化工工艺与设备课程设计说明书

题 目：390吨/轻烃分离精馏塔设计

学生姓名： 学 号：

专业班级：过程装备与控制工程 班 指导教师：

2014年9月30日

化工工艺与设备课程设计任务书

班级：拔尖 学号： 姓名:

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：390 t/d

组成(在质量分率)： 丙烯 0.23 丙烷0.28 进料状态（气化分率）：摩尔分率0.32 2.产品要求（产品含量为质量分率） 塔顶产品： 异丁烷≯0.05 塔底产品： 丙烷≯0.05

三、 计算说明主要内容

1. 流程简图

2.工艺计算（包含物料及热量衡算表） 3.塔板计算

4．板式塔初步设计 5.辅助设备的选用 6.计算结果汇总表 7.分析与讨论

四、 绘图要求

1. 浮阀排列图 2.塔体总图

发出日期 交入日期

异丁烷 0.29 正丁烷0.20 指导教师

摘 要

根据化工原理课程设计的要求，设计了一板式塔，用以分离丙烯、丙烷，异丁烷、正丁烷。设计中使用简捷法计算了塔的工艺参数，进行了物料与能量衡算，对塔板、塔体、接管进行了选型，并选用了合适的辅助设备。另外附有根据计算结果绘制的塔体总图、以及浮阀排列图。经检验，所设计的板式塔可以满足规定的分离任务的要。

目录

1. 前言 .................................................................................................................................................. 1 2. 流程简图 .......................................................................................................................................... 2 3. 物料衡算 .......................................................................................................................................... 3

3.1. 3.2.

全塔初步物料衡算 .............................................................................................................. 3 操作条件确定 ...................................................................................................................... 4 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.2.5. 3.3.

回流罐压力的计算................................................................................................... 4 塔顶压力的确定 ...................................................................................................... 5 塔底压力的确定 ...................................................................................................... 5 塔顶温度的确定 ...................................................................................................... 5 塔底温度的确定 ...................................................................................................... 6

最小理论板数和最小回流比 .............................................................................................. 6 3.3.1. 3.3.2.

最小理论板数的计算............................................................................................... 6 最小回流比的计算................................................................................................... 7

3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

实际回流比和理论板数 ...................................................................................................... 8 全塔效率与实际板数 ........................................................................................................ 10 进料位置与进料条件 ........................................................................................................ 10 非清晰分割验算 ................................................................................................................ 11

4. 能量衡算 ........................................................................................................................................13

4.1. 4.2.

塔顶冷凝器的热负荷 ........................................................................................................ 13 再沸器负荷及热损失 ........................................................................................................ 13

5.精馏塔的选型与设计 .........................................................................................................................15

5.1塔径 ......................................................................................................................................... 15

5.1.1精馏段 .......................................................................................................................... 15 5.1.2提馏段 .......................................................................................................................... 18 5.2塔板 ......................................................................................................................................... 21

5.2.1溢流装置的设计计算 .................................................................................................. 21 5.2.2浮阀塔板结构参数的确定 .......................................................................................... 22 5.2.3浮阀塔板流体力学计算 .............................................................................................. 23 5.2.4负荷性能图 .................................................................................................................. 28 5.3.塔体初步设计 ......................................................................................................................... 33

5.3.1筒体 .............................................................................................................................. 33 5.3.2封头 .............................................................................................................................. 33