正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计.doc

正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计.doc
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正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计

.设计师姓名:魏源讲师:

尚(教授)板式精馏塔文字教材;广州大学化学化工学院《化工原理》课程设计;蒸馏塔设计项目;

正戊烷-正己烷连续蒸馏塔的设计名称;

魏源班:

121班化学工程学生人数:

120520081讲师:

尚(教授)设计日期:

从2015年1月5日至2015年1月14日,WORD教育材料在前面的第5段中列出。化工原理课程设计任务书61.1概述71.2基本原理71.3确定设计原则81.4设计步骤81.5设计内容91.6操作压力91.7加热方法91.8进料状态10 1.9回流比111.10热能利用111.11工艺流程图12第2章工艺设计计算142.1设计任务和条件142.2工艺计算142.2.1物料平衡计算142 . 2 . 2 . 2 模拟253.1蒸馏塔的简单设计模块DSTWU 263.2蒸馏塔简单检查模块Distl 283.3蒸馏塔的严格计算模块RadFrac 29第4章蒸馏塔工艺条件和相关物理性质数据的计算394.1操作压力394.2操作温度394.3平均摩尔质量394.4平均密度404.4.1蒸馏段的平均密度404.4.2汽提段的平均密度414.5液体的平均表面张力计算424.6 蒸馏塔的工艺尺寸445.1塔直径的计算445.2蒸馏塔有效高度的计算47第六章塔板主要工艺尺寸的计算486.1蒸

精馏塔课程设计

目录 一、概述 二、设计方案和工艺流程的确定 三、塔的物料衡算四、回流比确定 五、塔板数的确立 六、塔的工艺条件及物性数据计算 七:塔和塔板主要工艺尺寸计算 八、塔板的流体力学验算 十、热量衡算 十一、筛板塔的设计结果总表 十二、辅助设备选型及接管尺寸 十三、精馏塔机械设计计算 十四、设计中的心得体会 一、概述: 塔设备是炼油、化工、石油化工等生产广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的结构型式,可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数量的塔板,气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质,热传递,气液相组成呈阶梯变化,属逐渐接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层,液体自塔顶沿填料表面下流,气体逆流而上(也有并流向下者)与液体接触进行质热传递,气液组成沿塔高连续变化,属微分接触操作过程。 工业上对塔设备的要求:(1)生产能力大;(2)传质传热效率高;(3)气流的摩擦阻力小;(4)操作稳定,适应性强,操作弹性大;(5)结构简单,材料耗用量小(6)制作安装容易,维修方便。(7)设备不易堵塞,耐腐蚀。 其中板式塔又可分为有降液管的塔板(如泡罩塔,浮阀塔,筛板塔,舌型,S型等)和无降液管的(如穿流式筛板,穿流式波纹板)该课程涉及到的是板式塔中的浮阀塔,其广泛用于精馏、吸收、和解吸等过程。其主要特点是再塔板的开孔上装有可浮动的浮阀,气流从浮阀的周边以稳定的速度水平地进入塔板上液层进行两相接触,浮阀课根据气流流速地大小上下浮动,自行调节。浮阀有盘式、条式等多种。国内多采用盘式,其优点为生产能力大,操作弹性大,分离效率较大,塔板结构较简单。此型中的F-1型结构简单,已经列入部颁标准,因此型号的重阀操作稳定性好,一般采用重阀。 二、设计方案和工艺流程的确定: 在此次课程涉及中主要介绍浮阀塔在精馏中的应用,精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器、和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入,物料再塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离,由冷凝器和冷却器的冷却物质将余热带走。此过程中因考虑节能。 另外,为保持塔的稳定性,流程除用泵直接送入塔原料外,也可采用高位槽送料以受泵操作波动影响。 塔顶冷凝器装置根据生产情况以决定采用全凝器和分凝器。一般,塔顶分凝器对上升蒸汽虽由一定的增浓作用,当在石油等工业中获取液相产品时往往采用全凝器,以便于准确的控制回流比。若后继装置使用气态物料,则宜用分凝器 操作压强由常压、低压和高压操作,其取决于冷凝温度,一般都采用常压,对于热敏性物质或混合液沸点过高的物质则宜采用减压操作,而常压下为气态的物质采用高压操作。 对于物料的进料,一般情况下采用冷进料,但是为了考虑塔的操作稳定性,则一把采用泡点进料。

精馏塔设计流程

在一常压操作的连续精馏塔内分离水—乙醇混合物。已知原料的处理量为2000吨、组成为36%(乙醇的质量分率,下同),要求塔顶馏出液的组成为82%,塔底釜液的组成为6%。 设计条件如下: 操作压力 5kPa(塔顶表压); 进料热状况 自选 ; 回流比 自选; 单板压降 ≤; 根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。 【设计计算】 (一)设计方案的确定 本设计任务为分离水—乙醇混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。 设计中采用泡点进料,将原料液通过预料器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。 (二)精馏塔的物料衡算 1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 乙醇的摩尔质量 A M =46.07kg/kmol 水的摩尔质量 B M =18.02kg/kmol F x =18.002 .1864.007.4636.007 .4636.0=+= D x =64.002.1818.007.4682.007 .4682.0=+= W x =024.002 .1894.007.4606.007 .4606.0=+= 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 F M =×+×=23.07kg/kmol D M =×+×=35.97kg/kmol W M =×+×=18.69kg/kmol 3.物料衡算 以每年工作250天,每天工作12小时计算 原料处理量 F = 90.2812 25007.231000 2000=???kmol/h 总物料衡算 =W D + 水物料衡算 ×=+W

