燃煤空冷机组新建工程pall滤油机技术协议及年处理8万吨苯-甲苯的精馏装置

国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂一期2×660MW超超临界燃煤空冷机组新建工程PALL滤油机技术协议目录TOC\o"1-1"\h\z\u1技术规范 2TOC\o"1-1"\h\z\u2工程概况 3TOC\o"1-1"\h\z\u3PALL滤油机设计条件 5TOC\o"1-1"\h\z\u4技术要求 6TOC\o"1-1"\h\z\u5供货范围 11TOC\o"1-1"\h\z\u6技术资料和交付进度 15TOC\o"1-1"\h\z\u7质量保证 15TOC\o"1-1"\h\z\u8培训、试运校验和性能验收试验 15TOC\o"1-1"\h\z\u9双方的职责 15TOC\o"1-1"\h\z\u10清洁、油漆、包装、运输、储存与交货地点 16TOC\o"1-1"\h\z\u11其他 17PAGE1技术规范1.总则1.1本技术协议适用于国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂一期2×660MW超超临界燃煤空冷机组工程的移动式PALL滤油机2台套（其中润滑油系统配套1台套，抗燃油系统配套1台套），包括移动式PALL滤油机本体、内置滤网结构附属设备。提出了PALL滤油机包括设备及其附件的设计、选型、配套、结构、性能、制造、安装、试验、调试、试运、培训、技术服务、质量保证等各方面的技术要求和基本的供货范围。1.2本协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应提供符合工业标准、国家标准和本规范书的优质产品。对国家有关安全、环保等强制性标准及规定，必须满足其要求。1.3专利涉及到全部费用均已包含在设备总价中，卖方应保证买方不承担有关设备专利的一切责任。1.4卖方在设备设计、制造、试验等过程中所涉及的各项规程，规范和标准必须遵循现行最新版本的标准。本协议所列标准如与卖方所执行的标准发生矛盾，应按较高标准执行。1.5卖方对成套设备负有全部技术及质量责任。包括分包（或采购）的设备和零件。1.6因本工程全面推行NOSA安健环五星管理，所以卖方提供的设备必须满足NOSA安健环五星管理的要求，详见《国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂设备采购nosa标准》。重点如下：1.6.1电气设备颜色要符合国电集团公司和项目公司安全设施规范手册具体要求；1.6.2开关和控制柜的铭牌、编号、内部接线、布局、接线图、漏电保护器、门上的电力符号、锁具等均要按照NOSA安健环五星管理的要求制造安装，由买方在设计联络会上提供；1.6.3设备阀门颜色、转向指示、开关标注、铭牌、护栏、防护罩、阀门配套锁定装置等均要按照NOSA安健环五星管理的要求制造安装；1.6.4管道色标、仪表刻度等均要按照NOSA安健环五星管理的要求制造安装，由买方在设计联络会上提供。2工程概况国电建投内蒙古能源有限公司布连电厂一期工程位于内蒙古鄂尔多斯市，电厂规划容量为6×660MW，一期工程安装国产2×660MW超超临界燃煤空冷机组，计划两台机组分别于20**年11月16日及20**年12月16日完成168小时试运并移交生产。本工程是国电建投内蒙古能源有限公司内蒙古煤电一体化项目的子项目，煤电一体化项目由伊金霍洛旗煤电一体化和准格尔旗煤电一体化两个煤电一体化项目组成，包括察哈素矿井、布连电厂、长滩乡刘三圪旦矿井、长滩电厂四个项目。本工程项目由国电建投内蒙古能源有限公司投资建设运营（该公司由国电电力发展股份有限公司、河北省建设投资公司各50%比例出资组建）。注册资本金占项目总投资的20%，其余80%拟申请银行贷款。2.1厂址所在地本工程厂址位于内蒙古鄂尔多斯市，伊金霍洛旗（简称伊旗）境内。伊旗位于内蒙古自治区鄂尔多斯东南部，北距工业重镇包头市130km，距东胜市29km，南与陕西煤城大柳塔毗邻。