化工原理课程设计-- 丙烯——丙烷精馏装置设计.docx

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1、化工原理课程设计丙烯一一丙烷精饵装置设计前百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、精储塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。说明中对精储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，得到了肖武老师的指导，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

2、集体性的劳动，避免了不少错误。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！目录前言2任务书5第一章概述91.1 精窗塔91.2 再沸器91.3 冷凝器9第二章方案流程简介102.1 精储装置流程102.2 工艺流程102.3 设备选用102.4 处理能力及产品质量10第三章精储过程系统设计113.1 设计条件113.2 物料衡算及热量衡算113.3 塔板数的计算123.4 塔高及塔径的计算133.5 溢流装置的设计143.6 6塔盘布置153.7 塔板流动性能校核1638负荷性能图18第四章再沸器的设计214.1 设计任务与设计条件214.2

3、 估算设备尺寸214.3 传热系数的校核224.4 循环流量校核24第五章辅助设备的设计285.2 其它换热设备285.3 容器295.4管路设计及泵的选择30第六章管路设计32第七章控制方案35设计心得及总结36附件一程序及运行结果37附录一主要符号说明38附录二参考文献40过程工艺与设备课程设计任务书（二）丙烯一一丙烷精微装置设计表1中圈上序号的设计方案包括了个人本次课程设计的参数。一、设计条件工艺条件：饱和液体进料，进料丙烯含量=65%（摩尔百分数）塔顶丙烯含量Xd=98%,釜液丙烯含量XH.2%,总板效率为0.60操作条件：建议塔顶操作压力L62MPa（表压）。安装地点：大连。其他条件

4、见表1。表1设计方案序号12345678塔板设计位置塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔板形式筛板筛板筛板筛板筛板筛板筛板筛板处理量(kmolh)5050506060607070回流比系数R%n1.21.41.61.21.41.61.21.4续表1序号910111213141516塔板设计位置塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔板形式筛板筛板筛板筛板浮阀浮阀浮阀浮阀处理量(kmolh)7080808050505060回流比系数R%n1.61.21.41.61.21.41.61.2续表1序号1718192021222324塔板设计位置塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔顶塔板形式浮阀浮阀浮阀浮阀浮阀浮阀浮

5、阀浮阀处理量(kmolh)6060707070808080回流比系数RRin1.41.61.21.41.61.21.41.6续表1序号2526272829303132塔板设计位置塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔板形式筛板筛板筛板筛板筛板筛板筛板筛板处理量(kmolh)5050506060607070回流比系数R%n1.21.41.61.21.41.61.21.4续表1序号3334353637383940塔板设计位置塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔板形式筛板筛板筛板筛板浮阀浮阀浮阀浮阀处理量(kmolh)7080808050505060回流比系数R/Qn1.61.21.41.61.21.41

6、.61.2续表1序号4142434445464748塔板设计位置塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔底塔板形式浮阀浮阀浮阀浮阀浮阀浮阀浮阀浮阀处理量(kmolh)6060707070808080回流比系数R1.41.61.21.41.61.21.41.6二、工艺设计要求1完成精镭塔的工艺设计计算;（1）塔高、塔径（2）溢流装置的设计（3）塔盘布置（4）塔盘流动性能的校核（5）负荷性能图2完成塔底再沸器的设计计算；3管路尺寸的确定、管路阻力计算及泵的选择；4其余辅助设备的计算及选型；5控制仪表的选择参数；6用于图纸绘制带控制点的工艺流程图及主要设备（精懦塔或再沸器）的工艺条件图各一张；（塔板设计位置为

7、塔顶的同学完成精微塔的工艺条件图；塔板设计位置为塔底的同学完成再沸器的工艺条件图。）7编写设计说明书。三、其它要求1 .本课程的设计说明书分两本装订，第一本为工艺设计说明书，第二本为机械设计说明书。2 .1-2周完成工艺设计后，将工艺设计说明书交上来，计算结果表经指导教师审核签字合格后，方可进行3-4周的机械设计（注：应用化学专业只进行工艺设计）。3 .图纸一律用计算机（电子图板）出图。4 .本课程要求独立完成,发现抄袭行为取消该门成绩。最终成绩由工艺设计、机械设计的完成情况和最后的考试（核）情况综合给定。四、参考资料1 .化工单元过程及设备课程设计，匡国柱、史启才主编，化学工业出版社,200

8、2年。2 .化学化工物性数据手册（有机卷），刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。3 .化工物性算图手册，刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。4 .石油化工基础数据手册，卢焕章，刘光启、马连湘、刘杰主编,化学工业出版社，1982年。5 .石油化工基础数据手册（续篇），马沛生，化学工业出版社，1993年。6 .石油化工设计手册，王松汉，化学工业出版社，2002年。指导教师任务书下达日期2010年6月28日塔计算结果表(1)操作条件及物性参数操作压力：塔顶MPa(绝压)塔底MPa(绝压)操作温度：塔顶塔底名称气相密度(Kg?)液相密度(Kgm3)气相体积流率(/h

9、)液相体积流率(m7h)液相表面张力(dyncm)(2)塔板主要工艺尺寸及水力学核算结果名称名称塔内径D(m)空塔气速U(ms)板间距HT(m)泛点率U/Uf液流型式动能因子Fo降液管截面积与塔截面积比VAt孔口流速Uo(ms)出口堰堰长L(m)降液管流速Ub(ms)弓形降液管宽度b,(m)稳定系数k出口堰堰高人(mm)溢流强度S(mynh)降液管底隙h(mm)堰上液层高度1(mm)边缘区宽度be(mm)每块塔板阻力hf(mm)安定区宽度bs(mm)降液管清液层高度Hd(mm)板厚度b(mm)降液管泡沫层高度H0(mm)浮阀(筛孔)个数降液管液体停留时间I(三)浮阀(筛孔)直径(mm)底隙流速

10、Ub(ms)开孔率(%)气相负荷上限(m3h)气相负荷下限(m7h)操作弹性再沸器主要结构尺寸和计算结果表管程壳程物料名称进口出口流量Kg/h进口出口操作温度进口出口操作压力MPa定性温度C液体密度kgm3导热系数WnIC热容kJkgC粘度PaeS表面张力N/m气化潜热kj/kg气体密度kgm3导热系数WmC热容kJkgC粘度PaS气化潜热kj/kg设备结构参数形式台数壳体内径mm壳程数管径mm管心距mm管长mm排列方式管数目（根）折流板数（个）传热面积/折流板间距mm管程数材质接管尺寸mm进口出口主要计算结果管程壳程流速m/s传热膜系数W11VC污垢热阻in?.葭/w阻力损失MPa热负荷kW

11、传热温差C总传热系数Wm2jC裕度%备注第一章概述精储是分离分离液体混合物最常用的一种单元操作,所用设备主体核心设备是精储塔，辅助设备包括再沸器、冷凝器、储罐、预热器及冷却器1 .精储塔精微塔是精像装置的主体核心设备，气、液两相在塔内多级逆向接触进行传质、传热，实现混合物的分离。精微塔是一圆形筒体，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。常规或简单精储塔设有一个进料口，进料位置将塔分为精储段和提馀段两段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。

12、精偏塔内，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。本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。但易漏液，易堵塞。然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。2 .再沸器再沸器是精馈装置的重要附属设备，用以将塔底液体部分汽化后送回精储塔，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。结构紧凑、占地面积小、传热系数高。壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。塔釜提供气液分离空间和缓冲区。3 .冷凝器用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内气液两相间的接触传质