丙酮蒸馏塔设计

丙酮蒸馏塔设计 1、设计基本参数 进塔稀丙酮浓度25%,整出浓丙酮浓度95%, 残液中丙酮浓度0.5%,蒸馏塔进料量2436.5Kg/h;2、全塔物料衡算 计算公式:F=D+W 2-1; F x F=D X D + W x w 2-2; 式中:F 进塔流量Kg/h ; D 塔顶馏出液流量Kg/h ; w 塔底流量Kg/h ; x F 物料中丙酮浓度%; x D 塔顶物料中丙酮浓度%; x w 塔底物料中丙酮浓度%; 其中:F=2436.5 Kg/h, x F =25%, x°=95%, x w=0.5%,带入式2-1,2-2 中得: 2436.5二D+W 2436.5 X 25%=氐95%+W 0.5% 得:D=631.7 Kg/h, w=1804.8 Kg/h 3、塔径计算 气相质量流量:G=D X( R+1),式中R为回流比,选回流比R=3,得 G=631.7 X (3+1)=2526.8 Kg/h ; 混合气体的摩尔数:2526.8 - 56.08=45.1 Kmol/h

混合气体的体积流量:V=32.93 X 45.仁1485.1 m 3/h ; 混合气体的密度:丫V =2526.8 -1485.1=1.7 Kg/m 3 95初酮液体体积流量:L=2526.8 - 802=3.15 m /h ; m/s; 3.15 802 1485.1 :=0.046 有效空塔速度:v = 0.044 8。2;.7 =0.955 二V

查图得 C 20=0.044 取 C=C 20 空塔速度 V 空=(0.6~0.8) V ,取 0.75,则 V =0.75X 0.955=0.716 m/s ; 塔径圆整取D=①900 4、 理论板数计算 5、 全塔热量衡算 5.1加料液带入的热量 Q j 25%的稀丙酮水溶液由室温12C 加热到70C 纯丙酮 70C 比热为 G=0.558 Kcal/(KgK) 水 70C 比热为 C 2=1 Kcal/(KgK) 25%丙酮溶液的混合比热为: Cp=0.558 X .0936+1 X( 1-0.0936) =0.959 Kcal/(KgK) Q j =Cpm A t=0.959X 2436.5 X( 70-12 ) =135523 Kcal/h 初估塔径D = 1485.1 0.785 3600 = 0.856 0.785 0.716 3600 m ;

蒸馏塔的设计-

1.二.设计任务及操作条件 1.设计任务: 生产能力(进料量) : 2万 吨/年 操作周期: 300*24=7200 h 进料组成: 41% 塔顶产品组成: >96% 塔底产品组成: >1% 2.操作条件: 操作压力: 4kpa (塔顶表 压) 进料热状态: 泡点进料 单板压降: 不大于0.7kpa

3.设备形式: 板式精馏塔,塔 顶为全凝器,中 间泡点进料,塔 底间接蒸汽加 热,连续精馏。 4.厂址: 齐齐哈尔市 (二)设计内容 二)设计内容 1.概述: 本次设计一筛板设计为例,筛板是在塔板上钻有均布的筛孔,上升气流经筛孔分散,鼓泡通过板上液层,形成气液密切接触的泡沫层.筛板塔的优点是结构简单,制造、维修方便,造价低,相同的条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔.他的缺点是操作范围小,小孔径筛板易堵噻不适宜

处理粘性大的,脏的和带固体粒子的料液.但设计良好的筛板具有足够的造作弹性,对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板,故近年来我国对筛板的应用日益增多. 2.设计流程的说明: 精馏装置包括精馏塔,原料预热器,再沸器,冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入,物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离,由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中,热能利用率很低,为此,在确定流程装置时应考虑余热的利用,注意节能。另外,为保持塔的操作稳定性,流程中除用泵直接送入塔原料外,也可以采用高位槽送料以免

受泵操作波动的影响 塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器,以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料,则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面,合理的兼顾设备,操作费用操作控制及安全因素。 连续精馏操作流程图 冷凝器 再沸器 3.操作条件:

减压蒸馏

一、实验目的 1、学习减压蒸馏的基本原理。 2、掌握减压蒸馏的基本操作。 二、实验原理 减压蒸馏是分离可提纯有机化合物的常用方法之一。它特别适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度,因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的,如果借助于真空泵降低系统内压力,就可以降低液体的沸点,这便是减压蒸馏操作的理论依据。 液体有机化合物的沸点随外界压力的降低而降低,温度与蒸气压的关系 温度与蒸气压关系图液体在常压、减压下的沸点近似关系图 *1mmHg≈133Pa *1mmHg≈133Pa 所以设法降低外界压力,便可以降低液体的沸点。沸点与压力的关系可近似地用下式求出: p为蒸气压;T为沸点(热力学温度);A,B为常数。 如以lg p为纵坐标,1/T为横坐标,可以近似地得到一直线。 三、基本操作训练:(含仪器装置和主要流程图) 减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气(减压)、安全保护和测压四部分组成。 蒸馏部分由蒸馏瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。抽气部分实验室通常用水泵或油泵进行减压。 减压蒸馏装置 四、主要试剂用量 乙酰乙酸乙酯15mL 实验关键及注意事项: 1、仪器安装好后,先检查系统是否漏气,方法是:关闭毛细管,减压至压力稳定后,夹住连接系统的橡皮管,观察压力计水银柱有否变化,无变化说明不漏气,有变化即表示漏气。 2、为使系统密闭性好,磨口仪器的所有接口部分都必须用真空油脂润涂好,检查仪器不漏气后,加入待蒸的液体,量不要超过蒸馏瓶的一半,关好安全瓶上的活塞,开动油泵,调节毛细管导入的空气量,以能冒出一连串小气泡为宜。 3、当压力稳定后,开始加热。液体沸腾后,应注意控制温度,并观察沸点变化情况。待沸点稳定时,转动多尾接液管接受馏分,蒸馏速度以0.5~1滴/S为宜。 4、蒸馏完毕除去热源,慢慢旋开夹在毛细管上的橡皮管的螺旋夹,待蒸馏瓶稍冷后再慢慢开启安全瓶上的活塞,平衡内外压力,(若开得太快,水银柱很快上升,有冲破测压计的可能),然后关闭抽气泵。 五、思考题

