体内容分别如下:a 图形将全部工艺设备按简单形式展开在同一平面上,再配以连接的主、辅管线及管件,阀门、仪表控制点等符号。
b 标注主要注写设备位号及名称、管段编号、控制点代号、必要的尺寸数据等。
Prob-20 蒸馏塔设计算例(1)1、工艺条件有一泡点物料, F=100kgmol/hr;物料组分和组成如下:进料组分和组成C5H12C4H10C3H8组分 C2H6组成(mol%) 1 79 12 82、设计要求试设计蒸馏塔,将C3和C4分离;塔顶物料要求butane浓度小于0.1%,塔釜物料要求propane浓度小于0.1%;试确定该物料的进塔压力;塔的操作压力,理论板数,进料位置,回流比,冷凝器及再沸器热负荷;公用工程条件:冷却水30℃,蒸气4kg/cm2(温度143℃);冷凝器设计要求热物料入口温度与水进口温之差大于10℃,水的允许温升为10℃;再沸器冷物料入口温度与蒸气进口温差大于15℃。
塔的回流比取最小回流比的1.2倍。
模拟计算采用SRK方程;3、塔简化法提示简化法塔的操作压力无填写对话框,故进料的压力即默认为操作压力。
4、简化计算说明(1) 须根据公用工程条件确定操作压力,即塔顶冷凝器须采用冷却水冷却,故塔顶上升气相温度应不低于40℃;塔釜再沸器采用蒸气加热,进再沸器物料温度不得高于128℃。
操作压力可以采用简化法试算,即先假设一操作压力,若温度未满足要求则调整压力,直至温度要求满足为止。
(2) 采用简化法,求理论塔板数和回流比先假设操作压力8kg/cm2,简化法计算如下图及表所示:计算结果表明塔顶、塔釜温度分别为16℃和80.4℃,均不满足要求,故须提高塔的操作压力。
Stream NameStream DescriptionPhaseTemperature Pressure Flowrate Composition ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE CKG/CM2KG-MOL/HRS1Liquid23.5708.000100.0000.0100.7900.1200.080S2Liquid16.0218.00080.0600.0120.9870.0010.000S3Liquid80.4308.00019.9400.0000.0010.5980.401(3) 再假设操作压力16kg/cm2,进行简化计算,结果如下表: Stream NameStream DescriptionPhaseTemperature Pressure Flowrate Composition ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE CKG/CM2KG-MOL/HRS1Liquid53.64316.000100.0000.0100.7900.1200.080S2Liquid44.24616.00080.0600.0120.9870.0010.000S3Liquid114.99216.00019.9400.0000.0010.5980.401简化计算结果塔顶、塔釜温度分别为44.2℃和115℃,均满足要求,故设定压力合适。
简化计算的详细结果如下:MINIMUM REFLUX RATIO 1.07745 FEED CONDITION Q 1.00000 FENSKE MINIMUM TRAYS 16.76383 OPERATING REFLUX RATIO 1.20 * R-MINIMUMTOTAL FEED R/R-MIN M/M-MIN REFLUX DUTY, M*KCAL/HRTRAYS TRAY RATIO CONDENSER REBOILER----- ---- ------- ------- ------ ---------- ----------42 14 1.100 2.476 1.185 -5.246E-01 5.560E-0139 13 1.150 2.349 1.239 -5.375E-01 5.689E-0138 13 1.200 2.246 1.293 -5.505E-01 5.819E-0136 12 1.250 2.156 1.347 -5.634E-01 5.948E-0135 12 1.300 2.076 1.401 -5.763E-01 6.077E-01简化法计算给出围绕规定的操作回流比和最小回流比的倍数(本例1.2)共5个工况的计算结果,供用户选择。
可取操作压力16kg/cm2,理论板38块,进料位置13块,回流比1.293,作为严格计算的条件。
(4)塔的操作压力计算机自动确定方法方法1:应用反馈控制求取采用反馈控制功能计算塔的操作压力。
此时控制目标可设为塔顶的操作温度,如42℃,由于简化法模块不支持塔压作为控制变量,故控制变量须设为进料的压力。
计算结果如下:Stream NameStream DescriptionPhaseTemperature Pressure Flowrate Composition ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE CKG/CM2KG-MOL/HRS1Liquid51.19715.199100.0000.0100.7900.1200.080S2Liquid41.96715.19980.0600.0120.9870.0010.000S3Liquid112.19215.19919.9400.0000.0010.5980.401可以看出,当塔压为15.2kg/cm2时,塔顶、塔釜温度均符合设计要求。
