常减压蒸馏工艺计算
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常减压蒸馏工艺设计计算常减压蒸馏工艺是一种常用的分离工艺,在化工工业中应用广泛。
常减压蒸馏可以实现对液体混合物的分离和纯化,具有效果好、操作简单的特点。
在进行常减压蒸馏工艺设计计算时,首先需要确定的是原料的组成和性质以及所要求的产品纯度。
接下来需要确定的是减压塔的设计参数,包括减压塔的塔径、高度、塔板数、进料位置、加热方式等。
然后根据给定的设计参数,进行减压塔的热力计算、物料平衡计算和塔板设计计算。
最后还需要进行减压系统的能量平衡计算和传热传质计算,以确定所需的加热器和冷凝器的热力性能。
常减压蒸馏工艺设计计算中的几个关键问题是:进料位置的确定、塔盘数的确定、回流比的确定以及回流液的冷凝方式。
进料位置的确定需要考虑流态、塔内回流比和塔效。
塔盘数的确定需要考虑产品纯度、塔效、塔内压力和进料位置。
回流比的确定需要考虑产品纯度和产量要求。
回流液的冷凝方式可以选择直接冷凝法或间接冷凝法,根据实际情况确定。
常减压蒸馏工艺设计计算一般采用Matlab或Aspen Plus等软件进行模拟计算,以得到最佳的设计方案。
常减压蒸馏工艺设计计算的结果有两个方面的指标:分离效果和能量平衡。
分离效果是指分离出的产品的纯度,常用的评价指标是塔顶和塔底的组分含量。
能量平衡是指进出料之间的能量平衡,包括塔内各个位置的温度和压力分布。
常减压蒸馏工艺设计计算中还有几个常用的技术经验公式,如McCabe-Thiele图法、Fenske方法和Underwood方法等,可以用来快速估算设计参数。
在进行常减压蒸馏工艺设计计算时,还需要考虑操作的安全性,包括减压系统的安全性和冷凝器的冷却能力等。
总之,常减压蒸馏工艺设计计算是一项复杂而重要的工作,需要考虑多个因素的综合影响。
只有通过科学合理的计算和分析,才能得到满足要求的设计方案。
在国标《石油产品减压蒸馏测定法》(GB/T 9168-1997)中,通常对实验结果测定的减压温度是以下图来查找出常压时的温度。
在现在计算机时代就显得有点落伍了,所以我用计算机来自动计算,依据是国标中的两个公式(在国标中的附录G中):
AET(常压等同温度)={(748.1*A)/[1/(VT,K)]+(0.3861*A-0.00051606)}-273.1 公式(1)
A={5.999197-(0.9774472*logP')}/{2663.129-(95.76*logP')} 公式(2)
式中:A--在公式(2)中得到的值;
VT,K--观察到的蒸汽温度,K;K=℃+273.1;
P'--读取蒸汽温度时观察到的系统压力,mmHg。
但是我用计算机根据以上的公式计算出来的常压温度与用图表查找的温度大很多有。
我一直没有搞明白这是怎么回事。
在这想请教各位专家给我指教指教。
万吨年常减压蒸馏装置工艺设计一、引言常减压蒸馏是一种重要的分离工艺,广泛应用于石油化工行业。
本文基于万吨年常减压蒸馏装置的设计要求,对工艺进行详细设计,旨在满足设备的高效运行和产品质量的要求。
二、装置工艺流程常减压蒸馏装置的主要工艺流程包括进料、预热、加热、分馏、冷却和产品收集等步骤。
2.1 进料进料是装置的起始步骤,原料从储罐经过输送管道进入装置。
进料过程需要考虑流量和温度的控制,以确保装置的正常运行。
2.2 预热进料经过加热器进行预热,提高进料的温度至蒸发温度。
预热过程需要控制加热温度和时间,以确保进料在进入分离塔前达到合适的温度。
2.3 加热预热后的进料进入分离塔,在分离塔内进行加热。
加热过程中需要控制加热温度和压力,使得进料能够充分蒸发并分离成不同的组分。
2.4 分馏在分馏塔中进行分离,通过不同组分的沸点差异,实现轻质组分和重质组分的分离。
分馏过程中需要控制塔底的温度和塔顶的压力,以确保合理的分离效果。
2.5 冷却分馏后的产品经过冷却器进行冷却,降低温度至合适的收集温度。
冷却过程中需要控制冷却温度和冷却时间,避免产品的过热或过冷。
2.6 产品收集冷却后的产品通过收集器进行收集,分离出所需的产物。
产品收集过程需要注意收集器的遮挡和密封,以防止产品的污染或泄露。
三、工艺参数设计为了保证装置的高效运行和产品质量的要求,需要对装置的工艺参数进行设计。
3.1 进料流量根据设备的设计要求和生产需求,确定进料的流量范围。
进料流量的选择需要考虑装置的生产能力和运行稳定性。
3.2 加热温度和压力根据进料组分的性质和分离要求,确定加热的温度和压力范围。