500万吨年炼油减压蒸馏装置设计书

500万吨/年炼油减压蒸馏装置设计书 第一章文献综述 1.1石油工业简介 石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95%~99%,含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害,在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大,但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称为石蜡基石油;以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基石油;介于二者之间的称中间基石油。我国主要原油的特点是含蜡较多,凝固点高,硫含量低,镍、氮含量中等,钒含量极少。除个别油田外,原油中汽油馏分较少,渣油占1/3。组成不同类的石油,加工方法有差别,产品的性能也不同,应当物尽其用。 石油炼制工业是国民经济最重要的支柱产业之一,是提供能源,尤其是交通运输燃料和有机化工原料的最重要的工业。据统计,全世界总能源需求的40%依赖于石油产品,汽车,飞机,轮船等交通运输器械使用的燃料几乎全部是石油产品,有机化工原料主要也是来源于石油炼制工业,世界石油总产量的10%用于生产有机化工原料。 石油是十分复杂的烃类非烃类化合物的混合物。石油产品种类繁多,市场上各种牌号的石油产品达1000种以上,大体上可分为以下几类: ⑴燃料:如各种牌号的汽油、航空煤油、柴油、重质燃料油等; ⑵润滑油:如各种牌号的燃机油、机械油等; ⑶有机化工原料:如生产乙烯的裂解原料、各种芳烃和烯烃等; ⑷工艺用油:如变压器油、电缆油、液压油等; ⑸沥青:如各种牌号的铺路沥青、建筑沥青、防腐沥青、特殊用途沥青等; ⑹蜡:如各种食用、药用化妆品用,包装用的石蜡和地蜡; ⑺石油焦炭:如电极用焦、冶炼用焦、燃料焦等。 从上述石油产品品种之多和用途之广也可以看到石油炼制工业在国民经济和国防中的重要地位。 石油作为一种能流密度高,便于储存、运输、使用的清洁能源已广泛应用于国民经济的方方面面。按2001年中国各行业石油消费构成看,交通运输业占30%以上,是消费石油最多的行业。 在交通运输业中,汽车是最大的石油消费用户。在石油产品中,汽油的85%~90%和柴油的30%被汽车所消耗。面对中国目前汽车的飞速发展,保有量的迅猛增长,不能不未雨绸缪,以防石油短缺制约汽车工业的正常发展。从世界围看,汽车的出现把石油工业推向了快速发展的轨道,加快了石油产品的消费和需求。

减压蒸馏装置及操作

减压蒸馏装置及操作 【教学目的】 让学生学习减压蒸馏的原理及应用;认识减压蒸馏的主要仪器设备,掌握减压蒸馏仪器的安装和减压蒸馏的操作。 【教学重点】 学习减压蒸馏的原理及应用;认识减压蒸馏的主要仪器设备,掌握减压蒸馏仪器的安装和减压蒸馏的操作方法。 【教学内容】 一、实验原理: 某些沸点较高的有机化合物在加热还未达到沸点时往往发生分解或氧化的现象,所以不能用常压蒸馏,使用减压蒸馏便可避免这种现象的发生。减压蒸馏对于分离或提纯沸点较高或性质比较不稳定的液态有机化合物。在压力对应的相应沸点可用查文献及估算法。减压蒸馏装置主要仪器设备(1)蒸馏部分:圆底蒸馏烧瓶、克氏蒸馏头、导气管、螺旋夹、温度计、冷凝管、多头接头(燕尾管)、圆底接受瓶;(2)保护部分:安全瓶、放气活塞、冷却肼(捕集管)、无水氯化钙干燥塔、氢氧化钠吸收塔、石蜡片干燥塔;(3)测压部分:压力计;(4)减压部分:减压泵。其中减压蒸馏的吸收装置有:捕集管:用来冷凝水蒸气和一些易挥发性物质;硅胶(或无水氯化钙)干燥塔:用来吸收经冷却肼后还未除净的残余水蒸气;氢氧化钠吸收塔:用来吸收酸性蒸气;石蜡片干燥塔:用来吸收烃类气体。 二、实验仪器: 三、实验药品: 溶解度/g ·(100ml 溶剂)-1名称 相对分 子质量 性状 折光率相对密 度 熔点/℃ 沸点/℃ 水 醇 醚 乙酰乙酸乙酯 130.15 无色液体 1.4194 1.0282<-80 180.4 13(17)∞ ∞ 四、实验步骤: 1.按要求装好仪器检查能否达到所要求的压力。先将仪器安装完毕,关闭安全瓶上的活塞及旋紧双颈蒸馏烧瓶上毛细管的螺旋夹子,然后用泵抽气。观察能否达到要求的压力,然后慢慢旋开安全瓶上活塞,放入空气,直到内外压力相等为止。