2.2厂址气象特征值根据伊金霍洛旗气象站1960～2004年资料，累年特征值统计成果见下表：表2.2.1水文气象年特征值统计表统计项目统计值出现时间累年平均气温（℃）6.7累年极端最高气温（℃）37.41999年累年极端最低气温（℃）-31.41971年累年平均气压（hPa）867.9累年极端最高气压（hPa）896.41965年累年极端最低气压（hPa）847.71996年累年平均水汽压（hPa）6.2累年最大水汽压（hPa）27.52002年累年平均相对湿度（%）51累年最大相对湿度（%）100累年最小相对湿度（%）0累年平均风速（m/s）3.1累年最大风速（m/s）23.01981年累年最大积雪深度（cm）221978年累年最大冻土深度（cm）171累年平均降雨量（mm）345.8累年最大降雨量（mm）624.51967年累年最小降雨量（mm）100.81962年累年最大一次降雨量（mm）124.61961.07.22累年最大一次降雨量出现历时（d）2累年最大一日降雨量（mm）123.11961.07.22累年最大一小时降雨量（mm）64.51961.07.21累年最大10分钟降雨量（mm）26.92004.08.02累年最大连续降水日数（d）12累年平均蒸发量（mm）2221累年最大蒸发量（mm）2883.81996年累年最小蒸发量（mm）1755.92003年累年最大日平均气温≤5℃1921992年累年最大日平均气温≤10℃2241993年2.3交通运输2.3.1铁路1)包西铁路包西铁路北起内蒙古自治区的铁路枢纽包头站，经鄂尔多斯市、榆林市、延安市至西安铁路枢纽张桥站，全长880.9km，设计时速为160km，工程投资总额为163亿元，规划运输能力为客车每日25对，货运能力每年1亿吨以上。包西铁路目前尚在施工建设中。2)包神铁路由包头至大柳塔，全长172km，神华集团投资运营。设计输送能力15.0Mt/a。目前运量已趋饱和，2002年运量14.09Mt，2003年运量13.93Mt。包神铁路外运能力，已成为万利矿区发展的制约因素。规划全线按国铁一级标准进行复线改造，运输能力2010年达到20.0Mt/a，2020年40.0Mt/a。其中，大柳塔至巴图塔段为配合巴准线和大准线改造先行实施复线电气化改造工程，完成后该段能力达到70.0Mt/a。本工程建设所需的大件设备和材料若考虑铁路运输方式时，可通过国铁运输至包头或榆林，再通过汽车运输至电厂，或者由包头经包神铁路运输运至大柳塔，然后通过小霍洛至大柳塔运煤专用道路汽车运输至电厂。2.3.2公路国道主干线（G210）包西公路纵贯东胜矿区南北，由包头经达拉特旗、万利、东胜、伊金霍洛旗入陕。内蒙境内，全线为二级公路。包茂高速鄂尔多斯段北起包头经东胜、阿镇、新街至榆林已全线建成。北京至拉萨的国道主干线（G109）东西向横穿东胜矿区中部，往东经准格尔旗连接呼和浩特市。呼和浩特经准格尔旗到东胜段高速公路即将建成。包府公路起自包头经达旗、新庙，在杨家坡入陕。其中东胜至包头段已建成一级运煤专用公路。阿镇经松定霍洛至大柳塔的矿区公路在矿区西部南北向通过，为三级公路，是连接万利矿区、东胜、神东矿区的又一通道。既有公路为察哈素矿井和电厂的建设提供了极为便利的公路运输条件。2.4冷却水系统闭式冷却水为除盐水，工作温度：最高38℃2.5厂内压缩空气气源电厂内设检修用和控制用压缩空气站，压缩空气供气压力0.45～0.7MPa。2.6电源条件： 交流电 10kV 50Hz 三相 380V 50Hz 三相 220V 50Hz 单相 直流电 220V（动力）110V（控制）3.PALL滤油机设计条件3.1型式：3.1.1主汽轮机和给水泵汽轮机PALL滤油机型式：聚结分离3.1.2汽轮机抗燃油PALL滤油机型式：真空3.2油净化装置的配置：3.2.1两台660MW机组的主汽轮机及给水泵汽轮机配置1台可移动式HCP150PALL滤油机对润滑油进行净化,润滑油采用ISOVG46透平油（对应国内标准GB11120-89L-TSA46优级品）透平油。润滑油净化装置净化油量：≥8m3/h，为移动式。3.2.2两台660MW机组的主汽轮机配置1台移动式HNP021PALL滤油机对主汽轮机抗燃油进行净化,抗燃油采用FYRQUELEHCPLUS，汽轮机抗燃油箱有效容积为1m3。汽轮机抗燃油净化装置净化油量：≥1.0m3/h，为移动式。3.3设备安装位置:汽轮机6.9米层、0米层。4.技术要求4.1PALL滤油机必须具有如下功能：过滤循环：可单独作为颗粒过滤设备使用。脱水循环：可去除汽轮机油中乳化水、游离水。无人值守运行：经调试合格进入正常运行后，无须值守；故障自动报警：运行异常需维护时可自动报警并提示操作方法；遇险自动停机：运行中出现危急情况时可自动停机关闭系统；系统状态显示：设备操作屏幕可显示设备当前及历史操作数据；远程工况监视：预留设备状态信号远传接口,用户可根据需要连接。4.2PALL滤油机性能要求4.2.1卖方所提供的滤油机必须是技术先进、经济合理，成熟可靠的产品。具有较高的运行灵活性；滤油机满足机组在正常运行条件下及机组启、停状态下，对汽轮机用润滑油及抗燃油油净化的要求。