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丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案
丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案：
1. 设备选型
根据分离塔的要求和工艺参数，选择适合的材料和设备，如
塔板、填料、冷却器、泵等。
2. 分离塔设计
根据丙烯丙烷的物理性质和分离要求，设计合适的分离塔结构、板式或填料塔，并确定塔的直径、高度和塔板的数量。
3. 辅助设备配置
配置必要的辅助设备，如冷却器、加热器、冷凝器、泵等，
以确保丙烯丙烷分离过程中的温度、压力和流体流动的稳定性。
4. 安全防护
设计相应的安全防护装置，如压力监控系统、泄漏报警系统等，确保分离塔运行过程中的安全性。
5. 自动化控制
配置适当的自动化控制系统，监控和控制丙烯丙烷分离过程
中的参数，实现自动化操作，提高生产效率。
6. 节能环保
考虑节能、环保要求，选择节能设备和清洁生产技术，减少
对环境的影响。
7. 设备维护
设计易于维护的设备结构，定期对设备进行检修和保养，延
长设备寿命，确保生产的持续进行。
以上是丙烯丙烷分离塔及辅助设备的设计方案，通过合理的选择设备和设计参数，确保分离过程的高效、稳定和安全。
抱歉，我无法完成这个要求。
![毕业设计论文—年产量为8万吨丙烯的精馏工艺装置设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/325aa5263186bceb18e8bb8a.png)
毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：年产万吨丙烯精馏塔的工艺设计（论文）的主要任务及目标：通过本次毕业设计加深学生精馏过程的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本毕业设计的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。
撰写设计说明书一份（不少于8000字）；绘制主要设备装配图一张；绘制带控制点的工艺流程图一张。
2.（论文）的基本要求和内容：1）设计方案的选择及流程说明；2）物料衡算、热量衡算；3）塔板数、塔径计算；4）溢流装置、塔盘设计；5）流体力学计算、塔板负荷性能图；6）绘制带控制点的工艺流程图一张、主体设备装配图一张。
7）完成设计说明书一份（不少于8000字）。
1）设计原始数据见下表原始数据2）操作压力p=3）年开工时间为8000h；4）年生产能力 54000t。
目录摘要 (I)第1章绪论 (2)丙烯的性质 (2)丙烯的物理性质 (2)丙烯的化学性质 (2)丙烯的发展前景 (2)丙烯的生产技术进展 (3)概况 (3)丙烯的来源 (3)丙烯的生产方法 (3)丙烯生产新技术现状及发展趋势 (3)第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4)确定关键组分 (4) (5) (7)塔温的确定 (7)确定进料温度 (7)确定塔顶温度 (7)确定塔釜温度 (8)第3章精馏塔板数及塔径的计算 (9)塔板数的计算 (9)最小回流比的计算 (9)计算最少理论板数 (10)塔板数和实际回流比的确定 (10)确定进料位置 (10)全塔热量衡算 (11)冷凝器的热量衡算 (11)再沸器的热量衡算 (11)全塔热量衡算 (12)板间距离的选定和塔径的确定 (12)计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度 (12)求液体及气体的体积流量 (14)初选板间距及塔径的估算 (15)浮阀塔塔板结构尺寸确定 (16) (16)溢流堰及降液管设计计算 (18)塔高的计算 (19)第四章流体力学计算及塔板负荷性能图 (20)水利学计算 (20)塔板总压力降的计算 (20)雾沫夹带 (21)淹塔情况校核 (24)浮阀塔的负荷性能图 (25)雾沫夹带线 (25)液泛线 (26)降液管超负荷线 (27) (27)液相下限线 (27)操作点 (28)总论 (29)致谢 (30)参考文献 (32)附录 (34)摘要本设计任务为设计一个精馏塔来进行丙烯－丙烷混合物的分离，采用连续操作方式的浮阀精馏塔。
丙烯——丙烷精馏塔的机械设计Abstract选材的各种强度指标，设计压力与设计温度的确定，壁厚计算，各结构强度校核等及塔结构设计，确保塔的高效生产。
Key Words：许用应力；稳定性；强度；结构Contents.Abstract (I)1 前言 (1)1.1 塔设备的现状与发展 (1)1.2 塔设备的分类及一般构造 (1)1.3 塔设备的材料 (2)1.4 简述本设计中选用的塔板形式——浮阀塔 (2)2 塔的机械强度设计 (4)2.1 主要设计条件及工艺参数 (4)2.2 选择材料 (4)2.3 按计算压力计算筒体和封头的壁厚 (4)2.4 塔的质量载荷计算 (4)2.4.1 塔壳和裙座的质量 (4)2.4.2 塔内构件质量 (5)2.4.3 人孔、法兰、接管与附属物的质量 (5)2.4.4 保温材料质量 (5)2.4.5 平台、扶梯质量 (5)2.4.6 操作时塔内物料质量 (5)2.4.7 充水质量 (5)2.4.8 全塔操作质量 (6)2.4.9 全塔最小质量 (6)2.4.10 全塔最大质量 (6)2.5 塔的自振周期计算 (6)2.6地震载荷计算 (7)2.7 风载荷计算 (8)2.7.1 风力计算 (8)2.7.2 风弯矩计算 (9)2.7.3 各种载荷引起的轴向应力 (10)2.8 筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核 (11)2.8.1 筒体的强度与稳定性校核 (11)2.8.2 裙座的稳定性校核 (11)2.9 筒体和裙座水压试验应力校核 (11)2.9.1 筒体水压试验应力校核 (11)2.9.2 裙座水压试验应力校核 (12)2.10 基础环设计 (13)2.10.1 基础环尺寸 (13)2.10.2 基础环应力校核 (13)2.10.3 基础环厚度 (13)2.11 地脚螺栓设计 (13)2.11.1 地脚螺栓承受的最大拉应力 (13)2.11.2 地脚螺栓直径 (13)2.12 补强计算（此处只对人孔进行补强计算） (15)2.12.1 部分参数： (15)2.12.2 补强及补强方法判断 (15)2.12.3 有效补强范围 (15)2.12.4 有效补强面积 (15)2.12.5 计算结果 (15)3 标准化零部件的选择 (17)3.1 塔体人孔设计 (17)3.2 裙座人孔设计 (17)4 辅助装置及附件 (18)4.1 丝网除沫器的结构 (18)4.2 进出料接管 (18)4.2.1 进料管和回流管 (18)4.2.2 塔底出料管 (18)4.2.3 气体进出口管 (18)4.3管法兰 (18)5.4吊柱 (18)5.5保温结构 (18)总结 (19)参考文献 (20)附录A 主要符号说明 (21)致谢 (22)1 前言塔设备是石油化工等生产中的重要设备之一。
优化控制方案，提高丙烯产品质量第一节概述精馏是化工，炼油生产中应用极为广泛的传质传热过程，其目的是将混合物中各组份分离，达到规定的纯度。
例如，石油化工生产中的中间产品裂解气，需要通过精馏操作进一步分离成纯度要求很高的乙烯、丙烯、丁二烯及芳烃等化工原料。
精馏过程的实质，就是利用混合物中各组份具有不同的挥发度，即在同一温度下各组份的蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组份转移到汽相中，而汽相中的重组份转移到液相中，从而实现分离的目的。
乙烯装臵分离工段的主要任务是通过精馏操作将裂解气分离成纯度要求很高的乙烯、丙烯等产品，这就要求对各个精馏塔实施有效的自动调节。
精馏塔是分离系统的关键设备，它的操作将直接影响产品的质量。
因此，了解精馏塔的自动控制情况很有必要。
一．精馏塔的调节要求精馏塔的自动控制应满足以下几方面的要求：（1）质量指标塔顶或塔底产品之一应该保证合乎规定的纯度，另一产品的成分亦应维持在规定范围，或者塔顶和塔底的产品均应保证一定的纯度。
就二元组分精馏塔来说，质量指标的要求就是使塔顶产品中的轻组份含量和塔底产品中重组份的含量符合规定的要求。
分离热区的丙烯精馏塔（DA-406,DA-1406）就是二元精馏塔。
（2）物料平衡塔顶馏出液和塔底釜液的平均采出量之和应该等于平均进料量，而且这两个采出量的变动应该比较平稳，以利于上、下工序的平稳操作。
塔内及顶、底容器的蓄液量应介于规定的上、下限之间。
此外，塔内压力恒定与否，对塔的平稳操作有很大影响。
（3）热平衡全塔的热平衡是指进入精馏塔各物料带走的热量和离开系统带走的热量相等。
（4）约束条件为了使塔正常操作，必须满足一些约束条件。
例如，塔压必须稳定，否则破坏物料平衡。
为此，除正常压力调节系统外，还需设臵一些保护系统。
又如，有些塔在低温条件下工作，还有些塔容易产生聚合现象，可能使塔发生堵塞，为了判断这种情况，则设臵塔顶、中部、塔底间的压差指示仪表。
二．精馏塔的干扰因素精馏塔塔身，冷凝器，回流罐及再沸器的物料流程如图1－1所示。
化工原理课程设计丙烯丙烷筛板精馏塔化工原理课程设计是化学工程专业学生学习的重要门课，它涉及到了化学工程领域中的各种基础理论和实际操作技能。
而其中的丙烯丙烷筛板精馏塔是化学工程中常见的分离设备，其设计和操作都非常重要。
本文将介绍化工原理课程设计中丙烯丙烷筛板精馏塔的相关知识和实践操作。
一、丙烯丙烷的物理化学性质丙烯和丙烷是两种结构相近的烃类化合物，它们都是无色、无味、无毒的气体。
它们的分子量分别为42 g/mol和44 g/mol。
它们的熔点和沸点都比较低，分别为-185.2℃和-47.6℃以及-42.1℃和-0.5℃。
在常温常压下，丙烯和丙烷都是易燃的气体，丙烯比丙烷更易燃，爆炸极限范围也更广。
二、筛板精馏塔的原理和结构筛板精馏塔是分离和提纯液体混合物的一种常见设备，它的热和质量传递效果、节能效果和运行稳定性都非常优秀。
它的基本结构由筛板、塔板、液相收集管、汽相收集管、塔体、进出料口和附件组成。
其中，筛板用于液相在塔内的分布和降温，塔板用于汽相的分布和降温，液相收集管和汽相收集管用于收集液相和汽相，进出料口用于引入和排出混合物，附件包括冷凝器、换热器、加热器、泵等。
筛板精馏塔的工作过程是：混合物通过进料口进入精馏塔，在筛板上分布后冷凝成液滴，通过塔板向上蒸发，在塔体中逐渐升温，汽相不断往上移动并在顶部冷凝成液体，液体沿着液相收集管流入下一层筛板，整个过程不断循环直至成品收集。
三、丙烯丙烷的筛板精馏塔设计丙烯和丙烷的物理化学性质较为相近，但在某些方面又有所不同，比如其沸点的差异较小等。
因此，设计丙烯丙烷精馏塔时需要根据实际情况进行合理的结构和操作参数的选择。
1. 塔板和筛板的选择：由于丙烷较丙烯更易于液相和汽相的分离，因此在塔内，丙烷往往会优先偏向于下方的液面。
为了更好地控制液体的分布和温度，建议使用细孔筛板，以增加液滴的表面积和扩散速度。
同时，也可以加装搅拌器或者微波辐射器以增加筛板上的流动力和混合效果。
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。
大连理工大学化工原理课程设计丙烯---丙烷精馏装置设计学生：班级：学号：指导老师：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。