方法2:应用灵敏度分析求取采用case study模块,做不同进料压力下的简化法计算,结果如下: CYCLE PRES TEMP1 TEMP2NUMBER KG/CM2 C C------ ------------ ------------ ------------Base 8.0000 16.0208 80.42951 8.0000 16.0208 80.42952 9.0000 20.4519 85.84353 10.0000 24.5353 90.83744 11.0000 28.3304 95.48035 12.0000 31.8817 99.82816 13.0000 35.2239 103.92277 14.0000 38.3846 107.79778 15.0000 41.3860 111.48009 16.0000 44.2462 114.991810 17.0000 46.9803 118.3516可以看出,塔压为15kg/cm2以上时,塔顶、塔釜的温度均符合设计要求,可从中选取适当者。
5、严格法计算(1) 计算条件严格法条件和简化法略有不同,兹简述如下:塔顶压力设为16kg/cm2,冷凝器压力15.8kg/cm2,全塔压降0.2kg/cm2;进料压力设为16.5kg/cm2;设计规定1:回流比1.293;设计规定2:塔顶采出量80kgmol/hr;其余参数采用简化法计算结果。
(2) 计算结果STREAM ID S1 S2 S3PHASE LIQUID LIQUID LIQUIDFLUID MOLAR FRACTIONS1 ETHANE 1.0000E-02 0.0125 2.4704E-142 PROPANE 0.7900 0.9867 3.1377E-033 BUTANE 0.1200 7.8392E-04 0.59694 PENTANE 0.0800 1.7163E-07 0.4000TOTAL RATE, KG-MOL/HR 100.0000 80.0000 20.0000 TEMPERATURE, C 55.1282 43.6750 115.4374PRESSURE, KG/CM2 16.5000 15.8000 16.2000分析计算结果,塔顶物料中butane的浓度为0.00078,超出分离要求;塔釜物料中propane浓度为0.0031,尚未达要求,故须进一步调整操作条件,使之达到设计要求。
调整方法1:人工调整,由于塔顶物料中butane浓度超出分离要求,故可适当增加塔顶采出量,设调整为80.07kgmol/hr,则各物料组成如下:STREAM ID S1 S2 S3NAMEPHASE LIQUID LIQUID LIQUIDFLUID MOLAR FRACTIONS1 ETHANE 1.0000E-02 0.0125 4.6558E-162 PROPANE 0.7900 0.9866 7.8067E-063 BUTANE 0.1200 8.7565E-04 0.59864 PENTANE 0.0800 1.8125E-07 0.4014TOTAL RATE, KG-MOL/HR 100.0000 80.0700 19.9300TEMPERATURE, C 55.1282 43.6794 115.7705PRESSURE, KG/CM2 16.5000 15.8000 16.2000此时,塔顶、塔釜分离要求均达到,操作压力、温度均符合规定工艺条件。
计算符合要求。
调整方法2:改变塔计算的工艺规定设置,设定塔顶、塔釜的分离要求均为0.001。
计算结果如下:STREAM ID S1 S2 S3NAMEPHASE LIQUID LIQUID LIQUIDFLUID MOLAR FRACTIONS1 ETHANE 1.0000E-02 0.0125 1.2051E-142 PROPANE 0.7900 0.9865 1.0000E-033 BUTANE 0.1200 1.0002E-03 0.59784 PENTANE 0.0800 2.2914E-07 0.4012TOTAL RATE, KG-MOL/HR 100.0000 80.0602 19.9398TEMPERATURE, C 55.1282 43.6840 115.6753 PRESSURE, KG/CM2 16.5000 15.8000 16.2000-------- REFLUX RATIOS --------MOLAR WEIGHT STD L VOL --------- --------- ---------REFLUX / FEED STREAM S1 0.9870 0.9056 0.9466 REFLUX / LIQUID DISTILLATE 1.2329 1.2329 1.2329由于规定了塔顶、塔釜的分离要求,从计算结果可以看出塔顶butane和塔釜propane的浓度均达到0.001。
而回流比只有1.2329,比简化法计算所得的1.293略小。
6、进料位置分析塔的工艺条件全面满足后,还须分析进料位置是否恰当,是否是最佳进料位置。
在蒸馏塔设计中进料板位置分析十分重要,绝对不能忽视。
可以采用优化器或其它多种方法来确定最佳进料板位置;其中灵敏度分析是较准确、可靠的方法。