它具有过滤杂质及除去游离水和乳化水的功能，对汽轮机润滑油和抗燃油作循环过滤净化。4.2.2润滑油滤油机形式必须是聚结分离式滤油机,型号为：HCP1504.2.3适应范围：流体： 汽轮机油流体温度范围： +40℃~+70℃最大流体粘度： <=46cst环境温度： -10℃~+60℃4.2.4滤油机必须达到以下参数：处理油量：≥8m3/h主油泵流量≥150L/min电动机总功率：≥4kW（50Hz）结构架:碳钢喷塑容器： 304不锈钢带螺纹的接头及紧固件： 防腐处理过的碳钢软管： 耐油材料控制箱体： 碳钢喷塑处理后油颗粒度：NAS1638-5级润滑油系统的滤油精度： ≤3μm4.2.5抗燃油滤油机型式必须是真空式,型号为：HNP0214.2.5.1适用范围流体： 汽轮机抗燃油流体温度范围： +15℃~+75℃最大流体粘度： 700cSt环境温度： -10℃~+60℃4.2.5.2必须达到以下技术参数处理油量：≥1.0m3/h主油泵流量≥20L/min电动机总功率：≥1.5kW（50Hz）结构架:碳钢喷塑容器： 304不锈钢带螺纹的接头及紧固件： 防腐处理过的碳钢软管： 耐油材料控制箱体： 碳钢喷塑处理后油颗粒度：NAS1638-4级4.2.6电动机防护等级为IP54，其绝缘等级为F级，并以B级温升考核，电动机使用SKF耐磨轴承，其额定的使用寿命（L10寿命）应为40000小时（30年）。4.2.7就地温度计为进口压力表式温度计，精度不低于±1.5%，表盘尺寸为Φ100。4.2.8就地压力表为进口产品精度至少为1级，盘面直径不小于150mm，安装在振动场合的仪表应选择防振型仪表。4.2.9卖方提供滤油机装置配电箱，为整套装置的电气设备提供电源。箱内程序控制元件应为施耐德、ABB、西门子或等同。4.2.10该装置具有自动控制系统，具有发生各种故障的自我保护，电机缺相报警保护，电压过载报警保护，压力过载报警保护，滤材失效报警、对滤油机的液位进行自动控制、报警保护，排水自动控制、泵和电动机的过载保护等功能。并具有排水计数及故障自我诊断提醒等功能。4.2.11PALL滤油机处理装置完全满足汽轮发电机组在正常运行条件下及机组启、停状态下，对用润滑油油和抗燃油净化的要求。它具有过滤杂质及除去游离水和乳化水的功能，对润滑油和抗燃油作循环过滤净化。4.2.12PALL滤油机配套提供的各类阀门都经过解体清洗干净，装配密封后安装在本体上，所有阀门的材质完全满足系统运行及油质的要求，所有阀门的压力等级完全满足要求，所有阀门及管道材质均采用不锈钢。4.2.13具有除水功能;除水,排水具有自动和手动两种功能。4.2.14设备中油泵应为原装进口德国西德福产品或力士乐等同产品。4.2.15经PALL滤油机处理后的油质能完全满足油的标准，净化后油质的水份含水量应低于50ppm。4.2.16PALL滤油机必须是高效过滤式高精度油净化净化设备，保证滤水效果可处理高达15%的水含量。该装置能够可靠地滤除颗粒杂质，滤元采用高效进口产品过滤比应为β≥1000。该装置体积小、重量轻方便运行、维护、维修。4.2.17PALL滤油机装置由聚结分离油箱（真空油箱）、滤网、输油泵等几部分集装组成。该装置上设有进、出油口管接头、油位保护装置，过压保护装置。4.3技术数据表：序号项目单位润滑油净化装置汽轮机抗燃油净化装置1设备制造商－PALLCORPORATIONPALLCORPORATION2产地－中国中国3型号－HCP150HNP0214型式－聚结分离真空离子交换5净化装置额定出力m3/h91.26适用油质－46汽轮机油磷酸酯7过滤效率%99.9%99.9%8过滤精度μm339处理后的油品质－清洁度NAS6，含水量<100PPM清洁度NAS6，含水量<100PPM10油水分离器有效容积m30.44m11油水分离器工作压力MPa<0.8MPa12油水分离器台数台113滤芯网孔口径14滤芯过滤精度70目15供油泵台数台1115供油泵型号－KF3/11211EV16供油泵型式－齿轮泵齿轮泵17供油泵容量m3/h91.218供油泵扬程MPa0.8主0.9离子0.619供油泵轴功率kW42.0519供油泵转速r/min1450139020供油泵电机台数台1121供油泵电机型号－M2QA112MM2QA90L22供油泵电机额定功率kW42.0523供油泵电机额定电压V38038024供油泵电机转速r/min1450139036最大噪声值dB(A)<85<5237设备外形尺寸(长宽高)mm1600X900X17501107X623X110038各接口尺寸mm设备进油口M64X2设备出油口M52X2设备排污口G1/2设备排污口M30X1.5设备进油口G1设备出油口G139设备净重量kg64018040设备运行重量kg100030041最大检修重量kg10003005.