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1、 本科生毕业设计（论文）题 目： 45万吨年轻烃分离装置工艺设计 学生姓名： xxx 学 号： xxxx 系 别： xxx 专业班级： xxx 指导教师： xxx 2012年 6 月 10 日中国石油大学胜利学院本科生毕业设计（论文）摘 要轻烃燃气是一种结晶、廉价的新型液体燃料，目前已在国内十余个省市推广。随着我国公用事业的改革，必将得到迅速发展。轻烃作为洁净燃料可替代燃煤和燃油，对我国经济、环境、资源的可持续发展具有战略意义。本设计主要针对轻烃生产工艺的分离工段进行计算。选择出合适的轻烃馏分，根据原料组成及产品指标要求，调优出合理分离序列。根据计算值算则合适的塔的操作压力、操作温度、产品流率
2、、塔高、塔径。关键词：轻烃；分离；精馏；设计ABSTRACTThe light hydrocarbon gas is a crystalline, low-cost liquid fuel, has more than ten provinces and cities in the country to promote.With the reform of the utilities in China is bound to have developed rapidly.Light hydrocarbons as a clean fuel alternative to coal and oil
3、,is of strategic significance to Chinas economy,environment and sustainable development of resources.The design of the main production process for the separation of light hydrocarbon section in the calcultion.Suit light hydrocarbon fictions from oil refinery were selected，the rational separation seq
4、uence was oprimized according the demand for raw materials composition and the product target.According to the calculated value operator, reflux ratio，the tower operating pressure，operating temperature，product flow rate，high tower，tower diameter calculations.Keywords: Lighter hydrocarbon；Abruption；
5、Distillation ；Design目录第一章 前言11.1 生产任务情况11.2 产品性能用途及市场需求11.2.1 产品性能用途21.2.2 发展前景21.2.3 轻烃分离装置设计意义3第二章 工艺方案及工艺流程示意图42.1 工艺方案42.2 确定方案是否合适52.2.1 T-101验算62.2.2 T-201验算62.2.3 T-301验算6第三章 物料衡算73.1 T-101物料衡算73.1.1 清晰分割73.1.2 操作条件的确定93.1.3 验证T-101清晰分割是否成立103.1.4 确定最小回流比Rm113.1.5 确定最适宜的回流比123.1.6 确定进料温度133.2
6、 T-201物料衡算143.2.1 清晰分割143.2.2 T-201操作条件确定153.2.3 验证T-201清晰分割是否成立173.2.4 确定最小回流比183.3 T-301的物料衡算193.3.1 清晰分割193.3.2 T-301操作条件203.3.3 验证T-301清晰分割是否成立223.3.4 确定最小回流比233.3.6确定实际板数243.4 各塔操作条件汇总25第四章 能量衡算264.1 T-101能量衡算264.1.1 冷凝器热负荷264.1.2 再沸器热负荷274.1.3 计算传热剂用量284.2 T-201能量衡算284.2.1 冷凝器热负荷294.2.2 再沸器热负荷
7、294.2.3 计算传热剂用量304.3 T-301能量衡314.3.1 冷凝器热负荷314.3.2 再沸器热负荷324.3.3 计算传热剂用量32第五章 设备工艺计算及选型345.1精馏塔的设计与选型345.1.1 T-101的设计与选型345.1.1.1塔径的计算345.1.1.2 塔高385.1.1.3385.1.1.4 塔板的流体力学校核425.1.2 T-201的设计与选型505.1.3 T-301的选型与设计535.1.4 塔体的初步设计565.2 换热器的计算及选型635.2.1 T-101换热器的计算及选型635.2.2 T-201换热器的计算及选型645.2.3 T-301换
