化工原理课程设计
过程工艺与设备课程设计任务书
―――丙烯---丙烷精馏装臵设计
学生姓名：杨筱恬 班级：化工0810班 学号：200844360
指导老师：吴雪梅、潘艳秋
完成时间：2011/7/3
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化工原理课程设计
前言
化工原理是化工及其相关专业学生的一门重要的技术基础课，其课程设计涉及多学科知识，包括化工，制图，控制，机械等各种学科，是一项综合性很强的工作；是锻炼工程观念和培养设计思维的好方法，是为以后的各种设计准备条件；是化工原理教学的关键环节，也是巩固和深化理论知识的重要环节。
本设计说明书包括概述、方案流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。
说明中对精馏塔的设计计算做了较为详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路和控制方案的设计也做了简要的说明。
在设计过程中，得到了潘艳秋老师和吴雪梅老师的指导，得到了同学们的帮助，同学们一起讨论更让我感受到设计工作是一种集体性的劳动，避免了不少错误。
鉴于本学生的经验和知识水平有限，设计中难免存在错误和不足之处，请老师给予指正 感谢老师的指导和参阅！
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目录
第一章 概 述 ........................................................................................................... 6
1.1精馏塔 ................................................................................................................................. 6 1.2精馏塔型选择 ..................................................................................................................... 6 1.3板式塔板型选择 ................................................................................................................. 7 1.4 R的选择 ............................................................................................................................. 9 1.5压力的选择 ......................................................................................................................... 9 1.6再沸器的选择 ..................................................................................................................... 9 1.7 冷却剂和冷凝器的选择（设计从略） .......................................................................... 10
第二章 方案流程简介 ............................................................................................... 11
2.1精馏装置流程 ................................................................................................................... 11 2.2工艺流程 ........................................................................................................................... 11 2.3设备选用 ........................................................................................................................... 12 2.4处理能力及产品质量 ....................................................................................................... 12
第三章 精馏过程系统设计 ....................................................................................... 13
3.1设计条件 ........................................................................................................................... 13
3.1.1工艺条件 ................................................................................................................ 13 3.1.2操作条件 ................................................................................................................ 13 3.2塔顶、塔底温度与压力的确定 ....................................................................................... 13
3.2.1塔顶温度与压力的计算 ........................................................................................ 13 3.2.2.塔底温度与压力的计算 ........................................................................................ 14 3.3板数的核算、物料衡算及热量衡算 ............................................................................... 14
3.3.1单位换算 ................................................................................................................ 14 3.3.2回流比的计算 ........................................................................................................ 15 3.3.3全塔物料衡算 ........................................................................................................ 15 3.4精馏段气液负荷计算 ....................................................................................................... 18
3.4.1塔顶混合物物性数据 ............................................................................................ 19 3.4.2精馏段气液负荷计算 ............................................................................................ 19 3.5塔高和塔径的计算 ........................................................................... 错误！未定义书签。
3.5.1塔径的计算 ............................................................................ 错误！未定义书签。 3.5.2塔高的估算 ............................................................................................................ 19 3.6溢流装置的设计 ............................................................................................................... 21
3.6.1降液管（弓形） .................................................................................................... 21 3.6.2溢流堰 .................................................................................... 错误！未定义书签。 3.6.3浮阀数及排列方式 ................................................................ 错误！未定义书签。 3.7塔板流动性能校核 ........................................................................... 错误！未定义书签。
3.7.1液沫夹带量校核 .................................................................... 错误！未定义书签。 3.7.2塔板阻力的计算和核对 ........................................................ 错误！未定义书签。 3.7.3降液管液泛校核 .................................................................... 错误！未定义书签。 3.7.4液体在降液管中的停留时间 ................................................ 错误！未定义书签。 3.7.5严重漏液校核 ........................................................................ 错误！未定义书签。
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3.8负荷性能图 ....................................................................................... 错误！未定义书签。
第四章 再沸器的设计 ............................................................................................... 26
4.1设计任务与设计条件 ....................................................................................................... 26
4.1.1选用立式热虹吸式再沸器 .................................................................................... 26 4.1.2再沸器壳程与管程的设计 .................................................................................... 26 4.2估算设备尺寸 ................................................................................................................... 27 4.3传热系数的校核 ............................................................................................................... 28
4.3.1显热段传热系数K ................................................................................................ 28 4.3.2 蒸发段传热系数计算 ........................................................................................... 29 4.3.3显热段及蒸发段长度 ............................................................................................ 30 4.3.4传热系数 ................................................................................................................ 30 4.3.5传热面积裕度 ........................................................................................................ 30 4.4循环流量校核 ................................................................................................................... 30
4.4.1循环系统推动力 .................................................................................................... 30
第五章 辅助设备的设计 ........................................................................................... 35
5.1其他换热器设计 ............................................................................................................... 35
5.1.1塔顶冷凝器 ............................................................................................................ 35 5.1.2进料预热器 ............................................................................................................ 35 5.1.3塔顶产品冷却器 .................................................................................................... 36 5.1.4釜液产品冷却器 .................................................................................................... 36 5.2容器设计 ........................................................................................................................... 37
5.2.1进料罐（常温贮料） ............................................................................................ 37 5.2.2塔顶产品罐（25℃） ............................................................................................ 38 5.2.3回流罐（43℃） .................................................................................................... 38 5.2.4釜液罐 .................................................................................................................... 38
第六章 管路设计及泵的选择 ................................................................................. 39
6.1管路设计 ........................................................................................................................... 39 6.1.1进料管线 ................................................................................................................ 39 6.1.2塔顶蒸汽管 ............................................................................................................ 39 6.1.3塔顶产品接管 ........................................................................................................ 39 6.1.4回流管 .................................................................................................................... 40 6.1.5釜液流出管 ............................................................................................................ 40 6.1.6仪表接管 ................................................................................................................ 40 6.1.7塔底蒸汽回流管 .................................................................................................... 40
表6.1管线设计结果表 ............................................................................................. 41
6.2泵的设计 ........................................................................................................................... 41
6.2.1进料泵(两台，一用一备) ..................................................................................... 41 6.1.2回流泵（两台，一开一用） ................................................................................ 42 6.1.3釜液泵（两台，一开一用） ................................................................................ 43 6.1.4塔顶产品泵 ............................................................................................................ 44 6.1.5料液输出泵 ............................................................................................................ 46
第七章 控制方案 ....................................................................................................... 47
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设计心得及总结 ......................................................................................................... 48 附录一 主要符号说明 ............................................................................................... 51 附录二 参考文献 ....................................................................................................... 53
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