供货范围5.1一般要求5.1.1卖方应提供详细供货清单，清单中依次说明型号、数量、产地、生产厂家等内容。对于属于整套设备运行和施工所必需的部件，如果本章节未列出和/或数量不足，卖方仍需在执行合同时补足。5.1.2卖方应提供所有安装和检修所需专用工具和消耗材料等，并提供详细供货清单。5.1.3提供用于设备的安装、调试以及维修所用的专用工具、设备商业运行前所必须的备品备件清单。5.1.4卖方提供所供设备中的进口件清单。5.2供货范围（共2台套）：5.2.1润滑油PALL滤油机（不限于下列）：共1台，型号：HCP150PALL滤油机本体；驱动电动机及附件；附属系统过滤器、阀门、管道及附件；设备底座、安装用地脚螺栓及附件；提供接口反法兰及连接附件。所有的就地仪表、控制设备及箱、柜、接线盒及配套动力、控制电缆；卖方所供设备清单。检修专用工具、热控专用工具备品备件。动力柜、控制柜5.2.2抗燃油PALL滤油机（不限于下列）：共1台，型号：HNP0211）PALL滤油机装置本体；驱动电动机及附件；附属系统过滤器、阀门、管道及附件；设备底座、安装用地脚螺栓及附件；提供接口反法兰及连接附件。6）所有的就地仪表、控制设备及箱、柜、接线盒及配套动力、控制电缆；卖方所供设备清单。7）检修专用工具、热控专用工具备品备件动力柜、就地控制柜5.2.3PALL滤油机供货列表：序号名称规格和型号单位数量产地生产厂家备注1主机PALL滤油机HCP150台1美国PALL2抗燃油PALL滤油机HNP021台1美国PALL5.3进口件清单序号名称规格和型号单位数量产地生产厂家备注125.4备品备件卖方须提供PALL滤油机内部滤芯以外供备用滤芯，卖方提供的备品备件应是新品原装进口，与设备同型号，同工艺，备品备件清单见表。序号名称型号及规范单位数量产地生产厂家1进口滤芯HC8314FKN39H支1美国PALL2出口滤芯HC8314FKP39H支1美国PALL3抗燃油出口滤芯HC9100FKP8Z支1美国PALL5.5工具及仪器序号名称型号及规范单位数量备注125.6供货周期2台移动式PALL滤油机在20**年8月20日前到施工现场。6技术资料和交付进度6.1一般要求6.1.1卖方应按照中国电力工业使用的标准及响应的代码、规则对图纸编号，并且提供的资料应使用国家法定单位制即国际单位制(语言为中文)。对进口设备及附件采用中、英文，如未提供中文技术资料和图纸，则视为未提供。6.1.2资料的组织结构清晰、逻辑性强。资料内容正确、准确、一致、清晰完整，满足工程要求。6.1.3对于其它没有列入合同技术资料清单，却是工程所必需文件和资料，一经发现，卖方应及时免费提供。6.2工程的资料和图纸6.2.1卖方向买方相应的图纸6.2.2设备供货时卖方向买方提供的图纸和资料8份，其中包括8份文字版，相应电子版。6.2.3部件清单资料6.2.4工厂试验报告6.2.5质量证明文件；6.2.6运行使用说明书；6.2.7维护说明书；6.2.8装配图和安装说明书；6.2.9其他满足安装、调试、生产运行所需要的资料。7质量保证7.1PALL滤油机的质量保证7.1.1主要零部件，如电机功率、油泵、滤芯等分设备清单。7.1.2卖方应提供有关质量保证的各项文件。这些文件至少包括：7.1.2.1产品检验合格证书；7.1.2.2主要零部件材料检验合格证书；7.1.2.3ISO9000质量认证书。7.2质保期卖方对产品整体质保一年，质保期为卖方设备安装试转正常后双方在验收单上签字认可的日期开始计算，质保期内发生的质量问题由卖方免费负责维修，所产生的一切费用均由卖方负责，由于卖方产品质量原因所造成的对买方损失全部由卖方负责。8培训、试运检验、和性能验收试验8.1卖方无偿提供现场培训不少于4课时（2天）8.2卖方派至少一名技术人员参加买方设备试运与检验，具体时间不少于7天，如买方认为技术人员技术等不过关，有权提出更换人员，卖方必须服从。技术人员在试运检验期间来去必须与买方现场指定管理人员沟通并取得同意。9双方的职责9.1卖方的职责9.1.1卖方现场服务人员的任务主要包括设备催交、货物的开箱检验、设备质量问题的处理、安装和调试、参加试运和性能验收试验；9.1.2在安装和调试前,卖方技术服务人员应向买方进行技术交底,讲解和示范将要进行的程序和方法。在设备安装前,卖方应向买方提供设备安装和调试的重要工序和进度表,卖方技术人员要对此进行确认,否则卖方不能进行下一道工序。