精馏塔和再沸器的设计 学位论文 .doc

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1、化工原理课程设计说明书姓名：闫建伟班级：应化0410学号：200449042指导教师：董宏光韩志忠2007年7月4日44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。说明中对精馏塔和再沸器的设计计算做了详细的阐述，对于辅助设备和管路的设计也做了简单的说明。鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多的错误，希望各位老师给予指正。感谢老师的指导和参阅！44目录第一章概述…………………………………………41.1精馏塔…………………………………41.2再沸器……………

2、……………………51.3冷凝器…………………………………5第二章方案流程简介………………………………62.1精馏装置流程………………………62.2工艺流程………………………………62.3设备选用………………………………72.4处理能力及产品质量…………………7第三章精馏塔工艺设计…………………………93.1设计条件………………………………93.2物料衡算及热量衡算…………………93.3塔板数的计算…………………………103.4精馏塔工艺设计………………………133.5溢流装置的设计……………………

3、…153.6塔板布置和其余结构尺寸的选取……163.7塔板流动性能校核……………………17443.8负荷性能图……………………………19第一章再沸器的设计………………………………224.1设计任务与设计条件…………………224.2估算设备尺寸…………………………234.3传热系数的校核………………………244.4循环流量校核…………………………27第二章辅助设备的设计……………………………32第三章管路设计……………………………………38第四章控制方案……………………………………39附录一主要符号

4、说明………………………………40附录二参考文献……………………………………44附件一EXCEL附件二负荷性能图44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．精馏塔精馏塔是该工艺过程的核心设备，精馏塔按传质元件区别可分为两大类，即板式精馏塔和填料精馏塔。本设计为板式精馏塔。精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板，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

5、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，浮阀塔板综合了泡罩塔板和筛板塔板的优点，塔板上的孔较大，每个孔还装有可以上下浮动的浮阀。441．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

6、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。2．冷凝器（设计从略）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得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。44第二章方案流程简介1．精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的

7、分离，进而得到高纯度的产品。流程如下：原料（乙烯和乙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。2

8、．工艺流程1）物料的储存和运输44精馏过程必须在适当的位置设置一定数量不同容积的原料储罐、泵和各种换热器，以暂时储存，运输和预热（或冷却）所用原料，从而保证装置能连续稳定的运行。1）必要的检测手段为了方便解决操作中的问题，需在流程中的适当位置设置必要的仪表，以及时获取压力、温度等各项参数。另外，常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期的检测维修。3）调节装置由于实际生产中各状态参数都不是定值，应在适当的位置放置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，可设双调节，即自动和手动两种调节