乙烯——乙烷精馏塔设计
乙烯精馏塔管道设计
是实现 连续安全 生产 的关键。结合 某一 Ｄ Ｍ Ｔ Ｏ装 置中乙烯精馏塔的管道设计 ，介绍 了乙烯精馏塔裙 座高度 的计算及相关影响 因素 ， 阐述 了低 温 管道 设 计 要 点 ，并 对 敷 塔 管 线 支 吊架 设 计 和 平 台梯 子 的设 置 要 点 进 行 了说 明 。
第４ ２卷 第 １ ５期
２ ０ １ ４年 ８月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４２ Ｎｏ ．１ ５
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｕ
Ａｕｇ ． ２ ０１ ４
乙烯 精馏 塔 管 道 设 计
（ 中石 化 洛 阳工程 有 限公 司 ，河 南 洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ）
ｅ ｑｕ ｉ ｐｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ＯＣＵ ｏ ｆ ＤＭＴＯ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ａ ｙ ｏ ｕ ｔ ａ ｎ ｄ ｐ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｗａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ．Ｉ ｎ ａ ｃ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ａ ＤＭＴＯ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎｔ ｉ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｐ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｋ ｉ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｃ ａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ，ｔ ｈｅ ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐｉ ｐｉ ｎｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｋ ｅ ｙ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ．Ｉ ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｐｐ ｏ ｔ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎｄ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｌ ａ ｄ ｄｅ ｒ ｓ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｒ ｅ ｅ ｘ ｐ ｏ ｕｎ ｄ ｅ ｄ。 Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ； ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｋ ｉ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ；ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ； ｓ ｕｐ ｐ ｏ ｒ ｔ
乙烯——乙烷精馏装置设计
乙烯——乙烷精馏装置设计乙烯和乙烷是两种非常重要的烃类化合物，它们在石化行业中具有广泛的应用。
乙烯作为一种重要的原料，广泛用于制造塑料、橡胶、合成纤维等。
而乙烷则常用作能源和燃料。
为了有效地分离乙烯和乙烷，需要设计一套乙烯-乙烷精馏装置。
乙烯-乙烷精馏装置是通过馏分精馏原理实现分离的。
馏分精馏是利用物质的不同沸点来将其分离的方法。
乙烯和乙烷的沸点有一定的差异，可以通过精馏来获得纯度较高的乙烯和乙烷。
乙烯-乙烷精馏装置主要由以下几个部分组成：进料装置、精馏塔、冷却器、回流器、分离器和产品收集器等。
首先是进料装置。
乙烯和乙烷可以通过管道输送到进料装置，然后进入精馏塔。
精馏塔是乙烯-乙烷精馏的主要操作单元。
精馏塔一般是一个垂直筒状的容器，内部设置有多个塔板。
塔板上有孔洞，可以通过增加塔板的层数来增加乙烯和乙烷的分离效果。
精馏塔内部还设有回流器和分离器。
回流器用来控制乙烯和乙烷的循环流动，以增加塔板上的液相浓度。
分离器则用来分离乙烯和乙烷的上部和下部产品。
冷却器是用来冷却馏分中的汽相，以使其冷凝为液相。
通过冷却器的冷却作用，可以分离乙烯和乙烷的汽相，使其变为液体，然后漏斗或者分离器将乙烯和乙烷分离。
产品收集器用来收集输出的乙烯和乙烷产品。
乙烯和乙烷的纯度可以通过控制精馏塔的操作参数来调整，例如塔底温度、馏出液的回流比等。
乙烯-乙烷精馏装置的设计还需要考虑一些工艺参数，例如进料温度、进料流量、塔内压力等。
这些参数的选择需要根据具体情况来确定，以达到分离效果和经济效益的最佳平衡。
此外，乙烯-乙烷精馏装置的设计还需要考虑安全性和能源消耗。
为了保障装置的安全运行，可以采用一些安全措施，例如设置压力控制装置、温度控制装置等。
为了降低能源消耗，可以采用热回收技术和优化操作参数等方法。