加热温度和压力的选择需要兼顾分离效果和能耗的平衡。
3.3 分馏塔底温度和塔顶压力根据产品要求和分离塔的结构特点,确定分馏塔底温度和塔顶压力的要求。
分馏塔底温度和塔顶压力的选择需要满足产品质量和工艺要求。
3.4 冷却温度和冷却时间根据产品的蒸发温度和收集温度,确定冷却的温度和时间范围。
400万吨年常减压蒸馏装置工艺设计常减压蒸馏装置是一种常用的化工设备,用于对原料进行分离和提纯。
本文将介绍一种设计容量为400万吨年的常减压蒸馏装置的工艺设计。
首先,我们需要确定装置的原料和产品。
假设我们的装置用于石油精炼,原料是原油,产品是石油衍生品,如汽油、柴油和液化石油气等。
接下来,我们需要进行原料的预处理。
原油中含有杂质和不同碳链长度的烃类化合物,需要通过脱盐、脱水和脱硫等工艺步骤进行预处理。
这些步骤将有助于提高蒸馏塔的效率和避免设备的腐蚀。
然后,我们需要设计蒸馏塔的结构。
常减压蒸馏装置通常由多个塔组成,包括原料预热塔、主分馏塔和精馏塔等。
每个塔都有不同的功能和操作条件。
例如,原料预热塔用于将原料加热到合适的温度,以便进入主分馏塔进行分离。
在主分馏塔中,原料将经历不同温度的塔板,每个塔板上都有一定的压力和温度。
通过调节供料量、回流比和冷凝器温度等操作参数,可以实现不同组分的分离。
高沸点组分将在底部的液相中收集,而低沸点组分将在顶部的气相中收集。
精馏塔用于进一步提纯分离出的不同组分。
它通常会有更多的塔板和较低的操作压力和温度。
最后,产品将通过冷凝器冷却,并收集在不同的收集装置中。
收集的产品可以进一步处理或直接用作市售产品。
在整个装置的设计过程中,需要进行多次的热力学计算和模拟。
这些计算将帮助我们确定塔板数目、操作参数、回流比和冷凝温度等设计参数。
总之,400万吨年的常减压蒸馏装置的工艺设计需要根据原料和产品的特性进行合理的塔结构和操作参数的选择。
通过热力学计算和模拟,可以优化装置的设计,实现高效的分离和提纯过程。
继续写相关内容,1500字为了确保400万吨年常减压蒸馏装置的高效运行和优化设计,还需要考虑以下几个方面:首先是热能供应和回收利用。
蒸馏过程需要大量的热能来提供蒸汽和加热原料。
为了降低能耗和运行成本,装置需要考虑热能的供应和回收利用。
一种常见的做法是利用余热回收系统和换热器来回收废热,并将其用于加热原料或生成蒸汽。
化工专业课程设计常减压蒸馏装置常压塔工艺设计学校名称:广东石油化工学院专业名称:化学工程与工艺班别:姓名:学号:指导教师:完成时间:2012年02月01日至2012年10月日广东石油化工学院课程设计说明书设计名称:化工专业课程设计题目:530万吨/年原油常减压蒸馏装置设计常压分馏塔工艺设计学生:学号:班别:专业:化学工程与工艺指导教师:日期:2012 年02 月20 日广东石油化工学院化学工程与工艺专业设计任务书2012 年9 月30 日批准系主任谢颖发给学生1.设计题目: 原油常减压蒸馏装置工艺设计2. 学生完成全部设计之期限: 2013 年10 月20 日3. 设计之原始数据: (另给)4. 计算及说明部分内容: (设计应包括的项目)一、总论1.概述;2.文献综述;3.设计任务依据;4.主要原材料;5.其他二、工艺流程设计1. 原料油性质及产品性质;2. 生产方案;3.工艺流程;4. 蒸馏塔类型、塔器结构;5.环保措施三、常压蒸馏塔工艺计算1. 工艺参数计算;2. 物料平衡计算;3.操作条件的确定;4. 蒸馏塔各点温度核算;5. 蒸馏塔汽液负荷计算四、常压蒸馏塔尺寸计算1. 塔径计算;2. 塔高计算五、常压蒸馏塔水力学计算六、车间布置设计1. 车间平面布置方案;2. 车间平面布置图;3. 常压蒸馏塔装配图七、参考资料5. 绘图部分内容: (明确说明必绘之图)(1) 原油常减压蒸馏装置工艺流程图(2) 车间平面布置图(3) 常压蒸馏塔装配图插图: 主要塔器图, 蒸馏塔汽液负荷分布图, 计算草图等.6. 