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！目录第一章概述 (3)第二章方案流程简介 (5)第三章精馏过程系统分析 (7)第四章再沸器的设计 (21)第五章辅助设备的设计 (30)第六章管路设计 (37)第七章控制方案 (40)设计心得及总结 (41)附录一主要符号说明 (42)附录二参考文献 (45)第一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。
2．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。
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%x98≥D釜液丙烯含量%≤x2W总板效率为0.62、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=1.23、塔板形式：浮阀4、处理量：F=50kml/h5、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0.62、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：1.2 1.4 1.63、塔板形式：浮阀4、处理量：F=64kml/h5、安装地点：烟台6、塔板设计位置：塔顶第二章精馏过程工艺及设备概述精馏是分离液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应用，精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），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挥发度不同，使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。
化工原理课程设计丙烯-丙烷精馏装置设计处理量：60kmol/h产品质量：（以丙稀摩尔百分数计）＝65％进料：xf塔顶产品：x＝98％D≤2％塔底产品: xw安装地点：总板效率：0.6塔板位置：塔底塔板形式：筛板回流比：1.2班级：姓名：学号：指导老师：设计日期：成绩：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。
鉴于本人经验有限，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！目录第一章精馏过程工艺设计概述 ............................................................................ - 1 -一、概述 (1)二、工艺设计基本内容 (1)1、塔型选择...................................................................................................... - 1 -2、板型选择...................................................................................................... - 1 -3、进料状态...................................................................................................... - 2 -4、回流比.......................................................................................................... - 2 -5、加热剂和再沸器的选择.............................................................................. - 2 -6、冷凝器和冷却剂选择.................................................................................. - 3 -三、工艺流程（见丙烯——丙烷工艺流程图） (3)第二章筛板塔的工艺设计 .................................................................................... - 4 -一、物性数据的确定 (4)1、塔顶、塔底温度确定.................................................................................. - 4 -2、回流比计算.................................................................................................. - 5 -3、全塔物料衡算.............................................................................................. - 5 -4、逐板计算塔板数.......................................................................................... - 6 -5、确定实际塔底压力、板数：...................................................................... - 6 -二、塔板设计 (7)1、塔高计算...................................................................................................... - 7 -2、塔径计算...................................................................................................... - 7 -3、塔板布置和其余结构尺寸的选取.............................................................. - 8 -4、塔板校核...................................................................................................... - 9 -5、负荷性能图................................................................................................ - 11 -第三章立式热虹吸再沸器的工艺设计 .............................................................. - 14 -一、设计条件及物性参数 (14)二、工艺设计 (14)1、估算再沸器面积........................................................................................ - 14 -2、传热系数校核............................................................................................ - 15 -3、循环流量校核............................................................................................ - 18 -第四章管路设计 .................................................................................................. - 22 -一、物料参数 (22)二、设计 (22)第五章辅助设备的设计 ...................................................................................... - 24 -一、储罐设计 (24)二、传热设备 (25)三、泵的设计 (26)第六章控制方案 .......................................................................................... - 30 -附录1.理论塔板数计算 ........................................................................................ - 31 -附录2.过程工艺与设备课程设计任务书 ............................................................ - 33 -附录3.主要说明符号 ............................................................................................ - 37 -参考资料： ............................................................................................................ - 38 -第一章精馏过程工艺设计概述一、概述化学工程项目的建设过程就是将化学工业范畴的某些设想，实现为一个序列化的、能够达到预期目的的可安全稳定生产的工业生产装置。
目录任务书 (1)第一章精馏概述 (1)1．1精馏概述 (1)1．2设计原则 (1)1．3精馏塔说明 (2)1．3．1精馏塔主体 (2)1．3．2 再沸器 (2)1．3．3 冷凝器 (2)第二章方案流程简介 (3)2．1工艺流程 (3)2．2 系统保障与维护 (4)2．2．1物料的储存和运输 (4)2．2．2必要的检测手段 (4)2．2．3 调节装置 (4)2．3工艺参数与操作条件 (4)2．4流程简图 (5)第三章工艺计算 (6)3．1工艺计算 (6)3．1．1物料衡算3．1．2塔板计算 (6)3．2计算机计算 (7)3.3.1物性数据 (9)3.3精馏塔工艺设计 (9)3．3．2塔径与塔高估算 (9)3．3．3塔径初步核算 (11)3．3．4堰及降液管设计 (11)3．3．5孔布置 (12)3．3．6干板压降h d (12)3．3．7稳定性 (13)3．3．8塔板压降 (13)3．3．9降液管内液面高度H d (13)3．3．10雾沫夹带量e V (14)3．3．10负荷曲线 (14)3．3．10．1过量液沫夹带线 (14)3．3．10．2液相下限线 (15)3.3.10.3液相上限线 (15)3．3．10．4严重漏液线 (15)3.3.10.5浆液管液泛线 (15)3.4再沸器设计 (16)3.4.1物性数据 (16)3.4.1.1壳程凝液在温度（100℃）下的物性数据 (16)3.4.1.2管程流体在（C o 25.62,2.84bar ）下的物性数据 (17)3.4.2估算设备尺寸 (17)3.5.1塔顶冷凝器 (18)3.5.2泵的设计 (18)3.5.3管路设计 (20)3.5.3.1进料管线 (20)3.5.3.2塔顶蒸汽管 (20)3.5.3.3塔顶产品管 (21)3.5.3.4 回流管 (21)3.5.3.5釜液流出管 (21)3.5.3.6仪表接管 ....................................................................................21 附录： 参考文献 (22)第一章精馏概述1．1精馏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。