精馏塔回流罐液位控制系统

1 概述 随着现代工业生产过程向着大型,连续和强化方面发展,对控制系统的控制品质提出了日益增长的要求。次设计的关注的精馏塔就是一个多输入多输出的多变量过程,内在机理较复杂,动态响应迟缓,变量之间相互关联,对其的控制提出了较高的要求,其中对回流罐液位的调节影响着精馏塔顶部的压力及温度的平衡,起着对精馏过程中的缓冲及保护作用,对回流罐液位的调节对精馏过程的稳定进行起着不可忽视的作用,所以确定回流罐液位的控制方案是相当重要的。本次设计的总目标,就是在可能获得的条件下,以最经济的途径和方法监测及调节回流罐中的液位,所以需要在充分了解声场过程的工艺流程的基础上选择合适的控制方法,从而实现目标。 2 精馏塔的工艺流程 根据本次设计条件及要求,我们必须精馏及精馏塔有一定的了解。 精馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组分挥发度不同的特性,实现分离的目的的单元操作。蒸馏按其操作方法可分为:简单蒸馏,闪蒸,精馏和特殊精馏等。精馏塔是一种进行精馏的塔式气液接触装置,蒸汽由塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断的向蒸汽中转移,蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断的向下降液中转移,蒸汽愈接近塔顶,其易挥发组分愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器,冷凝的液体一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸汽返回塔中,另一部分液体作为残液取出。一般精馏装置由精馏塔,再沸器,冷凝器,回流罐等设备组成。 精馏塔是一个多输入多输出的多变过程,内在机理较复杂,动态响应迟缓,变量之间相互关联,不同的塔工艺结构差别很大,而工艺对控制提出的要求又较高,所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题。而从能耗的角度来看,精馏塔是三传一反典型单元操作中能耗最大的设备,因此,精馏塔的节能控制也是十分重要的。 下图是一典型的精馏塔结构图。

蒸馏塔的设计---化工原理设计

过程装备设计课程设计-------分离苯-甲苯精馏塔设计 专业:过程装备与控制 班级: 3班 姓名: 彭云飞 学号: 0603020346 指导老师:杨启明 设计日期: 2010-11-17

目录 (一)设计任务书-------------------------------------------------3 (二)设计内容------------------------------------------------------3 (三)设计中符号说明------------------------------------------5 (四)精馏塔的物料衡算----------------------------------------7 (五)塔板数的确定----------------------------------------------8 (六)精馏塔塔体工艺尺寸设计------------------------------------9 (七)塔板主要工艺尺寸的计算----------------------------------11 (八)塔板负荷性能图------------------------------------------------ 13 (九)接管尺寸的选取-------------------- ----------------------17 (十)封头的选取------------------------------------------------18 (十一)法兰的选取------------------------------------------------18 (十二)筛板塔的工艺设计计算结果总表---------------------19

900万吨年减压蒸馏装置设计开题报告

本科毕业论文开题报告 题目900万吨/年原油减压蒸馏装置 初步设计 学生姓名蒋川学号0904040429 教学院系化学化工学院 专业年级2009级化学工程与工艺 指导教师段蜀波职称讲师 单位西南石油大学化学化工学院 辅导教师邹长军职称教授 单位西南石油大学 完成日期2012 年 3 月18 日

900万吨/年原油减压蒸馏装置初步设计(开题报告) 1选题目的、意义 随着社会的发展,我国经济的发展越来越依赖化石燃料的供应。而这些燃料中,石油被誉为“工业的血液”,其对我国经济发展的重要性是不言而喻的。石油是一种及其复杂的混合物。要从原油中提炼出多种多样的燃料、润滑油和其他产品,基本途径就是:将原油分割为不同沸程的馏分,然后按照油品的使用要求,除去这些馏分中的非理想组分,或者是经由化学转化形成所需要的组成,进而获得合格的石油产品。在这个过程中蒸馏就是一种合适的手段,而且也是最经济、最容易实现的手段。因此,蒸馏装置是炼油厂中一个很重要的装置。原油蒸馏是石油加工中第一道不可少的工序,故通常称原油蒸馏为一次加工,其他加工工序则称为二次加工[2]。原油的一次加工能力即原油蒸馏装置的处理能力,常被视为一个国家炼油工业发展水平的标志。原油常减压蒸馏在炼化企业加工过程中占有很重要的地位,其加工的好坏直接关系到后续产品质量和经济效益。因此,原油常减压蒸馏被称为石油加工的“龙头”。基于以上原因,几乎在所有的炼油厂中,原油的第一个加工装置就是常减压蒸馏装置。尽管近年来常减压蒸馏技术和管理经验不断创新,装置节能降耗和产品质量得到了显著的提高,但与国外先进水平相比,仍存在较大的差距,如装置耗能较大,分馏和减压拔出深度偏低,对含硫原油的适应性较差等。进一步的提高常减压装置的操作水平和运行水平显得日益重要,对提高炼油企业的经济效益也具有非常重要的意义。 本设计主要是依据《大庆原油评价报告》确定原油加工方案,进行原油常减压蒸馏的工艺设计。它的意义在于,通过常减压蒸馏对原油的处理,可以按所指定的产品方案将原油分割得到汽油、煤油、轻柴油、重柴油馏分以重油馏分等。可以减少渣油量,提高原油总拔出率。不仅能获得更多的轻质油品,也可为二次加工、三次加工提供更多的原料油。 2国内外研究现状 2.1国内现状 国内常减压蒸馏技术近年来有很大发展,在改进加工流程,提高设备效率,降低能耗,提高产品质量方面做了大量的开发性工作,常减压蒸馏装置的平均

常减压蒸馏工艺计算汇总

本科毕业设计工艺计算 题目年处理24万吨焦油常减压蒸馏车间初步设计院(系环化学院 班级:化工12-2 姓名:柴昶 学号: 2012020836 指导教师:张劲勇 教师职称:教授 2016年3月