发出日期: 2013 年9 月30 日设计指导教师:完成任务日期: 2013 年10 月日学生签名:石油化工生产技术课程设计原油常减压蒸馏装置工艺设计基础数据1、原油的一般性质大庆原油,204d= 0.8587;特性因数K=12.32、原油实沸点蒸馏数据表1 大庆原油实沸点蒸馏及窄馏分性质数据馏分号沸点范围/℃占原油(质)/% 密度(20℃)/g·cm-3运动粘度/ mm2·s-1凝点/℃闪点(开)/℃折射率每馏分累计20℃50℃100℃20Dn70Dn1 初~112 2.98 2.98 0.7108 ————— 1.3995 —2 112~156 3.15 6.13 0.7461 0.89 0.64 ——— 1.4172 —3 156~195 3.22 9.35 0.7699 1.27 0.89 —-65 — 1.4350 —4 195~225 3.25 12.60 0.7958 2.03 1.26 —-41 78 1.4445 —5 225~257 3.40 16.00 0.8092 2.81 1.63 —-24 — 1.4502 —6 257~289 3.40 19.46 0.8161 4.14 2.26 —-9 125 1.4560 —7 289~313 3.44 22.90 0.8173 5.93 3.01 — 4 — 1.4565 —8 313~335 3.37 26.27 0.8264 8.33 3.84 1.73 13 157 1.4612 —9 335~355 3.45 29.72 0.8348 — 4.99 2.07 22 —— 1.445010 355~374 3.43 33.15 0.8363 — 6.24 2.61 29 184 — 1.445511 374~394 3.35 36.50 0.8396 —7.70 2.86 34 —— 1.447212 394~415 3.55 40.05 0.8479 —9.51 3.33 38 206 — 1.451513 415~435 3.39 43.44 0.8536 —13.3 4.22 43 —— 1.456014 435~456 3.88 47.32 0.8686 —21.9 5.86 45 238 — 1.464115 456~475 4.05 51.37 0.8732 ——7.05 48 —— 1.467516 475~500 4.52 55.89 0.8786 ——8.92 52 282 — 1.469717 500~525 4.15 60.04 0.8832 ——11.5 55 —— 1.4730 渣油>525 39.96 100.0 0.9375 ———41①———3、产品方案及产品性质4. 设计处理量: 250+学号×10万吨/年, 开工:8000小时/年。
本科毕业设计工艺计算题目年处理24万吨焦油常减压蒸馏车间初步设计院(系环化学院班级:化工12-2 姓名:柴昶学号: 2012020836 指导教师:张劲勇教师职称:教授2016年3月第4章工艺计算4.1设备选择要点4.1.1 圆筒管式炉(1)合理确定一段(对流段)和二段(辐射段)加热面积比例,应满足正常条件下,二段焦油出口温度400~410℃时,一段焦油出口温度在120~130℃之间的要求。
(2)蒸汽过热管可设置预一段或二段,要合理确定加热面积。
当蒸气量为焦油量的4%时,应满足加热至400~450℃的要求。
(3)辐射管热强度实际生产波动在18000~26000千卡/米2·时,设计宜采用18000~22000千卡/米2·时,对小型加热炉,还可取低些。
当选用光管时,对流段热强度一般采用6000~10000千卡/米2·时。
(4)保护层厚度宜大于200毫米,是散热损失控制在3%以内。
(5)火嘴能力应大于管式炉能力的1.25~1.3倍。
火嘴与炉管净距宜大于900毫米,以免火焰添烧炉管。
(6)辐射管和遮蔽管宜采用耐热钢(如Cr5Mo等)。
4.1.2馏分塔(1)根据不同塔径确定塔板间距,见表4-1。
表4-1 塔板间距塔径(mm)80090010001200140016001800200022002400板距(mm)350350350350400400450450450450400400450450500500500500(2)进料层的闪蒸空间宜采用板距的2倍。
(3)降液管截面宜按停留时间不低于5秒考虑。
(4)塔板层数应结合流程种类、产品方案、切取制度及其他技术经济指标综合确定。
4.2物料衡算原始数据:年处理量 24万t/a原料煤焦油所含水分 4%年工作日 330日,半年维修一次每小时处理能力 w=30303.03kg可按30303 kg计算表4-2 煤焦油馏分产率 %馏分轻油酚油萘油洗油一蒽油二蒽油苊油沥青产率0.5 1.5125175356 4.2.1整个流程的物料衡算表4-3 整个流程的物料衡算输入 (kg/h)输出 (kg/h)共计煤焦油水分:1212.1无水煤焦油:29090.930303轻油: 29090.9×0.5%=151.5酚油: 29090.9×1.5%=454.5苊油: 29090.9×3%=909.1萘油: 29090.9×12%=3636.4洗油: 29090.9×5%=1515.3一蒽油: 29090.9×17%= 5151.6二蒽油: 29090.9×5%=1515.3沥青: 29090.9×56%=16969.7从脱水塔蒸出的煤焦油的水分:30303×4%=1212.130303输入物料量等于输出物料量,故满足物料衡算的要求。
