乙烯-乙烷精馏塔及辅助设备设计（塔底浮阀处理量=140kmol回流比系数=1.3）

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1、化工原理课程设计说明书姓名：高宁宁班级：化机0404学号：200442089指导教师：董宏光韩志忠2007年7月16日42前言设计就是根据生产任务的要求，综合各方面知识而设计的满足生产要求的工程技术方案。化工项目设计的基本过程是，可行性研究、工程设计、详细设计、项目施工、开车验收等。我们这次课程设计主要是初步设计即方案设计和设备设计。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

2、指导和参阅！42目录第一章概述…………………………………………4第二章1.1精馏塔…………………………………51.2再沸器…………………………………51.3冷凝器…………………………………5第三章方案流程简介………………………………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第四章精馏塔工艺设计…………………………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………………

3、………133.5溢流装置的设计………………………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……………………173.8负荷性能图……………………………1942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附录一主要符号说明………………………………40附录二参

4、考文献……………………………………44附件一C程序附件二matlab程序附表三塔板负荷性能图42第一章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。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

5、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。1．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。42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

6、。再沸器的热源一般采用饱和水蒸气，但考虑到我们所要处理的情况，再沸器中需要加热的塔釜液温度为5℃，所以我们可以用廉价的40℃左右的的热水加热即可。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。1．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。第二章方案流程简介1．精馏装置流程42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

7、进行质量和热量的传递，使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。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，