综上所述，乙烯-乙烷精馏装置的设计是一个复杂而重要的过程。
通过合理设计装置结构、选择适当工艺参数和采用安全措施，可以实现乙烯和乙烷的高效分离，并提高经济效益和能源利用效率。
化工原理课程设计 乙烯-乙烷
化工原理课程设计乙烯-乙烷化工原理课程设计讲明书姓名：院系：学号：指导老师：时刻: 2011/7/1前言本设计讲明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和操纵方案共七章。
讲明中对精馏塔和再沸器的设计运算做了详细的阐述，关于辅助设备和管路的设计也做了简单的讲明。
鉴于设计者体会有限，本设计中还存在许多的错误，期望各位老师给予指正。
感谢老师的指导和参阅！名目第一章概述4第二章方案流程简介6第三章精馏塔工艺设计8一、设计条件8二、物料衡算及热量衡算81、物料衡算82、回流比运算93、全塔物料衡算104、逐板运算塔板数11第四章精馏塔工艺设计141.物性数据142.初估塔径143.塔高的估算 154.溢流装置的设计155.塔板布置和其余结构尺寸的选取 166.塔板流淌性能校核 177.负荷性能图 18第五章再沸器的设计20一、设计任务与设计条件20二、估算设备尺寸21三、传热系数的校核22四、循环流量校核25第五章辅助设备设计28一、管路设计28二、辅助容器的设计30三、泵的设计31四、传热设备35第七章操纵方案37附录1 过程工艺与设备课程设计任务书38附录2 精馏塔及再沸器运算结果汇总 43附录3 要紧符号讲明46附录4 参考文献 48第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一，所用设备要紧包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
精馏塔精馏塔是该工艺过程的核心设备，精馏塔按传质元件区不可分为两大类，即板式精馏塔和填料精馏塔。
本设计为板式精馏塔。
精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分不引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐步增加，塔顶最低，塔底最高。
年产100万吨乙烷热裂解制乙烯乙烯精馏工序初步设计
XXXX本科毕业设计（论文）选题审批表届：2014 学院（系）：化学化工学院专业：化学工程与工艺 2013 年 11月 11 日注：（1）“选题理由”由拟题人填写。
（2）本表一式二份，一份院系留存，一份发给学生，最后装订在毕业设计说明书（毕业论文）中。
XXXX大学教务处制表XXXX大学本科毕业设计任务书题目：年产100万吨乙烷热裂解制乙烯乙烯精馏工序初步设计学生姓名届 2014学院化学化工学院专业化学工程与工艺指导教师下达任务日期 2013年11月10日XXXXX大学教务处制一、毕业设计内容及要求乙烯是世界石油化工工业最重要的基础原料之一，约75%的石油化工产品由乙烯生产，一个国家乙烯工业的水平标志了这个国家石化工业的实力。
在顺序分离流程中，最后一步分离过程为乙烯精馏过程，其目的是将脱乙烷系统中分离出的混合碳二馏分分开，得到合格的乙烯产品，并在塔釜得到乙烷产品。
在本设计项目的分离流程中，以脱乙烷塔塔顶产品作为乙烯精馏塔进料，进料以碳二馏分乙烷和乙烯为主，乙烷和乙烯含量约占99.9%（mol）以上，另含甲烷等轻组分0.0063%左右，丙烯等重组分在0.093%（mol）左右。
因此，乙烯精馏塔可以近似看作乙烯-乙烷二元精馏系统。
毕业设计是理论学习的一次复习、综合、巩固和提高，在毕业设计中要结合以往学习的专业基础课、专业课和专业选修课的相关内容进行设计。
本设计运用ASPEN PLUS ONE 7.2模拟软件对乙烯精馏过程进行模拟计算，乙烯精馏工序设计的内容主要包括：(1)根据设计依据，详细查阅资料，掌握国内外乙烯精馏技术状况，在充分论证的基础上，确定乙烯精馏工艺路线和流程；(2)乙烯精馏工序工艺计算，包括①生产流程的物料能量衡算，②乙烯精馏塔的工艺条件和外形尺寸计算；(3)进行乙烯精馏工段车间的平、立面设计，包括车间厂房、设备平台的空间方位；(4)绘制设计图纸，包括①PFD、PID图 1张，②能表达分楼层设备布置的车间平面布置图(1号图1～2张)，③车间立面布置图(1号图1～2张)，④主要设备工艺条件图(5)说明在生产过程中的安全控制体系和控制方法及＂三废＂处理；(6)使用HAZOP分析方法进行危险性分析(7)对本设计评述和结论(8)设计依据:1.本设计中产品质量标准遵照GB/T 7715-2003执行，具体指标列于下表。
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计第一章文献综述1.1设计概述本设计是对年产10万吨乙烯装置裂解分离工段的设计。
该设计是以****石油公司乙烯裂解装置为依据，同时做了部分改动。
本设计以石脑油为原料，管式炉裂解的方法生产乙烯。
主要对脱乙烷塔进行了物料衡算和热量衡算，并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。
本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉，脱乙烷塔采用的是筛板塔。
整个设计工作持续了近4个月，在指导老师的帮助下，我们去****乙烯厂进行了毕业实习，参观了实际生产设备，在工厂老师的细心讲解下，对生产流程有了较深刻的了解。
回来后查阅了大量的文献资料和相关书籍，对理论知识有了更深的认识，并应用到毕业设计当中，顺利的完成了设计。