4.2.2主要设备的物料衡算1.一段蒸发器输入物料量:无水煤焦油 30303×(1-4%)=29090.9 kg/h输出物料量:轻油 29090.9×0.25%=72.7kg/h焦油 29090.9×99.75%=29018.2kg/h 共计 72.7+29018.2=29090.9 kg/h输入物料量等于输出物料量,故满足物料衡算定律。
2.二段蒸发器输入物料量:从一段蒸发器来的焦油量 29018.2 kg/h输出物料量:轻油 29090.9×0.25%=72.7kg/h馏分 29090.9×(1-0.25%-0.25%)=28945.4kg/h共计 72.7+28945.4=29018.2 kg/h输入物料量等于输出物料量,故满足物料衡算定律。
3.酚油塔输入物料量:来自二段蒸发器顶部的馏分 28945.4 kg/h输出物料量:酚油 29090.9×1.5%=436.4kg/h萘油 29090.9×12%=3490.9kg/h馏分蒸汽 29090.9×(1-0.5%-12%-1.5%)=25018.2kg/h共计 436.4+25018.2+3490.9=28945.4kg/h输入物料量等于输出物料量,故满足物料衡算定律。
4.馏分塔输入物料量:来自蒽塔的馏分蒸汽 25018.2 kg/h 输出物料量:一蒽油 29090.9×17%=4945.5kg/h 二蒽油 29090.9×5%=1454.5kg/h 沥青 29090.9×56%=16290.9kg/h 洗油 29090.9×5%=1454.5kg/h苊油 29090.9×3%=872.7 kg/h共计 4945.5+1454.5+16290.9+1454.5+872.7=25018.2kg/h 输入物料量等于输出物料量,故满足物料衡算定律。
4.3主要设备计算4.3.1管式炉已知条件:焦油温度一段入口 85℃一段出口 125℃二段入口 110℃二段出口 405℃过热蒸汽出口 450℃焦油含水量一段,按焦油量的3%计 30303×3%=909.1kg/h二段,按焦油量的0.3%计 30303×0.3%=91kg/h过热蒸汽量,按焦油量的4%计 30303×4%=1212.1 kg/h经管式炉一段后轻油蒸发量,按无水煤焦油的0.25%计72.8 kg/h ⑴一段焦油加热加热焦油耗热量:Q 1=30303⨯96%⨯(i125-i85)=29090.9⨯(197.4-121.8)=2199272kJ/h式中197.4—原料煤焦油125℃时的热焓,kJ/kg ; 121.8—原料煤焦油85℃时的热焓,kJ/kg 。
加热及蒸发一段焦油水分耗热量(按二段焦油含水量为零计):Q 2=909.1⨯(q 125-q 85)=909.1⨯(2722.02-357)=2150039.7kJ/h 式中2722.02—水蒸气125℃时的热焓,kJ/kg ; 357—水85℃时的热焓,kJ/kg 。
蒸发轻油耗热量:Q 3=72.8⨯396.9=28894.3kJ/h式中57.6—轻油蒸发量,kg/h 396.9—轻油汽化热,kJ/kg 一段焦油加热总耗热量:Q 1+Q 2 +Q 3=2199272+2150039+28894.3=4378205.3kJ/h⑵过热蒸汽加热量加热蒸汽耗热量:Q 4=1212.1 ⨯(3385.6-2771.6)=744229.4 kJ/h 式中3385.6—6kg/cm 2(表压)饱和水蒸气过热至450℃时热焓:kJ/kg ; 2771.6—6kg/cm 2(表压)饱和水蒸气热焓:kJ/kg 。
⑶二段洗油加热 加热焦油耗热量:Q 5=(29090.0-72.8)⨯(966-168)=23156443.8kJ/h 式中 966—焦油380℃(即一次蒸发温度)时热焓,kJ/kg ; 168—焦油110℃,kJ/kg 。
加热二段焦油中水分耗热量:Q 6=91⨯()68.4633285-=256740.1kJ/h式中 3285—405℃水蒸气热焓,kJ/kg ; 463.68—110℃水蒸气热焓,kJ/kg 。
