轻烃分离连续操作精馏塔的设计.docxVIP

中国石油大学（华东）化工工艺与设备课程设计  化工工艺与设备课程设计说明书 题 目： 连续操作精馏塔的设计 一、题目 设计一连续操作精馏装置，用以分离轻烃混合物。 二、原始数据 1、原料 处理量：385吨/天 组成（质量分率）：nC3,0.42,iC4,0.28,nC5,0.3 进料状态（气化分率）：摩尔分率0.25 2、产品要求（产品含量为质量分率） 塔顶产品nC3收率99.5% 塔底产品iC5@4收率99% 三、计算说明主要内容 1、完成工艺计算（包括物料及热量衡算总表）； 2、完成塔板设计及水力学校核； 3、完成塔体初步设计； 4、完成辅助设备的初步设计选用； 5、工艺计算结果汇总表； 6、工艺计算结果分析与讨论；、 7、绘制浮阀排列图以及塔设备设计条件单，提交电子版及纸版的设计说明书、图纸。 发出日期：2020年7月5日 交入日期：2020年7月15日 第1章 流程简图 第2章 工艺计算 2.1全塔物料衡算 2.2操作条件的确定 2.2.1回流罐压力 2.2.2塔顶压力 2.2.3塔顶温度 2.2.4塔底压力 2.2.5塔底温度 2.2.6 最小回流比 2.2.7 最小理论板数 2.2.8 理论板数与回流比 2.2.9全塔效率与实际板数 2.2.10进料位置 2.3热量衡算 2.3.1塔顶冷凝器的热负荷 2.3.2塔顶产品带出热量 2.3.3进料带入的热量 2.3.4塔底产品带出的热量 2.3.5全塔热平衡求塔底再沸器的热负荷 2.3.6冷却水及加热蒸汽的用量 第3章 板式精馏塔塔板设计 3.1塔径的初步估计 3.1.1精馏段塔径 3.1.2提馏段塔径 3.2溢流装置的设计 3.2.1溢流形式的选取 3.2.2溢流堰的设计 3.2.3受液盘的设计 3.2.4降液管的设计 3.2.5进口堰 3.3塔板布置 3.3.1浮阀类型 3.3.2浮阀排列 3.3.3开孔率 PAGE 32 3.3.4塔板布置 3.3.5区域划分 3.4塔板的水力学校核 3.4.1塔板压降 3.4.2雾沫夹带量 3.4.3降液管内液面高度 3.4.4漏液 3.4.5 液体在降液管内的停留时间及流速 3.5塔板的负荷性能图 3.5.1 精馏段塔板负荷性能图 3.5.2 提馏段塔板负荷性能图 第4章 塔体的初步设计 4.1塔体设计 4.1.1筒体设计 4.1.2封头设计 4.1.3人孔和手孔设计 4.1.4裙座设计 4.1.5塔高 4.2接管设计 4.2.1塔顶蒸汽出口管径 4.2.2回流管管径 4.2.3进料管管径 4.2.4塔底出料管径 4.2.5塔底至再沸器的接管管径 4.2.6再沸器返塔连接管管径 第5章 辅助设备的初步设计 第6章 设计结果汇总 总 结 参考文献 成绩汇总表 第1章 流程简图 第1章 流程简图 第1章 流程简图 根据任务书的要求，初步绘制精馏塔的流程简图如下： 图1-1 流程简图 第2章 工艺计算 第2章 工艺计算 第2章 工艺计算 2.1 全塔物料衡算 首先需进行全塔的初步物料衡算。由设计任务书知，精馏任务的轻关键组分为异丁烷，重关键组分为正戊烷。注意到两关键组分相邻，同时分离程度的要求也较高，因此可采用清晰分割的方法进行初步物料衡算。在清晰分割的条件下，塔顶产品由丙烷、异丁烷和正戊烷组成，塔底产品由异丁烷、正戊烷组成。 原料处理量为340t/d，各组分质量分数分别为：丙烷0.30、异丁烷0.28、正戊烷0.42。设丙烷为A、异丁烷为B、正戊烷为C，进料为F、塔顶为D、塔底为W。 用处理量乘以进料组成可求得进料物流中各组分质量流率： 显然，塔顶丙烷质量流率等于进料中丙烷质量流率: 将进料中异丁烷、正戊烷质量流率分别乘以各自回收率要求可得塔顶物流中正丁烷与塔底中物流中正戊烷的质量流率： 塔底物流中异丁烷与塔顶物流中正戊烷的质量流率： 上述计算的结果列于表3-1表2-1 全塔物料衡算表 组分 单位 丙烷A 异丁烷B 正戊烷C 总和 进料F 质量流量 kg/h 67307.500 4491.667 4812.500 16041.667 质量分率 0.4200 0.2800 0.300 1 摩尔流量 kmol/h 152.778 77.283 66.701 296.262 摩尔分率 0.5100 0.2600 0.2300 1 塔顶D 质量流量 kg/h 67307.500 44.917 37.442 67389.959 质量分率 0.9988 0.0007 0.0005 1 摩尔流量 kmol/h 152.778 0.773 0.519 1