经买方确认的工序不因此而减轻卖方技术服务人员的任何责任,对安装和调试中出现的任何问题卖方仍要负全部责任；安装、调试重要工序表序号工序名称工序主要内容备注12注:此表内容在合同执行期间提供。9.1.3卖方现场服务人员负责全权处理现场出现的一切技术和商务问题。如现场发生质量问题，卖方现场人员要在买方规定的时间内处理解决。9.1.4卖方对其现场服务人员的一切行为负全部责任。9.1.5卖方现场服务人员的正常来去和更换应事先与买方协商。9.2买方职责9.2.1买方负责现场的技术联络和配合。买方要配合卖方现场服务人员的工作,并在生活、交通上提供信息。9.2.2买方负责审核卖方提供的设计图纸、技术资料、系统调试方案。10清洁、油漆、包装、运输、储存与交货地点10.1设备面漆颜色：面漆的颜色为：油漆要求刷两道底漆、三道面漆。油漆前一定要对设备内外表面清理干净，卖方需提供一定数量的油漆以供现场补刷。10.2包装和运输10.2.1卖方交付的所有货物要符合GB191包装储运指标标志的规定，并具有适合长途运输多次搬运、装卸的坚固包装，不能造成运输过程中箱件破损，设备和零件散失。根据设备本身和施工现场的特点，在包装上应分别具有防雨、防潮、防冻、防霉、防锈、防腐蚀的保护措施。设备运抵现场时，应包装和防护完好,表面清洁,内无异物，零部件、装箱单和技术资料齐全。10.2.2卖方应在每件包装箱的两个侧面上,用不褪色的油漆以明显易见的中文字样印刷以下标记：合同号目的站收货人名称设备名称、箱号/件号毛重/净重（公斤）体积（长×宽×高，以毫米表示）凡重量为二吨或超过二吨的货物，应在包装箱的侧面以运输常用的标记和图案标明重心、中心及挂绳位置，以便于装卸搬运。按照货物的特点，装卸和运输上的不同要求，包装箱上应明显地印有“轻放”、“勿倒置”和“防雨”等字样。10.2.3每件包装箱内，应附有包括分件名称、数量的详细装箱单、合格证。外购件包装箱内应有产品出厂质量合格证明书、技术说明各一份。10.3交货地点买方厂区，买方指定地点11.其它11.1买方有权对计划工作量进行相应的调整11.2施工所需各类工器具、试验仪器、脚手架、各类辅材及脚手架的安装由卖方单位自行解决。11.3买方只负责电源及施工场地的提供11.4未尽事宜，双方友好协商。11.5卖方需说明的其他问题：签字：买方：国电建投内蒙古能源有限公司地址内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇布连办事处国电建投内蒙古能源有限公司邮编联系电话：传真：签字代表：卖方:呼和浩特市环鼎科技有限责任公司地址内蒙古呼和浩特市回民区大庆路新希望家园邮编联系电话：传真：签字代表：安徽理工大学课程设计（论文）任务书化学工程学院化学工程系学号学生姓名专业（班级）化工工艺设计题目年处理8万吨吨苯-甲苯的精馏装置设计技术参数原料规格：含苯45%，甲苯55%（质量分率，下同）。产品规格：塔顶产品含苯≥99%，塔底产品含甲苯≥98%。处理能力：8万吨/年。工作日：每天24小时，年工作日300天。操作条件：塔顶压强4kPa(表压），单板压降≤0.7kPa。其他：进料温度为25℃，年平均气温15设计性质：初步设计。塔型：浮阀塔。设计要求合理选择设计方案，工艺操作参数和计算公式，计算准确。精馏塔主要技术参数符合国家标准。设计计算说明书书写规范，文字准确简练，图表清晰规范。工作量设计计算说明书一份，工艺流程简图一份，设备条件图一份。工作计划元月2日—布置设计任务；元月2日至元月4日—完成初步设计计算；元月5日至元月6日—完成设计计算说明书抄写及绘图、装订。参考资料[1]贾绍义等.《化工原理课程设计》.天津:天津大学出版社,2002.[2]谭天恩等.《化工原理》(第三版)上、下册.北京:化学工业出版社,2000[3]张洪流.《化工原理》上、下册.北京:国防工业出版社,2009[3]青岛化工学院等.《化学化工物性数据手册》（有机卷）.北京:化学工业出版社,2002[4]汪镇安.《化工工艺设计手册》（上、下册）.北京:化学工业出版社,2002[5]《化工设备设计手册》指导教师签字教研室主任签字20**年1月2日年处理8万吨苯-甲苯的精馏装置摘要：化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。本设计书对苯和甲苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述，主要包括：工艺计算，辅助设备计算,塔设备等的附图。采用浮阀精馏塔，塔高13.4米，塔径1.4米，按逐板计算理论板数为17。