北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY（2012）届本科生毕业设计（理工类）文献综述题目：年处理量为2万吨丙烯-丙烷分离过程精馏塔设计学院：理工学院专业：应用化学学号： 0000000000 姓名： 000000 指导教师： 00000 教研室主任（负责人）： 000000文献综述前言丙烯，是三大合成材料的基本原料,在化工生产中扮演着重要的角色。
主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。
[1]丙烷脱氢制备丙烯技术是现在最常用的技术之一，比烃类蒸汽裂解技术能产生更多的丙烯。
但当使用丙烷脱氢制备丙烯技术制备丙烯时，总收率只有74%～86%,丙烷不能全部转化为丙烯，反应产物会是丙烷与丙烯的混合物[2]。
因此，研究丙烯与丙烷的分离技术至关重要。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中具有广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相组分挥发度的不同，使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。
实现原料混合物中各组成成分的分离过程是同时进行传质传热的过程[3]。
本文就将对丙烯和丙烷的精馏塔设计进行相关的研究，以便今后能设计出更为高效安全的精馏塔。
一、精馏原理利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，称该过程为精馏。
该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。
其精馏塔如图所示。
原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提留段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。
气、液相回流是精馏重要特点。
在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。
[4]二、精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏,式混合气、液两相经过多次混合接触和分离,并经行质量和热量的传递,是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. [5]其流程如下:丙烯-丙烷混合气体经预热器加热到指定温度后送入精馏塔的进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。
在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。
操作时，连续的从再沸器取出部分液体气化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中被冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶或是自然回流作为回流液，其余部分经冷凝器冷凝后送出作为塔顶产品。
塔釜采用间接蒸汽和再沸器共热。
塔底产品经冷却后送入贮槽。
[6]三、板式精馏塔设计精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件、实现传质过程的设备。
该设备可分为两类，一类是板式精馏塔，第二类是填料精馏塔。
本设计中我们主要讨论的是板式精馏塔。
板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种[7]。
1、泡罩塔泡罩塔是应用最早的板式塔，是Celler于1813年提出的，其主要构件是泡罩、升气管及降液管。
泡罩的种类很多，国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩塔的主要优点是：因升气管高出液层，不易发生漏液现象，操作弹性较大，液气比范围大，适用多种介质，操作稳定可靠，塔板不易堵塞，适于处理各种物料；但其结构复杂，造价高、安装维修不便，且因雾沫夹带现象较严重，限制了起诉的提高，现虽已为其他新型塔板代替，但鉴于其某些优点，仍有沿用。
[8]图 1 泡罩塔板2、浮阀塔浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触。
浮阀可根据气体流量的大小而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V－4型、十字架型、和A型，其中F－1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
其阀孔直径为39mm，重阀质量为33g，轻阀为25g。
一般多采用重阀，因其操作稳定性好。
[9]F-1型V-4型A型十字架型方形浮阀图2浮阀板本设计采用浮阀塔，浮阀塔具有以下特点：浮阀可以根据气速大小自由升降、关闭或开启，当气速变化时，开度大小可以自动调节，因此它的操作“弹性”大；浮阀塔气液两相接触充分，因此，塔板效率较高；浮阀塔因浮阀不断上下运动，阀孔不易被赃物或黏性物料堵塞，塔板的清洗也比较容易；浮阀塔与泡罩塔相比，结构较简单，制造容易，检修方便。