第4章工艺计算 4.1设备选择要点 4.1.1 圆筒管式炉 (1)合理确定一段(对流段)和二段(辐射段)加热面积比例,应满足正常条件下,二段焦油出口温度400~410℃时,一段焦油出口温度在120~130℃之间的要求。 (2)蒸汽过热管可设置预一段或二段,要合理确定加热面积。当蒸气量为焦油量的4%时,应满足加热至400~450℃的要求。 (3)辐射管热强度实际生产波动在18000~26000千卡/米2·时,设计宜采用18000~22000千卡/米2·时,对小型加热炉,还可取低些。当选用光管时,对流段热强度一般采用6000~10000千卡/米2·时。 (4)保护层厚度宜大于200毫米,是散热损失控制在3%以内。 (5)火嘴能力应大于管式炉能力的 1.25~1.3倍。火嘴与炉管净距宜大于900毫米,以免火焰添烧炉管。 (6)辐射管和遮蔽管宜采用耐热钢(如Cr5Mo等)。 4.1.2馏分塔 (1)根据不同塔径确定塔板间距,见表4-1。 表4-1 塔板间距 塔径 (mm) 800 900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 板距(mm) 350 350 350 350 400 400 450 450 450 450 400 400 450 450 500 500 500 500 (2)进料层的闪蒸空间宜采用板距的2倍。 (3)降液管截面宜按停留时间不低于5秒考虑。 (4)塔板层数应结合流程种类、产品方案、切取制度及其他技术经济指标综合确定。 4.2物料衡算 原始数据: 年处理量24万t/a 原料煤焦油所含水分4% 年工作日330日, 半年维修一次 每小时处理能力w=30303.03kg 可按30303 kg计算

化工装置减压蒸馏塔腐蚀现状与防腐策略

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/323714555.html, 化工装置减压蒸馏塔腐蚀现状与防腐策略 作者:白泽兆 来源:《西部论丛》2018年第12期 摘要:随着我国现代化进程的不断推进,石油化工在我国工业领域拥有着举足轻重的地位。而减压蒸馏塔作为石油减压蒸馏过程中的不可或缺的设备之一,它的腐蚀会引发巨大的安全和质量问题。因此如何采取有效的措施去应对减压蒸馏塔的腐蚀,降低蒸馏塔的维护成 本,延长减压蒸馏塔的使用寿命是本文的重点。 关键词:常减压蒸馏塔常减压蒸馏塔腐蚀原理常减压蒸馏塔防腐措施 1前言 原油中硫含量高是我国石油的一大特点,但这一特点也导致石油在减压蒸馏过程中会对反应器产生腐蚀。因此如何采取防腐措施,减少因腐蚀造成的损失成为了这一领域研究人员的重点。 2常减压蒸馏塔的腐蚀现象 2.1硫腐蚀 对常减压蒸馏塔而言,硫腐蚀可根据反应时的外界温度和腐蚀部位分为高温和低温两种。低温硫腐蚀主要发生在常减压蒸馏塔的常减压装置以及常减压蒸馏塔的冷凝冷却系统上。发生低温硫腐蚀的外界温度通常低于120℃,具体表现为硫化氢溶于水后形成的腐蚀性液体(或湿硫化氢气体)与管道器壁反应,不仅会造成均匀腐蚀,还会引起钢材的腐蚀开裂。 高温硫腐蚀主要是由二硫醚、硫醇、硫化氢三种硫化物在大于240℃的温度下分解产生的活性硫造成的。分解产生的活性硫会和器壁金属发生反应,生成硫化物,造成器壁腐蚀。 而且根据实验数据所得,这些硫化物在200℃—400℃时的反应活性最高。原油中的活性 硫主要是硫化氢和硫单质;它们都是由原油中的有机硫化物在高温条件下反应生成。因此高温硫腐蚀的反应活性不仅与原油中的硫总含量和活性硫的含量有关,还与管道的温度(高温促进活性硫生成)以及管道中物质的流动速率有关(因为高流动速率会使保护膜更容易脱落)。 2.2高温环烷酸腐蚀环烷酸是指原油中所有的含有脂的芳香族羧酸。这一成分的组成和含量与原油产地有很大关系,不同的原油产地往往有着较明显的差异。环烷酸本身不会与金属器壁反应。但是当容器内温度达到350℃以上时,硫化氢会发生分解,生成氢气和具有极高反应活性的活性硫。随后活性硫会与管道器壁反应生成硫化物保护膜,阻止腐蚀的进一步进行。但如果环境中有环烷酸的存在,环烷酸就会溶解掉前一反应形成的硫化物保护膜,使得器壁再次与硫反应生成硫化物并形成恶性循环,不断腐蚀金属器壁。而且随着温度升高,活性硫的反应

减压蒸馏

减压蒸馏 一、基本原理 很多有机化合物,特别是高沸点的有机化合物,在常压下蒸馏往往发生分解、氧化或聚合的物质。在这种情况下,采用减压蒸馏方法最为有效。 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度,因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的;从另一个角度来看,由于液体表面分子逸出所需的能量随外界压力的降低而减少。因此,降低蒸馏体系的压力,则液体的沸点下降,这种在减压下的蒸馏操作称为减压蒸馏或真空蒸馏。一般的高沸点有机化合物,当压力降低到20mmHg时,沸点比常压沸点要低100~120℃。可利用图1的沸点-压力的经验计算图,近似地找出高沸点物质在不同压力下的沸点。例如,水杨酸乙酯常压下的沸点为234℃,现欲找其在20mmHg 的沸点为多少度,可在图1的b线上找出相当于234℃的点,将此点与c线上20mmHg处的点联成一直线,把此线延长与a线相交,其交点所示的温度就是水杨酸乙酯在20mmHg时的沸点,约为118℃。 图1. 沸点-压力的经验计算图 二、减压蒸馏装置 减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气(减压)、安全保护和测压四部分组成。简单的减压蒸馏装置如图2所示。蒸馏部分由蒸馏瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。蒸馏烧瓶内蒸馏的液体约占其容量1/3~1/2,不可超过1/2。克氏蒸馏头可减少由于液体暴沸而溅入冷凝管的可能性;而毛细管的作用,则是导入空气,不断形成小气泡作为气化中心,使蒸馏平稳,避免液体过热而产生暴沸冲出现象,这对减压蒸馏是非常重要的。毛细管口距瓶底约1~2mm,为了控制毛细管的进气量,可在毛细玻璃管上口套一段软橡皮管,橡皮管中插入一段细铁丝,并用螺旋夹夹住。蒸出液接受部分(图2中16和17),通常用多尾接液管连接两个或三个厚壁梨形或圆形烧瓶,在接受不同馏分时,只需转动接液管,使不同的馏分流入指定的接受器中,而不中断蒸馏。在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝或薄壁的玻璃仪器,尤其不能用不耐压的平底瓶(如锥形瓶、平底烧瓶等),以防止内向爆炸。 抽气部分用减压泵,最常见的减压泵有水泵和油泵两种。

