【正文】 g)1()1(lgWWDDXXXX??=。 則 α 底 =kA/kB=? =； 當 Xe= 時， Ye=。 塔頂溫度 t=53 176。C 塔頂壓力 Pt= 查 PKT圖得： kA= ； kB= 則 α 頂 =kA/kB=； 假設精餾塔的塔板數是 143 塊，每塊板的壓降為100mmH2O。 39。 ( 1) 。 二 塔內氣、液相流量： 塔內 氣、液相流量： 1）精餾段： L RD??； ( 1)V R D? ? ? 2）提餾段：39。 3．塔板形式：浮閥 4．處理量： qnfh=70kmol/h 5．安裝地點：大連 6．塔板設計位置：塔頂 第二節(jié) 物料衡算及熱量衡算 一 物料衡算 全塔物料衡算： nFq = nDq + nWq nFq Fx = nDq Dx + nWq Wx nFq =60 kmol/h ， Fx = , Dx = , Wx = 解得： nDq = kmol/h ， nWq = kmol/h 進料狀態(tài)混合物平均摩爾質量VM =*42+*44=。 4． 處理能力及產品質量 處理量 ： 70kmol/h 產品質量：（以丙稀摩爾百分數計） 進料： xf＝ 65％ 塔頂產品： xD＝ 98％ 塔底產品 : xw≤ 2％ 第三章 精餾過程系統(tǒng)設計 —— 丙烯、丙烷精餾裝置設計 第一節(jié) 設計條件 ：飽和液體進料，進料丙烯含量 xf＝ 65％ （摩爾分數） 塔頂丙烯含量 xD＝ 98％， 釜液丙烯含量 xw≤ 2％， 總板效率為。 3） 調節(jié)裝置 由于實際生產中各狀態(tài)參數都不是定值，應在適當的位置放置一定數量的閥門進行調節(jié)，以保證達到生產要求，可設雙調節(jié)，即自動和手動兩種調節(jié)方式并存，且隨時進行切換。 2） 必要的檢測手段 為了方便解決操作中的問題，需在流程中的適當位置設置必要的儀表，以及時獲取壓力、溫度等各項參數。當流至塔底時，被再沸器加熱部分汽化，其氣相返回塔內作為氣相回流，而其液相則作為塔底產品采出。另一部分凝液作為回流返回塔頂。氣相沿塔上升直至塔頂，由塔頂冷凝器將其進行全部或部分冷凝。 第二章 方案流程簡介 1． 精餾裝置流程 精餾就是通過多級蒸餾，使混合氣液兩相經多次混合接觸和分離，并進行質量和熱量的傳遞，使混合物中的組分達到高程度的分離，進而得到高純度的產品。 ▲ 塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)。 ▲ 結構緊湊、占地面積小、傳熱系 數高。液體在自下而上通過換熱器管程時部分汽化，由在殼程內的載熱體供熱。 2． 再沸器 作用：用以將塔底液體部分汽化后送回精餾塔，使塔內氣液 兩相間的接觸傳質得以進行。缺點是使用久后，由于頻繁活動而易脫落或被卡住，操作失常。 本設計為浮閥塔，浮閥的突出優(yōu)點是效率較高取消了結構復雜的上升管和泡罩。 簡單精餾中，只有一股進料，進料位置將塔分為精餾段和提餾段，而在塔頂和塔底分別引出一股產品。 1． 精餾塔 精餾 塔是一圓形筒體，塔內裝有多層塔板或填料，塔中部適宜位置設有進料板。 由于只有兩周的時間做， 第二周內， 我?guī)缀趺刻於荚诎疽箤?，只有封面、目錄和前言部分為打印、其余部分均為手寫，部分數據上可能會有一些錯誤，如保留位數的不同，計算的錯誤等。 過程工藝與設備課程設計任務書 丙烯 丙烷精餾裝置設計 學 院（系）： 化工與環(huán)境生命學部 專 業(yè)： 學 生 姓 名： 學 號： 指 導 教 師： 吳雪梅、李祥村 評 閱 教 師： 吳雪梅、李祥村 完 成 日 期： 2020 年 7 月 4 日 大連理工大學 Dalian University of Technology 前言 本設計說明書包括概述、流程簡介、精餾塔、再沸器、輔助設備、管路設計和控制方案共七章。 說明中對精餾塔的設計計算做了詳細的闡述，對于再沸器 、輔助設備和管路的設計也做了正確的說明。前后的數據由于工程量浩大也許有不一致的地方，屬于學生我自己的能力不夠，請老師諒解！ 感謝老師的指導和參閱！ 