算得全塔效率为0.541。塔顶使用全凝器，部分回流。实际总塔板数为30块，其中精馏段实际板数为15，提馏段实际板数为15，实际加料位置在第关键词：苯__甲苯、精馏、逐板法法、负荷性能图、精馏塔设备结构绪论化工生产中常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离有多种方法，蒸馏及精馏是其中最常用的一种。蒸馏是分离均相混合物的单元操作之一，精馏是最常用的蒸馏方式，是组成化工生产过程的主要单元操作。为实现高纯度的分离已成为蒸馏方法能否广泛应用的核心问题，为此而提出了精馏过程。精馏的核心是回流，精馏操作的实质是塔底供热产生蒸汽回流，塔顶冷凝造成液体回流。我们工科大学生应具有较高的综合能力、解决实际生产问题的能力和创新的能力。课程设计是一次让我们接触并了解实际生产的大好机会，我们应充分利用这样的机会去认真去对待。而新颖的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持努力的方向和追求的目标。浮阀塔盘自20世纪50年代初期开发以来，由于制造方便及其性能上的优点，很多场合已取代了泡罩塔盘。这类塔盘的塔盘板开有阀孔，安置了能在适当范围内上下浮动的阀片，其形状有圆形、条形及方形等。由于浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷范围内，均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也较小。与泡罩塔盘相比，处理能力较大，压力降较低，而塔板效率较高，缺点是阀孔易磨损，阀片易脱落。操作气速不可能会很高，因为会产生严重的雾沫夹带，这就限制了生产能力的进一步提高。具有代表性的浮阀塔有F1型（V1型）浮阀塔板、重盘式浮阀塔、盘式浮阀、条形浮阀及锥心形浮阀等。设计方案的选择和论证1设计流程本设计任务为分离苯和甲苯混合物。对于二元混合物的分离，采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热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，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。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1.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。连续精馏塔流程流程图连续精馏流程附图图1-1流程图2设计思路在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是浮阀式连续精馏塔。蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。热量自塔釜输入，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，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设置。在这里准备用全凝器，因为可以准确的控制回流比。此次设计是在常压下操作。因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。回流比是精馏操作的重要工艺条件。选择的原则是使设备和操作费用之和最低。在设计时要根据实际需要选定回流比。本设计使用浮阀塔，浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点，其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度，这样就可以避免过多的漏液。另外还具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。浮阀塔一直成为化工生中主要的传质设备，其多用不锈钢板或合金。近年来所研究开发出的新型浮阀进一步加强了流体的导向作用和气体的分散作用，使气液两相的流动接触更加有效，可显著提高操作弹性和效率。从苯—甲苯的相关物性中可看出它们可近似地看作理想物系。而且浮阀与塔盘板之间的流通面积能随气体负荷的变动而自动调节，因而在较宽的气体负荷范围内，均能保持稳定操作。气体在塔盘板上以水平方向吹出，气液接触时间长，雾沫夹带量少，液面落差也较小。