减压蒸馏

1.基本原理 某些沸点较高的有机化合物在未达到沸点时往往发生分解或氧化的现象,所以,不能用常压蒸馏。液体沸腾的温度是随外界压力的降低而降低的,如用真空泵连接盛有液体的容器,使液体表面上的压力降低,即可降低液体的沸点。这种在较低压力下进行蒸馏的操作称为减压蒸馏。当蒸馏系统内的压力降低后,其沸点便降低,当压力降低到1.3~2.0 kPa (10~15 mmHg)时,许多有机化合物的沸点可以比其常压下的沸点降低80~100℃。因此,减压蒸馏对于分离提纯沸点较高或高温时不稳定的液态有机化合物具有特别重要的意义。 减压蒸馏时物质的沸点与压力有关,但有时在文献中查不到与减压蒸馏选择的压力相应的沸点,则可根据下面的经验曲线(图1),找出该物质在此压力下的沸点的近似值。 图1液体在常压下的沸点与减压下的沸点的近似关系图 如N,N-二甲基甲酰胺常压下沸点约为150℃(分解),欲减压至2.67 kPa(20 mmHg),可以先在上图中间的直线上找出相当于150℃的点,将此点与右边直线上2.67 kPa(20 mmHg)处的点连成一直线,延长此直线与左边的直线相交,交点所示的温度就是 2.67 kPa(20 mmHg)时N,N-二甲基甲酰胺的沸点,约为50℃。 在给定压力下的沸点还可以近似地从下列公式求出: p为蒸气压,T为沸点(绝对温度),A、B为常数。如以lg p为纵坐标,1/T为横坐标作图,可以近似地得到一直线。因此可从两组已知的压力和温度算出A和B的数值。再将所选择的压力代入上式算出液体的沸点。

2.减压蒸馏装置 减压蒸馏装置由蒸馏装置、减压装置以及在它们之间的保护及测压装置三部分组成(图2)。(1)蒸馏装置 蒸馏烧瓶上装置克氏蒸馏头,使用克氏蒸馏头的目的是为了避免减压蒸馏时液泛对蒸馏的影响,比常压蒸馏头多出的支管可以起到缓冲的作用。克氏蒸馏头上面的两个接口分别装置毛细管与温度计,毛细管下端距瓶底1~2 mm。上端通过胶塞与克氏蒸馏头密封,毛细管上端连有一段带螺旋夹的橡皮管。螺旋夹用以调节进入体系中空气的量,在减压状态下,持续进入体系的微小气泡可以作为液体沸腾的气化中心,使蒸馏平稳进行。在减压蒸馏操作中,一定不要引入沸石,沸石在减压条件下不但不能起到气化中心的作用,反而会引起液泛。 接收器可用蒸馏瓶或吸滤瓶,但不能使用平底烧瓶或锥形瓶,否则由于受力不均容易炸裂。蒸馏时可以使用多尾接液管,多尾接液管的几个分支管与多个圆底烧瓶连接起来。转动多尾接液管,就可使不同的馏分进入指定的接收瓶中。 减压蒸馏的热源最好用水浴或油浴,因为水或浴油具有一定的热容量,能够起到缓冲的作用,使烧瓶受热平稳。蒸馏时应控制热浴的温度,使它比液体的沸点高20~30℃左右。如果蒸馏的少量液体沸点较高,特别是在蒸馏低熔点的固体时,可以不使用冷凝管。 图2常用的减压蒸馏装置 (2)减压装置 实验室通常用水泵或油泵进行减压,水泵所能达到的最低压力为当时室温下水的蒸气压。例如在水温为10℃时,水蒸气压为1.2 kPa;若水温为25℃,则水蒸气压为 3.2 kPa左右。水在不同温度下的蒸气压见本书附录。如果气温较高,可以在循环真空泵水泵中加入适量冰块来降低水温,从而获得较高的真空度。 如果要获得更高的真空度,就要使用油泵。油泵的效能决定于油泵的机械结构以及真空泵油的好坏。好的油泵能抽至真空度为13.3 Pa,油泵结构较精密,蒸馏时要做好油泵的保护,如果有挥发性的有机溶剂、水或酸的蒸气,都会损坏油泵。挥发性的有机溶剂蒸气被抽吸收后,就会增加油的蒸气压,影响真空度。而酸性蒸气会腐蚀油泵的机件。水蒸气凝结后与油形成浓稠的乳浊液,也能影响油泵的正常工作。