1.2乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格1.2.1聚合物乙烯本装置生产的乙烯产品送往下述装置：聚乙烯装置、环氧乙烷装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置。
性质：常温常压下为无色可燃性气体，略具烃类特有的臭味，冰点—169.4℃沸点—103.8℃、比重：气体（空气=1）0.9852、粘度0.000093Cp,在空气中的爆炸极限：上限为16～29％（体积分数），下限为3～3.5％（体积分数）。
规格乙烯99.9 wt％最小氢气 1 ppm wt 最大乙炔 5 ppm wt 最大一氧化碳 5 ppm wt 最大二氧化碳 5 ppm wt 最大氧 1 ppm wt 最大硫（按H2S） 1 ppm wt 最大甲烷500 ppm wt 最大饱和烃总量1000 ppm wt 最大烯烃50 ppm wt 最大甲醇10 ppm wt 最大大气压下露点—60℃用途：乙烯为石油化工基本原料之一，乙烯可以制备多种有机原料，如乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等，也可以作为合成材料的单体，如聚乙烯等。
1.2.2聚合级丙烯装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置，部分产品送往对二甲苯装置，作为冷剂。
乙烯乙烷
鲁东大学课程设计乙烯-乙烷筛板式精馏塔工艺设计说明书班级：高分本1201*名：***学号： ***********指导老师：邢国秀、刘诗丽设计日期： 2015/3/9-2015/3/20成绩：目录第一章设计任务书 (3)第二章精馏过程工艺及设备概述 (3)第三章精馏塔工艺设计 (4)第四章系统物料衡算和塔板数计算 (4)第五章精馏塔塔板设计 (7)第六章塔板的流动性能校核 (9)第七章负荷性能图 (11)第八章再沸器设计 (12)第九章再沸器循环流量校核 (16)第八章辅助设备设计 (19)第十一章管路设计和泵的选型 (22)第十二章控制方案 (25)设计心得 (27)附录一（主要符号说明） (27)附录二（C语言程序） (28)附录三参考文献 (30)第一章 设计任务书1.1 设计条件工艺条件：饱和液体进料，进料含乙烯含量x f =65%(摩尔百分数),塔顶乙烯含量x d ≥99% , 釜液乙烯含量x w 1% , 总板效率为0.6 操作条件：塔顶操作压力P=2.5Mpa(表压), 回流比系数min /R R =1.5 加热剂：热水 加热方法：间壁换热 冷却剂：循环冷却水 塔板形式：筛板 处理量：180 kmol/h 安装地点：烟台 板设计位置：塔底第二章 精馏过程工艺及设备概述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 2.1精馏装置流程精馏就是通过多级蒸馏，使混合气、液两相经过多次混合接触和分离，并进行质量和热量的传递，使混合物中的组分达到高程度的分离，进而得到高纯度的产品。
2.2工艺流程（1）精馏装置必须在适当的位置设置一定数量不同容积的原料储罐，泵和各种换热器，以暂时储存，运输和预热（或冷却）所用原料，从而保证精馏装置能连续稳定的运行。
30万吨年乙烯装置乙烯精馏塔冷凝器设计 化学工程与工艺专业
摘要乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要指标。
七十年代末期，我国集中引进了一批年产30万吨规模的大型乙烯生产装置，扬子乙烯生产装置即是其中之一。
换热器在工业生产中占有重要的地位，用于冷、热流体进行热量交换。
在乙烯工业中是必不可失的设备。
本次设计是对扬子乙烯装置中乙烯精馏工段的乙烯精馏塔塔顶冷凝器的设计。
冷凝器的作用是冷凝乙烯使其返回塔顶回流。
设计时了解各种换热器型式、优缺点和适用场合，综合考虑最后采用的是釜式固定管板换热器。
本次设计主要根据GB/T150-2014与GB/T151-2014对换热器进行设计与校核，工作的重点为结构设计与强度校核。
最后绘制换热器图纸。
本次设计的内容包括：设备选型、选材、工艺计算、机械设计，并对其进行了强度、刚度、稳定性校核以及使用CAD绘制换热器的装配图与零件图。
关键词：换热器；釜式；固定管板；工艺计算；强度校核Design of Ethylene Distillation Tower Condenser for 300,000 Tons /Year Ethylene PlantAbstractEthylene industry is the core of the petrochemical industry, ethylene productionis a measure of a country's petrochemical development level of an important indicator. The late seventies, China focused on the introduction of a number of an annual output of 300,000 tons of large-scale ethylene production plant, the Yangtze ethylene production plant is one of them.Heat exchangers in industrial production occupies an important position for cold and hot fluid for heat exchange. In the ethylene industry is essential