板的工艺设计1基础物性数据表1-1苯、甲苯的粘度温度℃020406080100120苯0.6380.4850.3810.3080.2550.215甲苯0.7580.580.4590.3730.3110.2640.228表1-2苯、甲苯的密度温度℃020406080100120苯--877.4857.3836.6815.0792.5767.9甲苯885.6867.0848.2829.3810.0790.3770.0表1-3苯、甲苯的表面张力温度℃020406080100120苯31.6028.8026.2523.7421.2718.8516.49甲苯30.8928.5426.2223.9421.6919.4917.34表1-4苯、甲苯的摩尔定比热容温度℃050100150苯72.789.7104.8118.1甲苯93.3113.3131.0146.6表1-5苯、甲苯的汽化潜热温度℃20406080100120苯431.1420.0407.7394.1379.3363.2甲苯412.7402.1391.0379.4367.1354.22物料衡算2.1塔的物料衡算（1）塔物料摩尔分率的计算：苯的摩尔质量：甲苯摩尔质量：=塔顶笨的摩尔分率：进料笨的摩尔分率：塔底笨的摩尔分率：（2）原料液平均摩尔质量：原料液摩尔流量：（3）物料衡算总物料衡算：即…………（1）苯的物料衡算：即……（2）由方程（1）（2）解得：D=62.881koml/hW=67.460koml/h2.2平衡线方程的确定由文献[1]中苯与甲苯的汽-液平衡组成可以找出算出。如表1-6苯—甲苯（101.3kPa）的t-x-y相平衡数据苯摩尔分数温度℃苯摩尔分数温度℃液相气相液相气相0.00.0110.60.5920.78989.40.0880.212106.10.7000.85386.80.2000.370102.20.8030.91484.40.3000.50098.60.9030.95782.30.3970.61895.20.9500.97981.20.4890.71092.11.001.0080.2===同理可算出其它的从而推出所以平衡线方程因为泡点进料q=1，所以有：取操作回流比。2.3求精馏塔的气液相负荷因为泡点进料q=1，所以有：2.4操作线方程精馏段操作线方程为：提馏段操作线方程为：2.5用逐板法算理论板数同理可算出如下值：所以总理论板数为16块（已扣除再沸器），其中精馏段8块，提馏段8块（已扣除再沸器），第9块为加料板。2.6实际板数的求取全塔平均温度按塔顶及塔釜温度的算术平均值计算，塔顶和塔釜可分别近似为纯苯和纯甲苯，则有℃查取《化工工艺设计手册》得知，95.4℃时苯和甲苯的黏度为，。故在全塔平均温度下平均黏度：又已知аm=2.47，由公式可得：全塔效率。精馏段实际板层数提馏段实际板层数所以总实际塔板数3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3.1进料温度的计算依式=0.49（）查苯—甲苯的气液平衡数据，由内差法求得进料温度：℃同理可求得：塔顶温度℃塔底温度℃精馏段平均温度：提馏段平均温度：3.2操作压强塔顶压强=4+101.3=105.3kPa取每层塔板压降ΔP=0.7kPa，进料板压强：=101.3+15×0.7=115.8kPa塔底压强：=101.3+30×0.7=126.3kPa精馏段平均操作压力：提馏段平均操作压力：3.3平均摩尔质量的计算塔顶：xD=y1=0.992，x1=0.980进料板：yF=0.699，xF=0.484塔釜：yW=0.0328，xW=0.0135精馏段平均摩尔质量：提馏段平均摩尔质量：3.4平均密度计算气相平均密度计算理想气体状态方程计算，即精馏段气相密度：提留段气相密度：液相平均密度计算由式求相应的液相密度。塔顶：℃查得苯和甲苯的密度分别为当时,用内差法求得下列数据进料：℃查得苯和甲苯的密度分别为当用内差法求得下列数据塔底：查得苯和甲苯的密度分别为当用内差法求得下列数据精馏段平均密度：提馏段平均密度：3.5液体平均表面张力计算液体表面张力=由查手册得由℃查手册得20mN/m20.2mN/mmN/m由查手册得精馏段平均表面张力：提馏段平均表面张力：3.6液体平均黏度计算塔顶液相平均的黏度的计算由℃查表得：进料板液相平均黏度的计算由℃查表得：=0.26mPa.s=0.29mPa.s同理可得塔底液相平均的黏度的计算由℃查表得：同理可得所以液相平均密度4精馏塔工艺尺寸的计算4.1塔径的计算精馏段气液相体积流率为精馏段提馏段（1）精馏段塔径计算，由（由式）由课程手册108页图5-1查图的横坐标为选板间距，取板上液层高度=0.06m，故以为横坐标查图5-1得到取安全系数为，则空塔速度塔径按标准塔径圆整为（2）提馏段塔径计算其中的查图，图的横坐标为取板间距板上液层高度则查图5-1得到取安全系数为，则空塔速度为塔径按标准塔径圆整为根据上述精馏段和提馏段塔径的计算，可知全塔塔径为塔截面积为以下的计算将以精馏段为例进行计算：实际空塔气速为4.2精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为提馏段有效高度为在进料板上方开一人孔，其高度为。