目錄 第一章 概述……………………………………………………… 1 第二章 方案流程簡介…………………………………………… 3 第三章 精餾過程系統(tǒng)分析……………………………………… 5 第四章 再 沸器的設計………………………………………… 14 第五章 輔助設備的設計……………………………………… 21 第六章 管路設計……………………………………………… 25 第七章 控制方案……………………………………………… 27 設計心得及總結 ………………………………………………… 28 附錄一 主要符號說明…………………………………………… 29 附錄二 參考文獻………………………………………………… 31 第一章 第二章 第三章 第四章 概述 精餾是分離過程中的重要單元操作之一，所用設備主要包括精餾塔及再沸器和冷凝器。兩相在塔板上相互接觸時，液相被加熱，液相中易揮發(fā)組分向氣相中轉移；氣相被部分冷凝，氣相中難揮發(fā)組分向液相中轉移，從而使混合物中的組分得到高程度的分離。精餾塔內，氣、液兩相的溫度和壓力自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。當氣體負荷較低時，浮閥的開度較小，漏夜量不多；氣體負荷較高時， 開度較大，阻力又不至于增加較大，所以這種塔板操作彈性較大，阻力比泡罩塔板大為減小，生產能力比其大。所以塔板和浮閥一般采用不銹鋼材料。 本設計采用立式熱虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管殼式 換熱器。 立式熱虹吸特點： ▲ 循環(huán)推動力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。 ▲ 殼程不能機械清洗，不適宜高粘度、或臟的傳熱介質。 3． 冷凝器 （設計從略） 用以將塔頂蒸氣冷凝成液體，部分冷凝液作塔頂產品，其余作回流液返回塔頂，使塔內氣液兩相間的接觸傳質得以進行，最常用的冷凝器是管殼式換熱器。 流程如下： 原料（丙稀和丙烷的混合液體）經進料管由精餾塔 中的某一位置（進料板處）流入塔內，開始精餾操作；當釜中的料液建立起適當液位時，再沸器進行加熱，使之部分汽化返回塔內。將塔頂蒸氣凝液部分作為塔頂產品取出，稱為餾出物?；亓饕簭乃斞厮飨拢谙陆颠^程中與來自塔底的上升蒸氣多次逆向接觸和分離。 2． 工藝流程 1） 物料的儲存和運輸 精餾過程必須在適當的位置設置一定數量不同容積的原料儲罐、 泵和各種換熱器，以暫時儲存，運輸和預熱（或冷卻）所用原料，從而保證裝置能連續(xù)穩(wěn)定的運行。 另外，常在特定地方設置人孔和手孔，以便定期的檢測維修。 3． 設備選用 精餾塔選用浮閥塔，配以立式熱虹吸式再沸器。 2．操作條件： 1）塔頂操作壓力： P=（表壓） 2）加熱劑及加熱方法：加熱劑 —— 水蒸氣 加熱方法 —— 間壁換熱 3）冷卻劑：循環(huán)冷卻水 4）回流比系數： R/Rmin=。 LM =*42+*44= kg/kmol。L qF?? 39。V q F? ? ? 39。L V W 三 熱量衡算 1） 再沸器加熱蒸氣的質量流量：/R R RG Q r 2） 冷凝器熱流量： CQ v r?? 冷凝器冷卻劑的質量流量： 1 1 2/ ( )CCQ c t t? ? ? ? ? 第三節(jié) 塔板數的計算 假設塔頂溫度 t= 176。 塔底壓力為 P=。C, kA= ； kB=。 Rmin= ?? = R==。 1min??TTN NN=[1( 1min??RRR ) ]。C Pr=P/Pc=Tr=T/Tc= ?? = 查表 Z= V? =RTZMP =*)(* 10**10* 35 ? ?= 53176。 ，） 表面張力（ 176。） 表面張力（ 176。 ML=*42+*44=。 Mv=* WL=L 兩相流動參數： 查《化工原理》（下冊） P107 篩板塔泛點關聯圖，得： C20= ? = 所以，氣體負荷因子： = 液泛氣速： ＝ 取泛點率 操作氣速： u = 泛點率 uf= m/s 氣體體積流量 nvsq = Wv/ρ V= m3/s ??l??vWvWlFLV20 20 ????????CCVVLf Cu ? ?? ??氣體流道截面積： = m2 選取單流型弓形降液管塔板，取 Ad / AT=。進料處兩板間距增大為 uqA VVs??ATD 4?24 DAT ??Aqu VVs? 設置 8 個人孔，每個