因此，制造费用较泡罩塔低一半以上。
四、精馏塔的常规工艺条件变化1、塔釜温度在操作压力不变的情况下，提高塔釜温度，则使塔内液相中易挥发的组份减少，同时，使上升蒸气的速度增大，有利于提高传质效率。
如果由塔顶得到产品，则塔釜排出难挥发物中易挥发组份减少，减少损失。
如果塔釜排出物为产品，则可提高产品质量，但塔顶排出的易挥发组份中夹带的难挥发组份增多，从而增大损失。
在平衡操作中，釜温突然升高，来不及调整相应的压力和温度时，必然导致塔釜液被蒸空，压力升高。
这时，塔内气、液相组成变化很大，重组份容易被蒸到塔顶，使塔顶产品不合格[10]。
2、操作压力在操作温度一定的情况下，提高操作压力，可以提高塔的生产能力，使操作稳定，但在塔釜产品中易挥发组份含量增加。
在精馏操作中，常常规定了操作压力的调节范围。
当受到外界因素的影响而使操作压力受到破坏时，塔的正常操作就会完全破坏。
3、加料温度3.1 冷液进料，且进料温度低于可加料板上的温度，则加入的物料全部进入提馏段，使提馏负荷增加，塔釜消耗蒸气量增加，塔顶难挥发组份降低。
3.2 饱和蒸气进料，则进料温度高于加料板上的温度，所进物料全部进入精馏段，提馏段的负荷减少，精馏段的负荷增加，会使塔顶产品质量降低。
4、加料量及组份的变化加料量的变化直接影响蒸气量的改变，后者的增大会产生夹带，甚至液泛。
加料量过低，塔的平衡操作不好维持，蒸气速度减小，塔板容易漏液，精馏效率降低。
在低负荷操作时，可适当增大回流比，使塔在负荷下限之上操作，以维持塔的操作正常稳定。
加料组份的变化直接影响到产品质量。
重组份浓度增高使精馏段负荷增加，分离效果不好，结果重组份被带到塔顶，造成塔顶质量不合格。
若从塔釜得到产品，则塔顶损失增加。
如果加料组份中易挥发组份浓度增加，使提馏段的负荷增加，可能因分离不好而造成塔釜产品质量不合格，其中夹带的易挥发组份增多。
加料中重组份浓度增高时，加料口往下移，反之，则向上移。
同时，操作温度、回流量和操作压力都须相应地调整，才能保证精馏操作的稳定性。
在精馏操作中，提高回流比，可以提高产品的质量，但回流比过大，塔内的内循环量增加，增加能耗。
回流比减少时，塔内气液接触不好，使平衡受到破坏，因而传质效率下降。
同时，操作压力下降，难挥发组份易被带到塔顶，导致产品质量不合格[11]。
五、精馏塔操作过程中的异常情况[12]1、塔板能力精馏段塔板降液管输送不过来溢流液亦即塔上部开始液泛，这种现象称为降液管阻塞或液体液泛。
其产生的原因在于液体阻滞在降液管内而使塔板上液位升高，塔板间雾洙夹带过量而使塔板效率降低，此现象称为过量雾洙夹带或蒸气液泛，其原因是相对于较大的气量而塔板上鼓泡区过小。
2、塔板结垢沉积物在塔板上的累积是个重要问题，塔板上的污垢会使塔过早地发生液泛，也会降低板效率。
塔板结垢的直观现象：(1)回流比不高时就发生液泛；(2)塔盘问的压力降增大；(3)加大回流比后，对塔底温度、流量或再沸器负荷不产生任何影响，如果把回流比提高到20％～30％而塔的热平衡和物料平衡没有明显变化，那么塔顶一定是被液体完全充满。
回流的塔量通过塔顶的气相管路又直接流回到回流罐。
3、提升管中的团状流动提升管中的团状流动是精馏塔运行不稳定的问题，可能是由于垂直管线中不平稳的汽液混合流引起的。
回流罐被高架于冷凝器的上方，由冷凝器排出的物流是汽液两相混合物，冷凝器与回流罐之问的那段管线被称为提升管。
如果提升管中的流速太低将导致两相分离，同时生成一段液柱，对蒸馏塔产生一个背压，这段液柱间歇地被推出提升管后，背压也就减弱，接着提升管又渐渐地被液体充满，这类团状流动会引起塔压周期性脉动变化。
引起精馏塔的不正常因素还有塔板被冲垮，冷凝器腐蚀，冷凝器堵塞，不凝气影响冷凝器等。
六、精馏塔的研究方向精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多的过程动态[13]。
作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。
但在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装置操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设置往往欠合理，过分离普遍存在[14]。
精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。
因此，精馏过程的节能潜力很大，收效也极为明显。
瑞士的Suizer公司于20世纪80年代末期将热泵技术用于乙苯．苯乙烯等精馏过程，节能效率为70%。
[15]所以未来精馏塔控制与节能优化的研究可以着眼于以下方向：继续精馏塔控制算法与优化策略的研究，提出更多更有效且易于实现的方法；开发研究完整、适用的控制与优化约束监督级，保证精馏塔先进控制与优化系统的长期有效运行；进一步研究精馏塔机理，根据实际装置的具体特点设计有针对性的控制系统、控制算法以及优化策略。
结论精馏塔是石油、化学加工工业（CPI）中使用量最大、能耗最高、应用面积广的分离单元操作设备。
从精馏设备的历史发展来看，精馏技术与石油、化学加工工业的发展是相辅相成、相互刺激、共同进步的发展关系。
精馏技术的任何进步，都会极大刺激化学加工工业的技术发展，同样在石油，化学加工工业发展的每一个历史阶段都会对精馏设备技术提出更高要求。
当前填料塔技术已经基本可以满足不远未来的需求，板式塔技术依然是未来发展的主流。
现有新型板式塔技术的发展主要是传统简单技术的深化和传统简单技术的复杂化，前者可以很好的满足现有生产局面对塔内件的要求，而后者将发展成未来板式塔的主流。
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