Φ2600丙烯精馏塔设计（全套CAD图+说明书+翻译）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共77页)
编号：673983
类型：共享资源
大小：1.49MB
格式：RAR
上传时间：2016-06-22
上传人：hon****an
认证信息
个人认证
丁**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
丙烯
精馏塔
设计
cad
论文
翻译
- 资源描述：
-
Φ2600丙烯精馏塔设计
摘要：本次设计的是丙烯精馏塔，设计内容包括：选定精馏方案；进行精馏塔的工艺计算、结构设计和附属设备的选型；将设计结果编写成设计说明书，并绘制设计图纸，翻译英文文献以及撰写摘要。本项设计内容的基本要求是：对任务书中已经规定的塔型、操作条件以及所采用的回流方式等须简要论证其依据，对流程安排中合理利用热能的可能性须作简单分析、并绘制简单的流程图。
必须注意，设计开始通常只能对流程作初步安排，待整个计算完成后再作进一步的修正，并作较全面的论述，绘制带控制点的流程图。
工艺计算的主要内容是：
物料衡算——确定产品的质量、收率、流量；
确定操作条件——塔主要部位的压力和温度；
精馏计算——根据相平衡数据和分离要求确定回流比，计算板式精馏塔的实际板层数（或填料塔的填料高度），确定加料位置。
关键词：丙烯；精馏；工艺设计；塔设备
- 内容简介：
-
毕业设计 (论文 )任务 书 学 院： 机械工程学院 题 目： 2600 丙烯精馏 塔设计 设计（论文）内容及要求： 一、 已知设计参数 : 操作压力 ） 操作温度 51 入塔物料 丙烯 塔高 ，塔径 塔类型 板式塔 环境 衡阳室外 二、设计内容及设计工作量要求： （ 1）按 所给设计参数完成丙烯塔的施工图设计； （ 2）绘制设计图纸总计 3 张零号以上，其中要求手工绘图 1 张壹号以上； （ 3）设计说明书字数不少于 字，并要求统一用 打印； （ 4）翻译 3 千左右汉字量的与毕业设计有关的英文资料； （ 5）撰写相当于 3 百汉字的英文摘要。 三、主要参考资料： 化工设备设计全书（塔设备） 化工原理 化工工艺设计手册 制压力容器 指导教师： 年 月 日 毕业设计 (论文 ) 题 目 2600 丙烯精馏塔设计 学院名称 机械工程学院 毕业设计 (论文 )任务 书 学 院： 机械工程学院 题 目： 2600 丙烯精馏 塔设计 本科生毕业设计开题报告 设计题目 2600 丙烯精馏塔设计 设计题目来源 自 选 设计题目类型 工程设计 起止时间 2011/1/042011/5/31 一、设计依据及研究意义： 丙烯是制造聚丙烯、丙烯酸酯、环氧氯丙烷、异辛醇等塑胶原料及聚丙烯晴等人造纤维或其他石化品之主要原料。其中用来制造汽油占大多数，在化学品用途中约有 25%是用来制造其衍生物聚丙烯；另外亦多应用在制造环氧丙烷、异丙醇、异丙苯和丙烯月青等等，一般人所熟知的许多消费性商品如地毯、捆带、汽车零件塑胶、玩具、漆料等，都是由丙烯制造出。 二、设计主要研究的内容、预期目标（技术方案、路线）： 本次设计的是 丙烯精馏塔 。设计包括的主要内容：物料衡算 、热量衡算、塔设备的工艺设计（塔内径、塔高、封头、填料、进出口接管及裙座等）等。并对其进行强度计算及校核，绘制图纸等。技术方案及路线：首先进行物料衡算和热量衡算，然后进行塔设备的尺寸计算，最后进行强度计算和校核。 三、设计的研究重点及难点： 重点是： 物料衡算、热量衡算和塔设备的尺寸计算和确定以及强度计算和校核。 难点是： 一、其难点为塔内的物料及热量衡算，并对其进行比较准确的计算。 二、由于本次设计的塔是满足常压下大能力的生产，其难点是对塔高、塔内径以及壁厚等进行比较优化的设计。 三、由于本次设计的塔 为高压塔而且考虑了各种载荷，其难点是对塔体以及一些塔内件的强度计算及校核。 