equipment.This design is the design of the ethylene rectification tower of the ethylene distillation column in the ethylene distillation section of the Yangtze ethylene plant. The role of the condenser is to condense the ethylene back to the top of the tower. Design to understand the various heat exchanger type, advantages and disadvantages and the application of the occasion, taking into account the final use of the kettle fixed tube plate heat exchanger. This design is mainly based on GB / T150-2014 and GB /T151-2014 on the heat exchanger design and verification, the work of the focus on structural design and strength check. Finally draw the heat exchanger drawing.The design includes: equipment selection, selection, process calculation, mechanical design, and its strength, stiffness, stability check and the use of CAD drawing heat exchanger assembly drawings and parts map.Key words:Heat exchanger; Kettle type; Fixed pipe plate; Process calculation; Strength check目录摘要 (I)Abstract (II)1 文献综述..................................................... - 1 -1.1 乙烯装置简介........................................... - 1 -1.2换热器介绍............................................... - 2 -1.2.1换热器的概述....................................... - 2 -1.2.2面临的问题......................................... - 5 -1.2.3换热器优化......................................... - 5 -1.3换热器的设计流程......................................... - 5 -1.4设计方案分析............................................. - 7 -2 再沸器工艺计算............................................... - 7 -2.1 设计任务与设计条件..................................... - 7 -2.1.1 设计条件.......................................... - 7 -2.1.2 物性数据.......................................... - 7 -2.2 估算设备尺寸........................................... - 8 -2.2.1 传热面积和壳体尺寸................................ - 8 -2.2.2 接管尺寸.......................................... - 9 -2.3 换热器核算............................................. - 9 -2.3.1 管内传热系数...................................... - 9 -2.3.2 管外传热系数..................................... - 10 -2.3.3 总传热系数....................................... - 11 -2.3.4 裕度计算......................................... - 11 -2.3.5 热流密度核算..................................... - 11 -2.3.6 流体阻力核算..................................... - 12 -3 结构与强度设计.............................................. - 15 -3.1壳体壁厚................................................ - 15 -3.1.1 大端壁厚......................................... - 15 -3.1.2 偏心锥壳......................................... - 16 -3.1.3 膨胀节........................................... - 16 -3.2 管箱.................................................. - 18 -3.2.1 短节............................................. - 18 -3.2.2 封头............................................. - 18 -3.2.3 法兰............................................. - 19 -3.3 接管.................................................. - 19 -3.3.1 管程入口接管..................................... - 19 -3.3.2 管程出口接管..................................... - 20 -3.3.3 壳程入口接管..................................... - 21 -3.3.4 壳程出口接管..................................... - 22 -3.3.5 其它接管......................................... - 23 -3.4 固定管板.............................................. - 24 -3.4.1 管束与壳体参数计算............................... - 24 -3.4.2 法兰参数计算..................................... - 25 -3.4.3 管板参数计算..................................... - 26 -3.4.4 6种工况校核..................................... - 29 -3.5 折流板与支持板........................................ - 44 -3.6 拉杆.................................................. - 44 -3.7 支座与吊耳............................................ - 44 -4 流体诱导振动................................................ - 45 -4.1 计算横流速度.......................................... - 45 -4.2 计算卡门涡街频率...................................... - 45 -4.3 计算声频.............................................. - 45 -4.4 换热管的固有频率...................................... - 46 -4.5 临界横流速度.......................................... - 46 -4.6 计算振幅.............................................. - 47 -4.7 校核.................................................. - 47 - 设计总结.................................................... - 48 - 参考文献.................................................... - 49 - 致谢....................................................... - 50 -1 文献综述1.1 乙烯装置简介乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计
乙烯装置分离工段脱乙烷塔工序工艺设计第一章文献综述1.1设计概述本设计是对年产10万吨乙烯装置裂解分离工段的设计。
该设计是以****石油公司乙烯裂解装置为依据，同时做了部分改动。
本设计以石脑油为原料，管式炉裂解的方法生产乙烯。
主要对脱乙烷塔进行了物料衡算和热量衡算，并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。
本设计中裂解炉选用的是鲁姆斯公司的SRT型裂解炉，脱乙烷塔采用的是筛板塔。
整个设计工作持续了近4个月，在指导老师的帮助下，我们去****乙烯厂进行了毕业实习，参观了实际生产设备，在工厂老师的细心讲解下，对生产流程有了较深刻的了解。
回来后查阅了大量的文献资料和相关书籍，对理论知识有了更深的认识，并应用到毕业设计当中，顺利的完成了设计。
1.2乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格1.2.1聚合物乙烯本装置生产的乙烯产品送往下述装置：聚乙烯装置、环氧乙烷装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置。
