过程工艺与设备课程。
设计说明书。
—丙烯、丙烷精馏装置设计。
学生： 王彬
班级： 化材 1001
学号： 201055076
指导老师：王瑶
2024年7月4日。
化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或**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部分冷凝达到轻重组分分离的方法。
本次课程设计为年处理含乙烯质量分数65%的丙烯-丙烷混合液的筛板精馏塔设计，在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。在设计时兼顾到操作费用和设备费用等生产过程的经济问题。
本课程设计说明书主要包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案等内容。本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，工艺计算，结构设计和校核。
说明书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说明。
鉴于设计者经验有限，本设计中还存在错误，希望各位老师给予指导。
感谢老师的指导和参阅。
丙烯——丙烷精馏装置设计。
学生姓名： 王彬班级：化材1001学号：201055076
表1中划线的序号的设计方案包括了个人本次课程设计的参数。
一、设计条件。
工艺条件：饱和液体进料，进料丙烯含量 (摩尔百分数)
塔顶丙烯含量，釜液丙烯含量，总板效率为0.6。
操作条件：建议塔顶操作压力1.62mpa(表压)。
安装地点：大连。
其他条件见表1。
表1设计方案。
续表1续表1
续表1续表1
续表1二、工艺设计要求。
1 完成精馏塔的工艺设计计算；
(1) 塔高、塔径。
2) 溢流装置的设计。
3) 塔盘布置。
4) 塔盘流动性能的校核。
5) 负荷性能图。
2 完成塔底再沸器的设计计算；
3 管路尺寸的确定、管路阻力计算及泵的选择；
4 其余辅助设备的计算及选型；
5 控制仪表的选择参数；
6 用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及主要设备(精馏塔或再沸器)的工艺条件图各一张；
(塔板设计位置为塔顶的同学完成精馏塔的工艺条件图；塔板设计位置为塔底的同学完成再沸器的工艺条件图。)
7 编写设计说明书。
三、其它要求。
1． 本课程的设计说明书分两本装订，第一本为工艺设计说明书，第二本为机械设计说明书。
2． 1-2周完成工艺设计后，将工艺设计说明书交上来，计算结果表经指导教师审核签字合格后，方可进行3-4周的机械设计（注：应用化学专业只进行工艺设计）。
3． 图纸一律用计算机（电子图板）出图。
4． 本课程要求独立完成，发现抄袭行为取消该门成绩。最终成绩由工艺设计、机械设计的完成情况和最后的考试（核）情况综合给定。
四、参考资料。
1. 《化工单元过程及设备课程设计》，匡国柱、史启才主编，化学工业出版社，2024年。
2. 《化学化工物性数据手册》（有机卷），刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2024年。
3. 《化工物性算图手册》，刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2024年。
4. 《石油化工基础数据手册》，卢焕章，刘光启、马连湘、刘杰主编，化学工业出版社，2024年。
5. 《石油化工基础数据手册》（续篇），马沛生，化学工业出版社，2024年。
6. 《石油化工设计手册》，王松汉，化学工业出版社，2024年。
指导教师王瑶
任务书下达日期 2024年 6月 24日。
精馏是分离过程中的重要单元操作之一，其主要设备包括精馏塔及再沸器冷凝器。
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。
本设计为筛板塔，筛板的显著优点是结构简单、造价低、塔板阻力小，若设计合理并操作得当，能很好满足过程的弹性要求，而且塔板效率较高，目前已经发展成为应用日趋广泛的常用塔板之一。缺点是易漏液、易堵塞。
作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以进行。
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：
1) 循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
2) 结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
3) 壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
4) 塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
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。
精馏就是通过多级蒸馏，使混合气液两相经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。
流程如下：原料（丙稀和丙烷的混合液体）经进料管由精馏塔中的某一位置（进料板处）流入塔内，开始精馏操作；当釜中的料液建立起适当液位时，再沸器进行加热，使之部分汽化返回塔内。气相沿塔上升直至塔顶，由塔顶冷凝器将其进行全部或部分冷凝。
将塔顶蒸气凝液部分作为塔顶产品取出，称为馏出物。另一部分凝液作为回流返回塔顶。回流液从塔顶沿塔流下，在下降过程中与来自塔底的上升蒸气多次逆向接触和分离。
当流至塔底时，被再沸器加热部分汽化，其气相返回塔内作为气相回流，而其液相则作为塔底产品采出。
1） 物料的储存和运输。
精馏过程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，从而保证装置能连续稳定的运行。
2） 必要的检测手段。
为了方便解决操作中的问题，需在流程中的适当位置设置必要的仪表，以及时获取压力、温度等各项参数。
另外，常在特定地方设置人孔和手孔，以便定期的检测维修。
3） 调节装置。
由于实际生产中各状态参数都不是定值，应在适当的位置放置一定数量的阀门进行调节，以保证达到生产要求，可设双调节，即自动和手动两种调节方式并存，且随时进行切换。
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