四、设计研究方法及步骤（进度安排）： 1 月 4 日至 1 月 8 日：了解我们所要设计的试验装置，为进行设计做准备； 1 月 8 日至 1 月 17 日：查阅资料，找设计依据，理出设计思路； 3 月 1 日至 4 月 10 日：算数据，求得设计的各种依据； 4 月 11 日至 5 月 12 日：设计，画出设计图纸； 5 月 13 日至 5 月 26 日；整理图纸，进行打印。写出设计说明书并校核。 5 月 26 日至 5 月 29 日：准备答辩。 五、进行设计所需条件： 1、要有充分的资料（在图书馆查阅与尿素合成相关的书籍，进行筛选，选出有用的信息）。 2、设计所需设计方法、软件、工具等。 六、指导教师意见： 签名： 年 月 日 机械工程学院毕业设计 i 机械工程学院毕业设计 2600 丙烯精馏塔设计 摘要： 本次设计的是丙烯精馏塔，设计内容包括：选定精馏方案；进行精馏塔的工艺计算、结构设计和附属设备的选型；将设计结果编写成设计说明书，并绘制设计图纸，翻译英文文献以及撰写摘要。本项设计内容的基本要 求是：对任务书中已经规定的塔型、操作条件以及所采用的回流方式等须简要论证其依据，对流程安排中合理利用热能的可能性须作简单分析、并绘制简单的流程图。 必须注意，设计开始通常只能对流程作初步安排，待整个计算完成后再作进一步的修正，并作较全面的论述，绘制带控制点的流程图。 工艺计算的主要内容是： 物料衡算 确定产品的质量、收率、流量； 确定操作条件 塔主要部位的压力和温度； 精馏计算 根据相平衡数据和分离要求确定回流比，计算板式精馏塔的实际板层数（或填料塔的填料高度），确定加料位置。 关键词： 丙烯 ；精馏；工艺设计；塔设备 机械工程学院毕业设计 is on s to up as as s to as as so on to to in up to be to to up s - - - or 机械工程学院毕业设计 录 引言 . 1 1 塔盘设计 . 2 型选用 . 2 间距 . 3 径计算 . 4 馏段塔径 . 4 馏段塔径 . 6 体塔径 D . 9 盘结构设计 . 9 型选用 . 9 液装置设计 . 10 准塔盘选用及浮阀数排列 . 13 2 总体设计 . 14 要尺寸、参数 . 14 孔 . 14 料板空间高度 . 15 顶部空间高度 . 15 底部空间高度 . 15 座高度 . 15 头 . 15 高 . 15 管设计 . 15 管径计算、选取 . 15 表、控制、报警等公用系统接管选用 . 19 管结构设计 . 19 座结构设计 . 22 型选用 . 22 料 . 22 机械工程学院毕业设计 v 封头连接处的焊接结构 . 22 座上人孔、排气孔、釜液出口接管及再沸器入口接管引出管通道 . 22 栓、环板、盖板、筋板设置 . 22 座内的梯子设计 . 23 温层、防火层 . 23 体内部构件设计 . 23 釜结构 . 23 盘及支撑、连接结构 . 23 口堰，受液盘，槽，液封，降液装置 . 24 子 . 24 体外部结构设计 . 24 柱 . 24 耳 . 25 作平台 . 25 体外部扶梯设置 . 26 孔、接管 . 27 温层，防火层 . 27 料 . 27 火层设计 . 27 温层设计 . 28 要焊缝坡口设计 . 29 体环、纵焊缝 . 29 头、圆筒对接焊接 （ A 类） . 29 管与筒体、封头焊接坡口 . 29 座与封头对接焊坡口 . 30 凝器和再沸器的设计 . 30 3 强度设计 . 31 度计算 . 31 体 . 31 机械工程学院毕业设计 椭圆封头 . 32 体强度和稳定性校核 . 33 体自重 . 33 振周期计算及共振可能性判断 . 36 载荷 . 37 震载荷 . 38 合弯矩 . 40 心载荷 . 42 座和塔壳体连接焊缝的强度校核 . 43 座强度和稳定性校核 . 