分离工程设计说明书

《分离工程》课程设计说明书题目：15万吨乙烯裂解气分离乙烯浮阀塔设计学生姓名：学号：专业：化学工程与工艺院系：化学与化学工程指导教师：刘伟2012年6月设计说明本次设计先对乙烯裂解气分离方法制取乙烯的意义做了简要的介绍，然后对其分离原理，工艺流程，设计方案，设计工艺条件进行了系统的介绍。根据设计任务如何来选择分离流程，并对分离流程也做了具体的说明。接着根据设计给定的设计条件，运用物料平衡，热量平衡，及其学过的有关的公式和方程式，计算出了乙烯精馏塔进料的泡点温度，露点温度，及其塔顶，塔底温度。然后对精馏塔的塔板结果尺寸进行了计算，包括塔高，塔径，溢流堰长，堰宽等。并根据化工工艺设计的相关知识，对精馏塔的裙座高度，人孔大小，塔板间距等进行了选取。设计的计算部分的最后进行了流体力学验算和负荷性能图，包括雾沫夹带线，液相负荷上限线，液相负荷下限线等五条线进行了计算，并用绘出负荷性能图。并且还对塔进行了机械强度的计算及校核。最后根据设计结果，绘制出乙烯裂解气分离的带控制点的流程图和主要设备图。关键词：乙烯，精馏主要符号说明符号意义单位原料液流量塔顶产品流量塔底产品流量原料液中组分i的摩尔分数馏出液中组分i的摩尔分数釜残液中组分i的摩尔分数进料混合物中组分i的摩尔分数进料的汽化率满足上式的根最小回流比下标分别代表轻重关键组分最小理论板数块塔板效率理论塔板数块实际塔板数块精馏段塔板数块提馏段塔板数块液体平均密度气体平均密度平均相对分子质量操作温度塔板间距下降液体的体积流量上升蒸汽的体积流量弓形降液管堰宽度m降液管的截面积弓型降液管出口堰长降液管内的液面高度m液体流体降液管的阻力m塔板上清液层高度m堰上溢流堰高度m气体通过塔板的总压力降m出口堰高度m塔板总面积液体表面张力塔径m/s圆筒的计算厚度mm圆筒的设计厚度mm许用应力设计说明1-主要符号一览表11绪论5裂解气制取乙烯的意义④因操作上限受雾沫夹带线控制，若处理量提高较大时，适当将雾沫夹带线上移，即提高板间距或加大开孔区面积（在塔径不变时也可以减降液管截面积）。3.7主要设备尺寸3.7.1进料管3所以管内流速取则进料管径查手册取无缝钢管由已求回流液流速为，取回流液密度为，取回流液则回流液体积流速为回流的体积流率=/h取管内流速取则洗油进料管径查手册取无缝钢管由已求釜液液流速为，取釜液液密度为，取釜液体积流率为取管内流速则进料管径查手册取无缝钢管3.7.4塔顶蒸汽出料管取出口气速，则查手册取无缝钢管3.8机械强度计算与校核由于裂解气对钢材腐蚀不大，承受一定压力，故选用塔壳材料为16MnR,查附录[σ]t=170Mpa,σ圆筒的计算厚度为:+,得考虑到钢板厚度负偏差，圆整后取因承受一定压力则选用椭圆形封头封头的厚度为:对于标准椭球形封头:K=1,带入上式得到考虑到塔径较大择选用与筒体一样的厚度则查得：封头的直边高度为,封头的短边高度为故封头高度为3.8.1.3裙座高度设计时设裙座高度为400mm3.8.1.4修正后塔高塔的总高度为全塔设计结果汇总表塔结构参数数据数值塔结构参数数据数值塔径D气相密度塔板间距液相密度塔截面积气体平均摩尔质量塔高26m液体平均摩尔质量有效传质区Aa液体流量Ls空塔气速气体流量Vs降液管截面积液体表面张力开孔面积塔板阻力阀孔气速3.862m/s降液管内液体停留时间阀孔直径40mm降液管内液体高度阀孔数目N1294降液管内液体层边缘区宽0.06m稳定系数K1安定区宽阀孔动能因子8孔心距t100mm进料管管径mm堰上液头高回流管管径mm252塔板开孔率釜液出口管管径mm71参考文献[1]陈国桓.化工设备机械基础[M].北京:化学工业出版社，205-208[2]王树仁.合成氨生产工[M].北京:化学工业出版社.2005-02[3]符德学.无机化工工艺学[M].西安:西安交通大学出版社.2005-08[4]陈五平.无机化工工艺学第三版上下册[M].北京:化学工业出版社.2001[5]魏兆灿,李宽宏.塔设备设计[M].上海:上海科学技术出版社.1988,11[6]梅安华主编.小合成氨厂工艺技术与设计手册[M].北京:化学工业出版社.1995.330-360[7]化工部第六设计院编.化学工程手册[M].第1篇.北京:化学工业出版社.1980[8]化工部第六设计院编.化学工程手册[M].第13篇.北京:化学工业出版社.1980[9]国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册[M].上海:化学工业出版社.1996[10]贾邵义柴诚敬.化工传质与分离过程[M].上海:化学工业出版社.2005.278-284[11]贾绍义.柴诚敬，化工原理课程设计[M].天津：天津大学出版社.2002[12]谭天恩.麦本熙.丁惠华，化工原理[M].北京：化学工业出版社.1998心得体会经过近两个星期的忙碌，我的分离工程课程设计终于完成了。本次课程设计比以往设计难度大，主要是计算复杂，计算量大考虑的细节较多，对同一个设备分成两部分进行考虑，既相互独立又须彼此照应，始终要考虑计算是为一个设备进行。通过这次设计，使我认识到作为化工专业的学生，不仅要学好《化工原理》《分离工程》等专业课，还要对设备等相关内容都要学好用好，只有这样才能为以后工作奠定基础，如果没有导师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，想