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
全可靠。同时，还需要考虑能量利用、设备的维护和清洁等方面，以提升设备的性能和减少运行成本。
精馏塔设计 目录 § 1 设计任务书 (1) § 1.1 设计条件 (1) § 2 概述 (1) § 2.1 塔型选择 (1) § 2.2 精馏塔操作条件的选择 (3) § 2.3 再沸器选择 (4) § 2.4 工艺流程 (4) § 2.5 处理能力及产品质量 (4) § 3 工艺设计 (5) § 3.1 系统物料衡算热量衡算 (5) § 3.2 单元设备计算 (9) § 4 管路设计及泵的选择 (28) § 4.1 进料管线管径 (28) § 4.2 原料泵P－101的选择 (31) § 5 辅助设备的设计和选型 (32)
§ 5.1 贮罐………………………………………………………………………………… 32 § 5.2 换热设备…………………………………………………………………………… 34 § 6 控制方案…………………………………………………………………………………… 34 附录1~………………………………………………………………………………………… 35 参考文献………………………………………………………………………………………… 37 后 记 (38) §1 设计任务书 §1.1 设计条件 工艺条件：饱和液体进料，进料量丙烯含量x f =65%（摩尔百分数） 塔顶丙烯含量D x =98%，釜液丙烯含量w x ≤2%，总板效率为0.6。 操作条件：建议塔顶压力1.62MPa （表压） 安装地点：大连 §2 概述 蒸馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）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。其中，简单蒸馏与平衡蒸馏只能将混合物进行初步的分离。为了获得较高纯度的产品，应
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 =
丙烯精馏塔中塔釜丙烯损失高的原因及 优化 摘要：针对烯烃分离装置丙烯精馏塔塔釜丙烯损失量高的问题， 从进料组成、再沸、塔压及回流几方面分析丙烯损失的原因，并根据 实际情况提出了相应优化措施。通过优化丙烯塔操作，达到降低丙烯 塔塔釜丙烯损失的目的。 关键词：丙烯精馏塔；丙烯损失；优化 1.简介 1.1烯烃分离装置简介 烯烃分离接收甲醇转化来的工艺气，经过压缩、精馏岗位的处理，最终得到 聚合级乙烯和聚合级丙烯产品，副产混合C4、混合C5和重烯烃。 1.2丙烯精馏塔流程简述 丙烯精馏塔分为两座塔：1＃丙烯精馏塔（C-5002）和2＃丙烯精馏塔（C-5003），来自脱丙烷塔（C-5001）的C3进料进入C-5003，C-5003塔顶物流在丙 烯塔空冷器（A－5001）中冷凝，空冷器后设置一台使用循环水的冷凝器（E－5004）作为保护性补充，冷凝液进入C-5003回流罐（D－5002），回流罐中的液 体经由回流泵（P－5003A／B）一部分送入C-5003作为回流，另一部分作为丙烯 塔产品冷却后送往丙烯产品二甲醚吸附器（DR－5001A／B），最后送去丙烯储罐。C-5003塔釜液由泵（P－5002A／B）送入C-5002，丙烷从C-5002塔釜经循环水 冷却器（E-5006）冷却后后送入界区。C-5002和C-5003再沸器均采用由MTO反 再单元送来的急冷水作加热介质。 1.3丙烯精馏塔流程简图
图1 丙烯精馏塔流程简图 2.丙烯损失的原因及分析 丙烯和丙烷的相对挥发度接近1，丙烯精馏塔设计中具有回流量大，塔盘数多的特点。装置的理论设计进料量为225t/h（以精甲醇计）,根据生产要求日常装置负荷多为260t/h，所以本次讨论均为在负荷260t/h。该负荷下理论丙烯采出量45.2t/h，实际丙烯采出量42.2t/h。 实际操作中，本装置工艺气进料负荷大、回流比、回流罐液位波动及塔顶压力受天气的影响，以及急冷水的水质和换热器结垢对塔釜加热的影响等实际因素造成了不同程度的丙烯损失，截取从2019年2月丙烯精馏塔塔釜丙烯分析数据可知，丙烯精馏塔损失一直处于较高的百分点，取平均值为1.52%，影响了丙烯收率. 3.塔釜丙烯损失优化调整对策 3.1脱丙烷塔底中C3组分控制 丙烯精馏系统中组分来源于脱丙烷塔(C-5001)，脱丙烷塔灵敏板温度 (TIC5001)低造成塔底C4中C3的组分(AI5002)增大，增加丙烯损失。采用的调整方法是:将脱丙烷塔塔釜急冷水流量(FIC5001)或温度适当升高，适当减小塔底采
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。 ..