44 常操作状态 . 44 压试验状态 . 45 脚螺栓设计计算 . 46 础环接触应力 . 46 脚螺栓设计计算 . 47 脚螺栓座及基础环 . 47 孔补强计算 . 49 孔法兰校核 . 50 参考文献 . 54 谢 辞 . 55 文献翻译 . 56 机械工程学院毕业设计 第 1 页 共 66 页 引言 石油是发展国民经济和建设的主要物质，产品种类繁多，用途极广。精细化工的产生和发展与人们的生活和生产活动紧密相关。我国的有机化工原料工业起步较晚，随着新油田的相继开发和新炼油厂的陆续建设，与此同时，对天然气资源的利用，也取得了长足进展。 丙烯是重要的化工原料，美国将生产量的二分之一用于制造化工产品，余下的大部分则与异丁烷反应制造汽油中所需要的烷化物。由丙烯可以得到大量的化工产品，如聚丙烯、丙烯酸、丙烯 腈、环氧丙烷、丙酮等。 近年来，由于丙烯下游产品的快速发展，极大的促进了中国丙烯需求量的快速增长。到 2010 年，中国将不断新增大型乙烯生产装置，同时炼厂生产能力还将继续扩大，这将增加丙烯的产出。 当前各炼厂的气体分离装置大部分仍然采用精馏分离。蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作，其基本原理是利用 被分离的各组分的挥发度不同，即各组分在同一压力下具有不同的沸点将其分离的。 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔用途较广，它是逐级接触式的气液传质设备。浮阀塔的优点是：生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压强降及液面落差较小、塔的造价低。浮阀塔已成为国内应用最广泛的塔型。 机械工程学院毕业设计 第 2 页 共 66 页 1 塔盘设计 型选用 板式塔种类多，根据塔板上气液接触元件的不同，可分为筛板塔、舌形塔、穿流多孔塔板、浮动喷射塔等多种。随着石油、化学工业的迅速发展，又开发使用了一些新型塔板，如斜孔塔板、 S 型板、导向筛板、网孔筛板、大孔筛板、浮阀 流塔板、旋叶塔板、角钢塔板等。目前精馏过程常用的板式塔为浮阀塔、筛板塔和泡罩塔 ，前两者使用尤为广泛。 由于浮阀塔具有下述特点，从而得以广泛应用： 产能力比圆形泡罩塔提高 2040%，接近于筛板塔。 为浮阀开度可自由变化，气缝速度几乎不变，在较宽的流量范围内包成较高的效率，其操作弹性可达到 59,比筛板、泡罩和舌型塔盘大许多。 于气液接触良好，蒸汽以水平方向吹入液层，气液充分接触，雾沫夹带少，板效率可以比泡罩塔高 15%。 流通过浮阀时，只有一次收缩、扩大及转弯，故塔板压力降比泡罩塔低。在 常压塔中每层塔板的压力降一般为 400a，由于压力降小，降液管中积液高度较小，加上雾沫夹带也较少，故塔板间距可以缩小。 阀形状简单，可降低液面落差，因而蒸汽分布较均匀。 于阀盘大多用不锈钢制造，加之阀片不停的浮动所以不易积垢堵塞，故操作周期较泡罩塔长，清理液省工时。 泡罩相比，浮阀阀片的制造安装容易，且省料，故制造费用仅为泡罩塔盘的 60%80%。 根据浮阀塔的上述特点，以及文献【 6】关于各种塔盘在相对塔板效率、塔板压降、生产能力、操作弹性方面的比较，可选用浮阀塔 。具体流程图如下： 机械工程学院毕业设计 第 3 页 共 66 页 图 馏塔的工艺流程简图 工艺流程：原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品 (釜残液 )再沸器中原料液部分汽化 ,产生上升蒸汽 ,依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝 ,然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体 ,其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行 ,流程中还要考虑设 置原料槽。