性质：常温常压下为无色可燃性气体，略具烃类特有的臭味，冰点—169.4℃沸点—103.8℃、比重：气体（空气=1）0.9852、粘度0.000093Cp,在空气中的爆炸极限：上限为16～29％（体积分数），下限为3～3.5％（体积分数）。
规格乙烯99.9 wt％最小氢气 1 ppm wt 最大乙炔 5 ppm wt 最大一氧化碳 5 ppm wt 最大二氧化碳 5 ppm wt 最大氧 1 ppm wt 最大硫（按H2S） 1 ppm wt 最大甲烷500 ppm wt 最大饱和烃总量1000 ppm wt 最大烯烃50 ppm wt 最大甲醇10 ppm wt 最大大气压下露点—60℃用途：乙烯为石油化工基本原料之一，乙烯可以制备多种有机原料，如乙醇、乙醛、醋酸、环氧乙烷等，也可以作为合成材料的单体，如聚乙烯等。
1.2.2聚合级丙烯装置生产的聚合级丙烯送往聚丙烯装置，部分产品送往对二甲苯装置，作为冷剂。
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乙烯——乙烷精馏塔设计过程工艺与设备课程设计乙烯——乙烷精馏塔设计设计日期：2014年6月25日班级：化高1102班*名：**指导老师：***前言………………………………………………………………第一章任务书……………………………………………………第二章精馏过程工艺及设备概述………………………………第三章精馏塔工艺设计…………………………………………第四章再沸器的设计……………………………………………第五章辅助设备的设计…………………………………………第六章管路设计…………………………………………………第七章控制方案…………………………………………………附录主要符号说明……………………………………………参考资料……………………………………………………………精馏工艺的设计能够极大地体现学生对知识的应用能力，而设计说明书即是这种能力的结晶。
本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。
说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在一些错误，希望各位老师给予指正感谢老师的指导和参阅！（2）必要的检测手段为了随时了解操作情况及各设备的运行状况，及时地发现操作中存在问题并采取相应的措施予以解决，需在流程中的适当位置设置必要的测量仪表，以及时获取压力，温度等各项参数，从而间接了解运行情况。
另外。
常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期检修各设备及检查装置的运行情况。
（3）调节装置由于实际生产过程中各种状态参数都不是定值，都会或多或少随着时间有所波动，应在适当位置设置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，有时还可以根据需求设置双调节，即自动调节和手动调节两种调节方式并可以根据需要随时进行切换。
2.3、设备简介及选用所用设备主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。
1）、精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。
本设计为浮阀塔，浮阀的突出优点是操作弹性大，阻力相对来说较小，生产能力大，塔板效率高。
缺点则是浮阀使用久后，由于频繁活动而易脱落或卡住，操作失常。
浮阀塔已经在工业上得到广泛的应用。
2）.再沸器作用：用以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。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。
立式热虹吸特点：循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
3）.冷凝器（设计略）用以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。
精馏塔选用浮阀塔，配合使用立式虹热吸式再沸器。
第三章精馏塔工艺设计3.1、精馏过程工艺流程3.1.1.分离序列的选择对于双组分精馏或仅采用单塔对多组分混合物进行初分的流程较为简单。
如果将三个或三个以上组分的混合物完全分离，其流程是多方案的。
如何选择分离序列通常有经验规则，如有序直观推断法来指导选择。
（详见有关参考书）。
3.1.2.能量的利用精馏过程是热能驱动的过程，过程的能耗在整个生产耗能中占有相当大的比重，而产品的单位能耗是考核产品的重要指标，直接影响产品的竞争能力及企业的生存，故合理、有效地利用能量，降低精馏过程或生产系统能耗量是十分必要的。
1) 精馏操作参数的优化在保证分离要求和生产能力的条件下，通过优化操作参数，以减小回流比，降低能耗。
2) 精馏系统的能量集成着眼于整个系统的有效能的利用情况，尽量减少有效能浪费，按照一定的规则（如夹点技术理论），实现能量的匹配和集成。
3) 辅助设备（略）4) 系统控制方案（略）3.2、精馏过程工艺计算3.2.1．理论板个数的计算精馏塔的分离计算是精馏装置过程设计的关键。
通过分离计算确定给定原料达到规定分离要求所需理论级数、进料位置、再沸器及冷凝器的热流量；确定塔顶、塔底以及侧线采出产品的流量、组成、温度及压力；确定精馏塔内温度、压力、组成及气相、液相流量的分布。
在实际工程设计中，通过建立严格的物料衡算方程（M ）、气液相平衡方程（E ）、组分归一方程（S ）以及热量衡算方程（H ），即描述复杂精馏塔的基本方程（MESH ）。
基本方程中热力学性质及由热力学性质决定的关系，如热焓及相平衡关系，由热力学方程进行推算。
