乙烯乙烷塔顶浮阀180R=17.docVIP

乙烯-乙烷精馏塔工艺设计说明书 学生姓名：齐珊珊 班级：生化0201班 指导教师：赵毅 匡国柱 完成时间：2005.12.30 目录 1 概述 …………………………………………………………1 1.1 方案流程简介…………………………………………………………1 1.2 精馏过程流程设计……………………………………………………2 2 工艺设计 ……………………………………………………3 2.1 设计条件………………………………………………………………3 2.2 系统物料衡算和塔板数计算…………………………………………3 2.3 精馏塔塔板设计………………………………………………………6 2.4塔板的流动性能校核 ………………………………………………10 2.5 负荷性能图 ………………………………………………………… 12 2.6 再沸器设计 ………………………………………………………… 13 2.7再沸器循环流量效核…………………………………………………19 2.8 辅助设备设计…………………………………………………………24 2.9 管路设计和泵的选型…………………………………………………26 2.10 控制方案 ……………………………………………………………29 3 设计心得……………………………………………………31 附录 …………………………………………………………………… 31 1 概述 1.1 方案流程简介 1.1.1 精馏过程简介 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应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），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挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。该过程是同时进行传热、传质的过程。 1.1.2 精馏塔简介 精馏塔是精馏装置的主体核心设备，气、液两相在塔内多级逆向接触进行传质、传热，实现混合物的分离，为保证精馏过程能稳定、高效地操作，适宜的塔型及合理的设计是十分关键的[1]。 按照塔的内件结构，塔设备可分为板式塔和填料塔两大类。在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。在填料塔中，塔内装填一定段数和一定高度的填料层，液体沿填料表面呈膜状向下流动，作为连续相的气体自下而上流动，与液体逆流传质。两相的组分浓度沿塔高呈连续变化[2]。 表1.1 板式塔和填料塔的性能比较[1] 板式塔 填料塔 压力降 一般比填料塔大 小，适于要求压力降小的场合 空塔气速 （生产能力） 小 大 塔效率 稳定，大塔比小塔有所提高 塔径在1400mm以下效率较高；塔径增大，效率常会下降 液气比 适应范围较大 对液体喷淋量有一定要求 持液量 较大 较小 安装维修 较容易 较困难 造价 直径大时一般比填料塔低 直径小于800mm,一般比板式塔便宜；直径增大，造价显著增加 在本次设计中采用板式塔，一方面板式塔的设计比较成形，可借鉴的数据和设计结果较多；另一方面，板式塔的造价相对低廉，安装维修都更为简便。 1.1.3 常用塔板类型的比较 泡罩塔板：在气液负荷有较大变动时也可操作，且具有较高的塔板效率，操作弹性较大，不易堵塞，对物料适应性强，长期以来应用较广。但泡罩塔板的生产能力不大，结构过于复杂，不仅制造成本高，且塔板阻力大，液面落差也大，近些年来在许多场合已逐渐为其他型式的塔板所取代[3]。 筛板塔板：突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小，但过去认为它很容易漏液、操作弹性小，且易堵塞，应用不广。经过长期研究发现，只要设计合理和操作适当，筛板仍能满足生产上所要求的操作弹性，而且效率较高。目前已成为应用日趋广泛的一种塔板[3]。 浮阀塔板：浮阀塔板是综合了泡罩和筛板的优点研制出来的。这种塔操作弹性大，阻力比泡罩塔板大为减少，其生产能力大于泡罩塔板。另外，这种塔的板效率高。主要缺点是浮阀使用久后，由于频繁活动而易脱落或被卡住，操作失常。常用的浮阀有F1和V4型两种，后者用于减压塔[3]。 本次设计中采用浮阀塔板，这种塔板虽然可供借鉴的数据不多，设计起来比较困难，但这种塔板型式因具有较多优点，所以现在越来越多地采用。 1.1.4再沸器 再沸器的作用是将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间接触传质得以进行。 再沸器可分为立式和卧式两种，而立式又包括热虹吸式和强制循环式两种，卧式分为热虹吸式、强制循环式、釜式再沸器、内置式再沸器四种。 本次设计采用立式热虹吸式再沸器，它具有如下几个特点：将釜液和换热器传热管气液混合物的密度差作为循环推动力；结构紧凑