产品槽和相应的泵 ,有时还要设置高位槽。为了便于了解操作中的情况及时发现问题和采取相应的措施 ,常在流程中的适当位置设置必要的仪表。比如流量计 ,温度计和压力表等 ,以测量物流的各项参数。 间距 液负荷和塔径一定，增加板间距可减少雾沫夹带并提高操作弹性，但塔高的增加，会增加金属消耗量，增加塔基、支座等的负荷，从而增加全塔的造价。板间距与塔径之间的关系，应通过流体力学验算，权衡经济效益，反复调整，作出最佳选择。 选用 接影响塔盘、塔径。一定生产任务下采用较 大板间距能允许较高的空塔气速，故塔径可减少，但塔高要增加，如果采用较小板间距只能允许较低空塔气速，塔径需增大，但同时又可降低塔高，板数较多时，往往采用较小板间距，机械工程学院毕业设计 第 4 页 共 66 页 适当加大塔径以降低塔高，因而实际选用时常需做经济权衡。 板效率也有影响，在一定的气液负荷和塔径的条件下，增加板间距可使雾沫夹带降低，对易起泡物系 取大，以保证分离效果。 果生产负荷过大时，应取较大 提高操作弹性。 修的需要，如在塔体人孔处应有足够工作空间，该处 00 综合 上述特点，考虑本塔操作物料的气泡特点，生产负荷等，非塔体人孔处板间距 00 人孔处 00 径计算 塔径的计算方法有两类：一类是根据适宜的空塔气速，求出塔径；另一类是先确定适宜的孔数，定出每块塔板上所需孔数，进行孔的排列后得到塔径。 馏段塔径 馏段上升蒸汽体积流量 因为塔顶与进料口温度相差大，且分子量很相近，可用塔顶作为设计基准。各组分临界性质见下表【 另外，因为该混合气中 0.5 2，混合规则采用 则【 5】以求解混合气体虚拟临界参数 组分临界性质 组分 摩尔分率沸点 i 临界温度 i 临界压力 i 233 K 械工程学院毕业设计 第 5 页 共 66 页 由【 10】 对比态温度： 4 344 1 求偏心因子 1 8 4 5 1 2 5 1 由文献【 3】 Z=Z(0)+Z（ 1） （ ）因为 实上是气体，而且本设计是以气体为设计基 准，该压力下忽略液体部分的影响，所以后面求解 Z(0),Z(1)以气部端进行插值计算更合理，负荷实际情况。 Z(0),Z(1)由下式求取， (0) Z(1) 1 4 7 1 1 1 7 6 6 Z= 4)K=k/( 精馏段上升蒸汽体积流量 2 0 0 2 0 6 5 5 13 6 0 0 3 宜空塔气速 u 因为回流液中无 塔顶处回流液中也无4 。由【 取各组分性质（密度） 3=35=L=3+5 机械工程学院毕业设计 第 6 页 共 66 页 = 0 4 4 6 6 0 4 6 0 X =1= 该段液相密度： L=流液体积流量： 4 0 0 6 1 7 73 6 0 0 3根据空塔气速【 2】 , 因 (液气动能参数） 板上清液层高度为 压塔） = 由文献【 2】中的 密斯关联图得： d=44 时由【 3】查取表面张力 混合后： y )(荷系数 取安全系数【 6】 u= 4 6 8 . 2 6 6 4 0 . 9 5 0 . 1 4 8 94 0 . 9 5 馏段塔径 D1 14 2 4 7 81 3 9 7 2 取 实际空塔气速./1 2 R s 馏段塔径 塔釜为设计基准，因为 于安全 升蒸汽流量 （体积）【物性来源同前】 表 组分临界性质 机械工程学院毕业设计 第 7 页 共 66 页 组分 摩尔分率沸点 i 临界温度 i 临界压力 i 31 434 【 10】 对比态温度： 8 7 1 351 1 文献【 3】 Z=Z(0)+Z（ 1） （ ）。 Z(0),Z(1)由下式求取， (0) Z(1) 1 5 1 1 1 1 7 6 6 Z=1+=k/(1 6 99 5 2 3 1 48 3 1 4 71 6 97 3 提馏段上升蒸汽体积流量机械工程学院毕业设计 第 8 页 共 66 页 9 0 0 9 5 2 5 5 03 6 0 0 3 宜空塔气速 u 由于下降液中含 1 。