故精馏塔的有效高度为5塔板主要工艺尺寸的计算5.1溢流装置计算因塔径D=1.4可采用单溢流、弓形降液管、凹形受液盘及平直堰，不设进口堰。各项计算如下：（1）溢流堰长取堰长为0.66D，即（2）溢流堰堰高hw查1－10[1]图得，取E=1.0，则取板上清液层高度故（3）降液管的宽度Wd和降液管的面积由，查图得故计算液体在降液管中停留时间故降液管设计合理。（4）降液管底隙高度h0取液体通过降液管底隙的流速为0.11m/s依式1－56计算降液管底隙高度h故降液管底隙高度设计合理选用凹形受液盘，深度6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置（1）塔板的分块本设计塔径为，因，故塔板采用分块式。由文献（一）查表5-3得，塔板分为4块。（2）边缘区宽度确定为了尽量减小液体夹带入降液管的气泡量，取m；根据的大小，取。（3）开孔区面积计算其中：故（4）浮阀数计算及其排列由于本设计用的是F1型重阀，且目标分离物为苯-甲苯混合液，所以取来粗算阀孔数目；对于F1型重阀,由F0=可求阀孔气速，即每层塔板上浮阀个数为浮阀的排列，考虑到各分块的支承与衔接要占去一部分鼓泡区面积，阀孔排列采用等腰三角形叉排方式。现按的等腰三角形叉排方式排列，则设计条件下的阀孔气速为阀孔动能因数为所以阀孔动能因子变化不大，仍在9~12的合理范围内，故此阀孔实排数适用。此开孔率在5%~15%范围内，符合要求。所以这样开孔是合理的。7塔板流体力学验算7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降每层塔板静压头降可按式计算。(1)计算干板静压头降由式可计算临界阀孔气速，即，可用算干板静压头降，即(2)计算塔板上含气液层静压头降由于所分离的苯和甲苯混合液为碳氢化合物，可取充气系数，已知板上液层高度所以依式(3)计算液体表面张力所造成的静压头降由于采用浮阀塔板，克服鼓泡时液体表面张力的阻力很小，所以可忽略不计。这样，气流经一层，浮阀塔板的静压头降为换算成单板压降(设计允许值)7.2降液管中清夜层高度式(1)计算气相通过一层塔板的静压头降前已计算(2)计算溢流堰（外堰）高度前已计算(3)液体通过降液管的静压头降因不设进口堰，所以可用式式中m(4)塔板上液面落差由于浮阀塔板上液面落差很小，所以可忽略。(5)堰上液流高度前已求出这样为了防止液泛，按式：，取校正系数，选定板间距,从而可知，符合防止液泛的要求。(6)液体在降液管内停留时间校核应保证液体早降液管内的停留时间大于3~5s,才能使得液体所夹带气体释出。本设计>5s可见，所夹带气体可以释出。7.3计算雾沫夹带量（1）雾沫夹带量判断雾沫夹带量是否在小于10%的合理范围内，是通过计算泛点率来完成的。泛点率的计算时间可用式：和塔板上液体流程长度塔板上液流面积苯和甲苯混合液可按正常物系处理，取物性系数K值，K=1.0,在从泛点负荷因数图中查得负荷因数,将以上数值分别代入上式，得泛点率F1为及为避免雾沫夹带过量，对于大塔，泛点需控制在80%以下。从以上计算的结果可知，其泛点率都低于80%，所以雾沫夹带量能满足的要求。（2）严重漏液校核当阀孔的动能因数低于5时将会发生严重漏液，前面已计算，可见不会发生严重漏液。8精馏段塔板负荷性能图8.1雾沫夹带上限线对于苯—甲苯物系和已设计出塔板结构，雾沫夹带线可根据雾沫夹带量的上限值所对应的泛点率(亦为上限值),利用式和便可作出此线。由于塔径较大，所以取泛点率，依上式有整理后得即即为负荷性能图中的线(1)此式便为雾沫夹带的上限线方程，对应一条直线。所以在操作范围内任取两个值便可依式算出相应的。利用两点确定一条直线，便可在负荷性能图中得到雾沫夹带的上限线。0.0010.003 0.005 0.007 2.170 2.1232.076 2.0298.2漏液线对于F1型重阀，当动能因数F＜5时就会出现严重漏液现象，所以去F=5作为参考值来计算。=8.3液泛线由式，，