二段焦油总耗热量:Q 5 +Q 6=23413183.9kJ/h⑷管式炉有效热负荷Q =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5+Q 6=28535619.6kJ/h加热焦油单位耗热量:303036.28535618=941.7 kJ/kg热负荷比例: 一段热负荷QQ Q Q 321++ =15.3%过热蒸汽热负荷QQ 4=2.6% 二段热负荷QQ Q 65+=82% ⑸耗煤气量设管式炉热效率为75%,则耗煤气量为:75.017640⨯Q=2156.9Nm 3/h式中17640—煤气热值,kJ/ m 3 每吨焦油耗煤气量为:310303039.2156-⨯=71.2 Nm3选用有效负荷为6270MJ/h(350万千卡/时)的标准圆筒式管式炉两台。
350万千卡时的管式炉规格性能见表4-44.3.2一段蒸发器已知条件:塔顶温度 105℃ 塔顶压力(绝对压力) 1.01kg/cm 3 塔顶出来的物料轻油 72.7kg/h 水分 909.1-91= 818.1kg/h 汽相负荷:3936.0360001.1273105273181.8181057.724.22=⨯⨯+⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=V m 3/s 设空塔气速为0.2 m/s ,则蒸发器直径为:58.12.0785.03936.02.0785.0=⨯=⨯=V D m故选用D g 1600mm 的一段蒸发器一台。
表4-4 350万千卡/时焦油蒸馏圆筒管式炉规格性能项 目 公称能力项 目 公称能力热负荷分布,万千卡/时热强度,千卡/米2时辐射段 280.3 辐射段 18200 对流段 59.7 对流段 8270 过热蒸汽段 12.2 过热蒸汽段 8820 加热面积,米2设备重量,吨辐射段 154.3 金属 49 对流段 72 保温材料40 过热蒸汽段144.3.3二段蒸发器已知条件:直接汽量,按焦油量的1%计算 303.03 kg/h 焦油含水量,按焦油量的0.3%计算 91kg/h 小计 394.03kg/h 塔顶压力(绝对压力) 1.35 kg/cm 3 塔顶温度 370℃ 气相负荷()360035.127313702731803.3942093.15151896.51511701.9091333.15154.36361205.4541057.724.22⨯⨯⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+++++++⨯=V = 1.14m 3/s 式中72.7、454.5、3636.4、1515.3、909.1、5151.6、1515.3、394.03—分别是轻油、酚油、萘油、苊油、一蒽油、二蒽油等馏分产量及水气量,kg/h ;105、120、133、170、189、209、18—分别是轻油、酚油馏分、萘油混合馏分、苊油馏分、一蒽油馏分、二蒽油馏分及水气的分子量。
采用空塔气速为0.2 m/s ,则蒸发器直径为:D=2.0785.014.12.0785.0⨯=⨯V =2.69m故选用Dg2800mm 的二段蒸发器一台。
4.3.4酚油塔酚油塔采用酚油进行回流。
已知条件:从二段蒸发器来的直接蒸汽量 377.2kg/h 塔顶压力(绝对压力) 1.25 kg/cm 3塔顶温度 257℃ 回流量 3030315.0⨯=4545.5kg/h 回流温度 85℃ 酚油馏分汽化热 321.3 kJ/kg 酚油馏分平均比热0~85℃ 1.512 kJ/kg ·℃ 0~257℃ 1.932 kJ/kg ·℃蒸发回流所需要的热量:Q =4545.5×()[]512.185932.12579.393⨯-⨯+=3463234.63 kJ/h内回流量:3.32163.34632343.321=Q =10778.8kg/h 塔顶汽相负荷:4.222013.15151896.5151182.3771708.107781.9091333.15154.3636120454.5⨯⎪⎭⎫⎝⎛+++++++=s V3600125.11273257273⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯ =1.62m 3/s=5834.9m 3/h汽相重度:9.58343.15156.51512.3778.107781.9093.15154.36365.4547.72++++++++=V γ=4.18kg/m 3液相重度:()=--=202570008.008.1L γ0.89=890 kg/m 3式中0.00008—计算系数;1.08—苊油馏分20℃时的比重。