由【 取各组分性质（密度） 3=35=44=46=555kg/L=3456555流液体积流量： = 3 = 因 30 (液气动能参数） 文献【 2】中的 密斯关联图得： 1 时由【 3】查取表面张力 混合后：y )(荷系数 取安全系数【 6】 u= 1 4 8 8 馏段塔径 D2 24 220841 机械工程学院毕业设计 第 9 页 共 66 页 取 实际空塔气速./0 8 0 R 体塔径 D 由 知塔径 D=600馏段和提馏段塔径相同。 盘结构设计 型选用 D=2600 800 虑塔内安装、拆卸采用分块式塔盘。 溢流形式分单、双两种 文献【 7】认为， D 2200 采用双溢流 降液管是塔板间液体流动的通道，也是溢流液中夹带的气体得以分离的场所。从形状上来看，降液管可分为弓形降液管和圆形降液管。弓形降液管，堰与壁之间的全部截面区域均作为降液空间，适用于直径较大的塔中，塔板面积利用率最高，但 塔径小时制作焊接不便。圆形降液管对于小塔制作较易，但降液管流通截面较小，没有足够空间分离溢流中的气泡，气相夹带严重，不适用于流量大及易起泡的物料。又因为弓形降液管具有较大容积，又能充分利用塔板面积，故一般只在小塔中采用圆形，通常场合取用弓形降液管（可拆式） 液体流过降液管与受液盘压力将大于 25 ，采用凹形受液盘，对液体有缓冲作用，可降低塔盘入口处液峰，使液体平稳，有利于更好鼓泡，凹形受液盘较小于液峰高度，并缩小其影响区域有利于气体均匀分布，即使在高蒸汽流和低液流时，仍可保证液封。故本塔采 用凹形受液盘（可拆式）由文献【 7】双流塔盘之受液盘深为 50 其中间受液槽深为100 封盘也可取 50 因 浮阀结构简单、制造方便、节省材料，性能良好广泛用于化工及炼油生产中， 轻、重两种，由于其质量直接影响塔内气体的压强降，轻阀压强降虽小，但操作稳定性差，低速时一般取用重阀，由 重阀，其主要尺寸如下 阀。阀孔直径 9 片厚度 =2 止升度 片直径 =48 .5 重 33g,H=11.5 =15.5 机械工程学院毕业设计 第 10 页 共 66 页 液装置设计 有两侧降液管的塔盘 K=320 =318 W=m 图 盘 一般取 堰上液层高 2 馏段 由【 6】 取液流收缩系数E= 6 hW=004馏段 由【 6】 取液流收缩系数 E= 36000 5 6 8 2 8 45 机械工程学院毕业设计 第 11 页 共 66 页 =55 mm f) %147】 %12 6】故前面降液管式选用较为合理。 塔截面积 222 单个降液管D/2= 精馏段 = 5 4 1 6 提馏段 = 56 8 1 6 液管底隙高度 ) 取精、提馏段降液管底边出口处的液体流速 b =s 则 精馏段 4 5 0 5 4 6馏段 4 7 0 5 6 8 =48然实际的 b )均在 围内故合格【 6】 精馏段 提馏段 7 6 1 6 0 5 6 8 由【 6】 速控制在 s 知合格。 有中间降液管的塔盘（单数） a. 堰流（ d （ d= 机械工程学院毕业设计 第 12 页 共 66 页 （ d （ d= 2 8 2馏段 1 4 8 6 0 00 8 5 由【 6】得 E= （ d= 0 0 00 5 4 2 m （ d=d=1009馏段 由【 6】得 E= （ d= 0 00 8 9 5 2 m （ d =d =1009 2222 0 7 c s i m 考虑其他影响因素 取 =精馏段 5 提馏段 取 s 精馏段 h d 8 5 （ d=82械工程学院毕业设计 第 13 页 共 66 页 提馏段 h d （ d =86
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号