8、热器的计算及选型65第六章 原材料、动力消耗定额及消耗量686.1 原材料686.2 动力消耗686.2.1 冷却水及蒸汽用量68第七章设计结果汇总69第八章小结788.1 设计陈述788.2 体会和收获78致谢79参考文献80中国石油大学胜利学院本科生毕业设计（论文）第一章 前言1.1 生产任务情况表1-1原料组成序号原料组分质量分数，m%1丙烷2.52异丁烷2.63正丁烷12.84异戊烷36.25正戊烷41.46环戊烷2.77异己烷1.8合 计100 产品及规格：液化气：C5及C5+组分含量3.5%；异戊烷：iC50纯度97.0%；正戊烷：n C50纯度97.0%。公用工程：排水、供电、供
9、热、冷冻以及采暖通风等。设计生产能力：45万吨/年。年开工周期：8000小时/年。采用的生产方式：3塔顺序精馏。1.2 产品性能用途及市场需求 轻烃是石油开采和炼制过程中的副产品，属烷烃组分，主要来自石油炼厂的塔顶油、催化重整油或是溶剂油厂的直馏馏分。与液化石油气一样不含苯、甲醇、烯烃等成分，完全可以作为燃料来了使用，其来源十分广泛。轻烃在油田、气田、炼厂等不同的场合叫法不一，如轻质油、凝析油、稳定轻烃、石脑油、拔头油、石油醚、拔顶油等。主要成份是C3、C4，常温常压下呈气态，叫气态轻烃。C5-C6的烃在常温常压下是液态，叫液态轻烃。液态轻烃中最轻的部分是C5、C6，饱和的C5、C6是鼓泡制气
10、的最好原料。 1.2.1 产品性能用途 液化气产品：高压或低温液化的石油气，是由丙烷、正丁烷、异丁烷及少量的乙烷、不饱和烃等组成；具有污染少、发热量高、压力稳定、储存设备简单、供应方式灵活等特点。产品用途：炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品；主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。异戊烷：纯品为无色透明的易挥发液体，具有令人愉快的芳香气味，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂；极易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，且对人体具有麻醉及轻度的刺激作用。产品用途：可以作聚乙烯生产中催化剂的溶剂、可发性聚苯乙烯的发泡剂、聚氨酯泡沫
11、体系的发泡剂、脱沥青溶剂等；其辛烷值高，可用于汽车、飞机燃料。 正戊烷：无色液体，具有微弱的薄荷香味；微溶于水，极易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物；属于低毒类，高浓度可引起眼与呼吸道粘膜轻度刺激症状和麻醉状态，甚至意识丧失，慢性作用为眼和呼吸道的轻度刺激。产品用途：在三氯化铝存在下，经异构化可制备异戊烷；也用作萃取溶剂，聚苯乙烯理想的发泡剂，液态空气机的润滑剂；用于低温温度计，制人造冰，麻醉剂，以及合成戊醇等1。 1.2.2 发展前景轻烃燃气是一种结晶、廉价的新型液体燃料，目前已在国内十余个省市推广。随着我国公用事业的改革，必将得到迅速发展。轻烃作为洁净燃料可替代燃煤和燃油，对我国经济、环
12、境、资源的可持续发展具有战略意义2。近年来，随着广大农村由脱贫变温饱而富裕起来，迫切要求改变生活用能源结构；同时随着国内外石油、天然气资源的开发及产品的生产，也将产出更多的轻烃，为轻烃燃料的使用提供了条件。20世纪80年代在我国开始出现的轻烃混合燃气技术和应用工程，即是一种现实可行的优质气体燃料。轻烃燃料转化为轻烃混合燃气可以部分的满足中小城镇、农村及城市郊区对气体燃料愈来愈的的迫切需求。1996年11月国家经贸委、国家计委、财政部、税务总局发布的资源综合利用目录即将轻烃燃料列入国家鼓励开发利用的资源种类。作为民用燃气，国家有关部门也颁布了有关管理法规，从技术立法上正着手制定有关标准规范，如已
13、经批准执行的国家标准稳定轻烃GB9053、农业部行业标准轻烃民用燃料、轻烃民用燃料灶具。国内已有轻烃混合燃气工程实际设计和运行十多年的经验，也有若干轻烃混合燃气工程项目的失败教训，总结正反两方面的经验，有关部门于2002年2月已经制定出一部知道轻烃混合燃气工程的民用轻烃混合燃气工程技术规范送审稿和标准编制说明。该规范的主要内容包括轻烃燃料质量、轻烃混合燃气质量、供气站、室外管网、室内管道及混气设备的设计、安装及阶段验收、竣工验收等。从安全适用、技术先进、经济合理、环境保护等方面对轻烃混合燃气的工程技术作出了原则性和实用性具体的指导。 1.2.3 轻烃分离装置设计意义 目前，我国乃至世界上一些发
14、达国家所使用的清洁燃料还是以天然气 、液化石油气及柴油为主。而天然气、液化石油气都是非常宝贵的化工原料，深加工后的附加值很高，因没有很好的替代能源，只能将其作为普通燃料烧掉。在当今世界能源供应日趋紧张的形势下，将其作为普通燃料烧掉是对有限资源的浪费。我们国家提出贯彻开发与节约并重的方针，改善能源结构与布局，依靠科学技术进步，因地制宜地开拓可替代气源、以提高城市现代化，发展经济、减少环境污染、提高城市品位，这将是各级政府主管部门今后的首要任务。将轻烃作为替代燃料可解决我国石油资源短缺，缓解石油供需矛盾，加快我国能源结构调整，促进能源结构优化，加强资源综合利用，是经济社会可持续发展的有效措施。随着我国经济建设的迅速发展以及小城镇、新农村建设步伐的加快，对洁净能源需求将日益加大，这也为轻烃的应用提供了广阔的市场，其间蕴藏着巨大的商机，是二十一世纪最具投资价值的新能源项目。81第二章 工艺方案及工艺流程示意图2.1 工艺方案表2-1 原料组成序号原料组分摩尔分数，mol%质量分数，kg%分子