抽提蒸馏塔与再沸器的平面布置及管道设计

山 东 化 工 收稿日期:2018-02-27 作者简介:管晓玉(1984—),女,吉林农安人,工程师,硕士研究生,主要从事管道设计工作。 抽提蒸馏塔与再沸器的平面布置及管道设计 管晓玉 (中石化广州工程有限公司,广东广州 510000) 摘要:以某公司0.55Mt/a芳烃抽提装置为例,介绍了抽提蒸馏塔与其中段再沸器、塔底再沸器的平面布置及管道设计的特点。满足工艺 要求并在工艺校核后,确定再沸器的安装高度。采用支耳处设置弹簧、取消螺栓孔以及增加聚四氟乙烯板等方法,来消除竖向和横向应力,为同类设备的管道设计工作提供参考。关键词:抽提蒸馏塔;再沸器;平面布置;管道设计中图分类号:TQ055.8 文献标识码:B 文章编号:1008-021X(2018)07-0124-02 LayoutandPipingDesignofExtractiveDistillationTowerandReboiler GuanXiaoyu (SINOPECGuangzhouPetrochemicalEngineeringCorporation,Guangzhou 510000,China) Abstract:Thispapergivesanexampleof0.55Mt/aaromaticsextractunittopresenttheequipmentlayoutandpipingdesignof extractivedistillationtower ,middlesectionreboilerandbottomreboiler.Theinstallingheightofmiddlesectionreboilerneedtomeettheprocessdemandsandchecking.Usingspringsupport,cancelingboltholesandputtingPolytetrafluorethyleneatthesupportingplateofreboilercaneliminateverticalandhorizontalstress.Thesewillprovideagoodreferenceforthepipeengineeringdesignofsimilarequipment.Keywords:extractivedistillationtower;reboiler;pipingdesig,;equipmentlayout;pipingdesign 在石油化工装置中,再沸器与精馏塔合用是常见的组合工艺,其工艺设备布置及管路设计的优化有利于整个管系和设备的稳定运行。抽提蒸馏塔是芳烃抽提装置中分离芳烃与非芳烃的重要设备,而塔底再沸器为塔提供汽液两相传质所需的热量。本文以某公司0.55Mt/a芳烃抽提装置为例,介绍抽提蒸馏塔与再沸器的平面布置及管道设计中遇到的问题及解决方法。 1 工艺原理及流程 某公司0.55Mt/a芳烃抽提装置中,以环丁砜为抽提溶剂,利用溶剂对原料中各组分相对挥发度影响的不同,通过精馏实现芳烃与非芳烃分离。溶剂和C6馏分在抽提蒸馏塔接触形成气液两相,由于溶剂与芳烃的作用力更强,使非芳烃富集于气相,于塔顶排出,芳烃富集于液相,于塔底排出。富集芳烃的液相进入溶剂回收塔,在塔内进行芳烃与溶剂的分离,回收的溶 剂再进入抽提蒸馏塔循环使用[1] 。为节省操作费用,使用品位和价格较低的冷剂和热源,在抽提蒸馏塔塔釜处设置中段再沸器,同时减轻了塔底再沸器的热负荷。 2 平面布置 塔与再沸器平面布置设计时应着重考虑以下因素:①再沸器与塔体之间的距离应满足工艺及管道布置要求;②应考虑再沸器的吊装及检修的方便性。当再沸器的管道能够满足热膨胀允许的条件时,应将再沸器尽量靠近塔体布置,以使管道最 短,达到减少管道阻力的目的[2] 。在该装置中,再沸器均采用热虹吸再沸器,依靠塔釜内的液体静压头和再沸器内两相流的密度差产生推动力形成热虹吸式运动。抽提蒸馏塔与再沸器的局部平面布置图如图1 所示。 图1 芳烃抽提部分平面布置 Fig.1 PlotplanofAromaticsextractionpart · 421·SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2018年第47卷

分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺设计流程图和塔设备图)

分离乙醇-水的精馏塔设计 设计人员: 所在班级:化学工程与工艺成绩: 指导老师:日期:

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件 (1)进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,下同),其余为水; (2)产品的乙醇含量不得低于90%; (3)塔顶易挥发组分回收率为99%; (4)生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品; (5)每年按330天计,每天24小时连续运行。 (6)操作条件 a)塔顶压强 4kPa (表压) b)进料热状态自选 c)回流比自选 d)加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选) e)单板压降 kPa。 三、设备形式:筛板塔或浮阀塔 四、设计内容: 1、设计说明书的内容 1)精馏塔的物料衡算; 2)塔板数的确定; 3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算;

5)塔板主要工艺尺寸的计算; 6)塔板的流体力学验算; 7)塔板负荷性能图; 8)精馏塔接管尺寸计算; 9)对设计过程的评述和有关问题的讨论; 2、设计图纸要求; 1)绘制生产工艺流程图(A2 号图纸); 2)绘制精馏塔设计条件图(A2 号图纸); 五、设计基础数据: 1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据; 2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。 一、设计题目:乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件:进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分 数,下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于90%;塔 顶易挥发组分回收率为99%,生产能力为50000吨/年90% 的乙醇产品;每年按330天计,每天24小时连续运行。塔顶 压强 4kPa (表压)进料热状态自选回流比自选加热蒸汽 压力低压蒸汽(或自选)单板压降≤0.7kPa。 三、设备形式:筛板塔 四、设计内容: 1)精馏塔的物料衡算: 原料乙醇的组成 xF==0.1740

分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇-水的精馏塔设计 设计人员: 所在班级:化学工程与工艺成绩: 指导老师:日期:

化工原理课程设计任务书 一、设计题目:乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件 (1)进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,下同),其余为水;(2)产品的乙醇含量不得低于90%; (3)塔顶易挥发组分回收率为99%; (4)生产能力为50000吨/年90%的乙醇产品; (5)每年按330天计,每天24小时连续运行。 (6)操作条件 a)塔顶压强 4kPa (表压) b)进料热状态自选 c)回流比自选 d)加热蒸汽压力低压蒸汽(或自选) e)单板压降 kPa。 三、设备形式:筛板塔或浮阀塔 四、设计内容: 1、设计说明书的内容