根据不同物系选择不同的方法对基本方程进行求解。
1. 处理能力及产品质量（物料衡算及热量衡算）物料衡算（1）全塔nF nD nW q q q =+nF F nD nD nW nWq z q x q x =+ 代入nF q =210kmol/h,nD x =0.99,nW x =0.01,解得：nD q =137.15kmol/h ，nW q =72.85kmol/h（2）精馏段'nV nV q q =nV nD nL q q q =+(3) 提馏段 'nL nL nF q q qq =+'nV nV q q =热量衡算冷凝器冷却剂的质量流量 cc V 21Q G =C (t -t )冷凝器热流量c V Q =Vr再沸器加热蒸汽的质量流量 rr RQ G =r 再沸器热流量 r V q =V r '2. 塔板计算(1).塔顶露点及相对挥发度假设塔顶温度T=258.15K ，由P-T-K 图查得 1.05A K =,0.73B K =,故A x =0.99/1.05=0.943,(1)/B D B x x K =-=0.01/0.73=0.0137。
显然，A x +B x =0.9567<1。
重新假设T=256.15K,同理由。
P-T-K 图查得1.00A K =，0.70B K =，故有0.99A x =，0.014B x =，B x +A x =1.004≈1。
因而假设成立，即T 顶=256.15K ，塔顶相对挥发度α顶=A K /B K =1.00/0.70=1.43。
（2）.塔底泡点及相对挥发度查相关数据，可取混合液体中乙烷密度为420kg/3m ,乙烯密度为386kg/3m ，则有混合液体密度为[(1)]/[/(1)/]F A F B F A A F B B z M z M z M z M ρρρ=+-+-即ρ=[0.65*28+0.35*30]/[0.65*28/386+0.35*30/420]=407kg/2m 。
又有: *P f L P P N h g ρ=+顶底 假设P N =76,则P 底=2600+75*0.1*407*9.81=2633kPa,同上根据P-T-K图有A K =1.46，B K =1.0，α底=1.46，T 底=277.15K 。
（3）.塔板数计算由上有α=α=（α顶+α底）/2=1.45，即有：平衡线方程 /[1(1]y x x αα=+-）=1.45/(10.45)x x + q 线方程 x =0.65 两线交点为E(0.65,0.73),又有min R =()/()D E E E x y y x --，即min R =(0.99-0.73)/(0.73-0.65)=3.29,即有R =1.3min R =4.28.故有：精馏段操作线方程 10.810.188n n y x +=+ 提馏段操作线方程 1 1.100.001m m y x +=- 由逐板计算法可得板数yn xn 1 0.99 0.985565 2 0.986308 0.980268 3 0.982017 0.974568 4 0.9774 0.96756 5 0.971724 0.959515 6 0.965207 0.950328 7 0.957766 0.939902 8 0.949321 0.928154 9 0.939804 0.915018 10 0.929165 0.900462 11 0.917374 0.884488 12 0.904435 0.867144 13 0.890387 0.848532 14 0.875311 0.828806 15 0.859333 0.808176 16 0.842622 0.786894 17 0.825385 0.765253 18 0.807855 0.743563 19 0.790286 0.722137 20 0.772931 0.701274 21 0.756032 0.681241 22 0.739805 0.662263 230.7244330.6445124 0.707961 0.625729 25 0.687302 0.60252 26 0.661771 0.574353 27 0.630789 0.540918 28 0.59401 0.502251 29 0.551476 0.458861 30 0.503747 0.411789 31 0.451968 0.362556 32 0.397812 0.312995 33 0.343294 0.264986 34 0.290485 0.220184 35 0.241203 0.179806 36 0.196787 0.144542 37 0.157997 0.114582 38 0.12504 0.089716 39 0.097687 0.069477 40 0.075425 0.053264 41 0.05759 0.04044 42 0.043484 0.030399 43 0.032439 0.022599 44 0.023859 0.016577 45 0.017235 0.01195 46 0.012145 0.008408T N =46, P N =(T N -1)/T E =45/0.6=75,与前面假设的P N =76相差不大，故假设正确。
3.摩尔流量nL q =R *nD q =587.00kmol/hnV q =nL nD q q +=724.15 kmol/h nL q '= nL q q ++nL q nF q q +=797.00 kmol/h nVq '=nV q =724.15 kmol/h 4. 确定实际塔板数理论板数：46（含釜）； 进料位置：从上至下第23块； 实际板数：45/0.6=75； 实际进料位置：从上至下第39块。