精馏塔设计 精馏塔（板式）设计是一项非常重要的工程任务，因为它直接关系到化工过程中的分离效率和产品质量。本文将围绕精馏塔（板式）设计的主要步骤和关键考虑因素展开讨论。 精馏塔（板式）设计的主要步骤如下： 1.确定分离的混合物组成和物理性质：在进行精馏塔（板式）设计之前，需要明确分离的混合物的组成和物理性质，如蒸汽压、沸点、相对挥发性等。这些参数将对塔的设计和操作条件产生重要影响。 2.确定塔的分离目标：清楚定义需要分离的组分和目标纯度，这将有助于确定塔的塔径和高度。 3.确定塔的类型和板式布局：根据分离目标和物理性质，选择适合的塔类型和板式布局。常见的板式布局包括泡沫塞板和穿孔板。 4.计算塔的塔径和高度：通过对物理性质和操作条件的分析，利用热力学和质量传递原理计算塔的塔径和高度。常用的计算方法包括卡塔拉计算法、梅奇尔方法、图纸或直接计算。 5.确定板间液体分布器和气体分配器：在塔设计中，还需要确定合适的板间液体分布器和气体分配器，以确保在塔中均匀分布液体和气体。 6.确定冷凝器和回流比：根据分离目标和热力学原理，确定适当的冷凝器和回流比，以实现所需的分离效率和产品纯度。 7.进行塔内液体和气体流动分析：通过数值模拟或试验等方法，对塔内的液体和气体流动进行分析，验证塔设计的合理性和预测分离效率。
8.进行塔的材料选择和结构设计：根据操作条件和介质性质，选择适 当的材料和进行塔的结构设计，确保塔的安全性和可靠性。 除了上述的主要步骤，精馏塔（板式）设计还需考虑以下关键因素： 1.精馏塔的操作压力和温度范围：根据操作条件和介质性质，确定精 馏塔的操作压力和温度范围，以确保塔的设计符合安全和性能要求。 2.塔板的厚度和间距：根据塔板上的液体负载和气体流速，确定适当 的塔板厚度和间距，以保证液体和气体的均匀分布和有效传递。 3.塔板的亲水性和抗腐蚀性：选择适当的塔板亲水性和抗腐蚀性，以 防止结垢和腐蚀问题，提高塔的运行寿命。 4.塔内塔外压力平衡：通过良好的塔内气体和液体分布设计，以确保 塔内外的压力平衡，避免塔塌陷和泄漏等安全问题。 5.塔板和塔壳的密封性：选择适当的密封材料和密封形式，保证塔板 和塔壳的密封性，防止泄漏和混合等问题。 总之，精馏塔（板式）设计是一个非常复杂的工程任务，需要综合考 虑多个因素，包括分离目标、物理性质、操作条件、材料选择和安全性等。合理的设计可以提高分离效率和产品质量，降低能耗和成本，是化工过程 中的关键环节之一
过程工艺与设备课程设计（精馏塔及辅助设备设计） 设计日期： 2010年7月6日 班级：化机0701班 姓名：梁昊穹 指导老师：韩志忠
化工原理是化工及其相关专业学生的一门重要的技术基础课，其课程设计涉及多学科知识，包括化工，制图，控制，机械等各种学科，是一项综合性很强的工作；是锻炼工程观念和培养设计思维的好方法，是为以后的各种设计准备条件；是化工原理教学的关键环节，也是巩固和深化理论知识的重要环节。 本设计说明书包括概述、方案流程简介、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较为详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路和控制方案的设计也做了简要的说明。 在设计过程中，得到了韩志忠老师的指导，得到了同学们的帮助，同学们一起讨论更让我感受到设计工作是一种集体性的劳动，少走了许多弯路，避免了不少错误，也提高了效率。 鉴于学生的经验和知识水平有限，设计中难免存在错误和不足之处，请老师给予指正 感谢老师的指导和参阅！
前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 第一章概述- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.1精馏塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.2再沸器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.3冷凝器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 第二章方案流程简介- - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.1 精馏装置流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.2 工艺流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3 调节装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2.4 设备选用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2.5 处理能力及产品质量- - - - - - - - - - - - - - - - 8 第三章精馏过程系统设计- - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.1设计条件- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.2物料衡算及热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - 10 3.3塔板数的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 3.4精馏塔工艺设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 3.5溢流装置的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 3.6塔板布置和其余结构尺寸的选取- - - - - - - - - - - - 18 3.7塔板流动性能校核- - - - - - - - - - - - - - - - - - 19 3.8负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 3.9 塔计算结果表- - - - - - - - - - - - - - - - - - -24
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、
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，
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