1)精馏塔的物料衡算; 2)塔板数的确定; 3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算; 5)塔板主要工艺尺寸的计算; 6)塔板的流体力学验算; 7)塔板负荷性能图; 8)精馏塔接管尺寸计算; 9)对设计过程的评述和有关问题的讨论; 2、设计图纸要求; 1)绘制生产工艺流程图(A2 号图纸); 2)绘制精馏塔设计条件图(A2 号图纸); 五、设计基础数据: 1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据; 2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。 一、设计题目:乙醇---水连续精馏塔的设计 二、设计任务及操作条件:进精馏塔的料液含乙醇35%(质量分数,

下同),其余为水;产品的乙醇含量不得低于90%;塔顶易挥 发组分回收率为99%,生产能力为50000吨/年90%的乙醇产 品;每年按330天计,每天24小时连续运行。塔顶压强 4kPa (表压)进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸 汽(或自选)单板压降≤0.7kPa。 三、设备形式:筛板塔 四、设计内容: 1)精馏塔的物料衡算: 原料乙醇的组成 xF==0.1740 原料乙醇组成 xD0.7788 塔顶易挥发组分回收率90% 平均摩尔质量 MF = 由于生产能力50000吨/年,. 则 qn,F 所以,qn,D 2)塔板数的确定: 甲醇—水属非理想体系,但可采用逐板计算求理论板数,本设 计中理论塔板数的计算采用图解法。由乙醇和水有关物性的

蒸馏塔设备规范

塔设备设计 、塔设备的结构设计 塔设备在石油、化工等生产中,广泛用于精馏、吸收、萃取、气体增湿、离子交换等单元操作中。虽然所进行的工艺过程(单元操作)各不相同,其结构形式各异但根据塔的内件结构可将塔设备划分为板式塔和填料塔两大类。不论是板式塔还是填料塔,均由以下几部分组成: 塔体由筒体、封头、联接法兰等组成。 内件由塔盘、填料及支承装置组成。 支座一般采用裙式支座。 附件包括人孔、手孔、各种接管、吊柱、操作台、扶梯、保温层等。 (一)板式塔 图5-1 板式塔

1 板式塔的总体结构及其分类 板式塔的结构示意图如图5-1 所示。 板式塔的主体部分由塔体和裙座构成。 塔体和裙痤多采用钢板焊制。裙座为上端与塔体底封头焊接在一起,下端通过地脚螺栓固定在基础上。有的塔体需用铸钢制造时,采用以每层塔盘为一段,用法兰联接的形式。 板式塔的内件主要由多层塔盘组成。各层塔盘的结构相同,由气液接触元件(如浮阀、筛孔、泡罩等)、塔盘板、溢流装置、降液管受液盘以及支承件、紧固件等元件组成。一般塔盘间距相同。开有人孔的塔盘间距较大,通常为700mm 。最底一层塔盘到塔底的距离也 比塔盘间距高,因为塔底空间起着贮槽的作用,保证料液有足够的储存,使塔底液体不致流空。最高一层 塔盘和塔项距离也高于塔盘间距,在这一段上往往装有除沫器。 塔盘结构有整块式和分块式两种。采用形式与塔径大小有关,当直径小于700mm 的板式塔采用整块式塔盘,由于塔体分段,所以塔盘的安装可在塔外进行,塔体不需开设人孔。当塔的直径大于700mm 时,应 采用分块式塔盘,塔体上开设人孔,塔盘的装、拆可以在塔内进行。 按塔盘上气、液两相接触元件结构的不同,板式塔又可分为:泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形塔以及各种复合型塔。目前,国内石油化工生产中使用较多的板式塔为筛板塔和浮阀塔。1.整块式塔盘结构采用整块式塔盘的塔体是由若干塔节组成,各塔节之间用法兰联接,每个塔节安装一至数块塔盘。根据塔盘的支承方式,整块式塔盘分为定距管式和重叠式两类。 图5-2 定距管式塔盘塔节 (1)定距管式塔盘 定距管式塔盘(见图5-2 )由塔盘板、塔盘圈及带溢流的降液管组成。支承是由定距

减压蒸馏

]. 减压蒸馏 一、实验目的 1.了解减压蒸馏的原理和应用范围。 2.认识减压蒸馏的主要仪器设备,知道它们各有什么作用。 3.掌握减压蒸馏仪器的安装和操作程序。 二、实验原理 减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的一种重要方法。它特别适用于那些在常压蒸馏时未达到沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界大气压时的温度。所以液体沸腾的温度是随外界压力的降低而降低的。因而如用真空泵连接盛有液体的容器,使液体表面上的压力降低,即可降低液体的沸点。这种在较低压力下进行蒸馏的操作就称为减压蒸馏。 减压蒸馏时物质的沸点与压力有关。有时在文献中查不到减压蒸馏选择的压力与相应的沸点,则可根据图3.9的经验曲线找出近似值。对于一般的高沸点有机物,当压力降低到 2.67KPa(20mmHg)时,其沸点要比常压下的沸点低100-120℃。当减压蒸馏在 1.33- 3.33KPa(10-25mmHg)之间进行时,大体上压力每相差0.133KPa(1mmHg),沸点约相差1℃。当要进行减压蒸馏时,预先粗略地估计出相应的沸点,对具体操作和选择合适的温度计与热浴都有一定的参考价值。 三、药品及物理常数 药品名称分子量 (mol wt) 用量 (ml、g、mol) 熔点 (℃) 沸点 (℃/KPa) 比重 (d420) 水溶解度 (g/100ml) 苯甲醇108.14 15g -15.3 205.4/101.325 1.04535 稍溶于水苯甲醇102.7/5.0 苯甲醇96.8/4.0 苯甲醇89.5/3.0 苯甲醇79.6/2.0 苯甲醇64.0/1.0 苯甲醇49.7/0.5

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