《5万吨的脱丙烯塔设计（参考仅供）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5万吨的脱丙烯塔设计（参考仅供）（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分离工程课程设计年处理量5万吨的脱丙烯塔设计 河南城建学院化学化工系；*前言 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，近十几年来，随着生产和科学技术的不断提高，发展精细化工已成为趋势。我国的有机化工原料工业起步较晚，全国解放前除有少量炼焦苯和发酵酒精外，大量有机原料依靠进口。在解放初期的有机化工原料工业，只能在煤炭和农副产品基础上起步，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。以石油为原料生产化工产品，并非起源于近代，在第二次世界大战以后，石油化学工业发展非常迅速，以石油为原
2、料可以得到三烯、一炔、一萘及其他化工基础有机原料，进而制得醛、酮、酸、酐等基本有机产品和原料，再制得合成纤维、合成塑料、合成橡胶、合成洗涤剂、涂料、炸药、农药、染料、化学肥料等重要的化工产品。目前，全世界每年生产的石油虽然仅有5%左右用于化学工业，但石油化工的总产值却占化学工业总产值的60%左右，某些国家甚至达到80%，由此可见，石油在化工领域中占有重要的地位。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。 当前各炼厂的气体分离装置大部分仍然采用精馏分离
3、。化工生产中所处理的原料中间产物和粗产品等几乎都是由若干组分组成的混合物，蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。低沸点烃类混合物是利用精馏方法使混合物得到分离的，其基本原理是利用被分离的各组分具有不同的挥发度，即各组分在同一压力下具有不同的沸点将其分离的。其实质是不平衡的汽液两相在塔盘上多次逆向接触，多次进行部分汽化和部分冷凝，传质、传热，使气相中轻组分浓度不断提高，液相中重组分浓度不断提高，从而使混合物得到分离。 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。浮阀塔于50年
4、代初期在工业上开始推广使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为国内应用最广泛的塔型，特别是在石油、化学工业中使用最普遍，对其性能研究也较充分。浮阀塔板的结构特点是在塔板上开有若干大孔，每个孔上装有一个可以上、下浮动的阀片，浮阀的型式很多，目前国内最常用型式的为F1型和V-4型。F1型浮阀的结构简单、制造方便、节省材料、性能良好，广泛用于化工及炼油生产中，现已列入部颁标准（JB1118-68）。操作时，由阀孔上升的气流，经过阀片与塔板的间隙与塔板上横流的液体接触，浮阀开度随气体负荷而变，当气量很小时，气体仍能通过静止开度的缝隙而鼓泡。我国石油工业具有一定的水平，但还是一个发展中的国家,摆在我
5、们石油工作者面前的任务是繁重的。炼油工业要对现有的炼油厂进行技术改造，继续坚持“自力更生，革新挖潜，全面提高，综合利用，大搞化工原料，赶超世界先进水平”的发展方针。要立足现有基础，搞好一、二次加工和系统工程的配套，扩大综合生产能力;要革新工艺，革新技术，革新设备，把老装置开出新水平;要发展加氢技术，发展新型催化剂和添加剂，全面提高产品质量，增加品种;要开展综合利用，大搞三次加工，增产有机化工原料;要充分利用热能，大力降低消耗，各项经济技术指标要创出新水平;要治理“三废”，保护环境，为实现赶超世界先进水平而奋斗。设计方案简介 在工业生产中，为了加工和回收的需要，常常需对液体混合物进行分离。利用其
6、中各组分某种性质的差异，蒸馏利用各液体组分挥发性质的不同进行液体分离。 第一脱甲烷塔设计采用连续操作板式精馏塔，原料液经过蒸汽预热至指定的温度后，在塔中部的某一适合位置不断加入塔内。整个塔有若干层塔板按一定间距叠置而成，由塔板提供气，液两项接触的场所，一层塔板就是一个接触级。 根据物料衡算算出各组分的量，由泡点方程及露点方程确定塔顶及塔底温度。根据塔顶及塔底温度及各组分相对挥发度求最小理论版及最小回流比。由公式算出理论板，再有总版效率求出实际塔板数，和进料位置。塔的工艺条件及物性数据计算塔和塔板的主要工艺计算。塔高的初步确定。筛板的流体力学性质。塔板的复合性能确定操作弹性.管子尺寸的确定。基础
7、设计数据计算完毕。进行设备图及工艺流程图的设计，在设计过程中要根据实际情况进行适当的调整。目 录一、设计任务书- 一、设计任务- 二、设计条件-三、设计主要内容-二、设计计算- 一、丙烯塔物料设计计算-1. 全塔物料衡算-2. 确定塔的操作温度-3. 确定汽化分率和进料温度-4. 确定最小回流比 -5. 确定最小理论板数Nmin-6. 确定理论板数-7. 实际塔板数-8. 确定进料位置-9. 塔工艺的计算结果- 二、塔和塔板主要工艺尺寸计算- 1. 塔的工艺条件及物性计算-2. 塔和塔板主要工艺尺寸据算-3. 塔的水力学性能验算-4. 塔板负荷性能图-5. 塔板的工艺计算结果- 三、塔的接管及
8、换热计算-三、结束语-四、参考书目-一、设计任务书一、设计任务： 处理量5万吨/年的脱丙烯塔设计二、设计条件：进料组成：组分iC2H6C3H6C3H8iC4H10Zi0.050.250.650.051.00分离要求：塔顶产品：丙烯的回收率98%塔底产品：丙烷的回收率97%操作压力：0.3Mpa进料压力：0.817 Mpa进料温度：80工作日：每年8000h每天24小时连续运作三、设计主要内容 （1） 化工单元设备设计 1）方案设计 2）物料衡算与热量横算 3）主要设备工艺 4）辅助设备的选择 （2） 制图 工艺流程图一张 设备图一张 二、设计计算一、丙烯塔物料设计计算1、全塔物料衡算选取丙烯为
9、轻关键组分，丙烷为重关键组分。可以先按理想的切割情况确定各组分在塔顶、塔底的数量组成以及操作温度。确定关键组分塔顶、塔底的量组分iC2H6C3H6C3H8iC4H10Zi0.050.250.650.051.00fi/（kmol/h） 7.168635.84393.19187.1686143.372Di/（kmol/h）7.168635.1262.7958045.0904XDi0.5190.7790.06201Wi/（kmol/h）00.71790.3967.168698.2816XWi /（kmol/h）00.00730.91980.072912、确定操作温度估算塔顶、塔底温度及各组分相对挥发
10、度，按理想的组成计算 设塔顶的温度为-28，压力为0.3Mpa，用露点方程计算，列表如下：组分iC2H6C3H6Di7.168635.84343.0016Ydi0.1670.8331.000Ki3.40.8766Ydi/Ki0.0490.9500.999 塔顶温度为-28正确 设塔底温度为-13，压力为0.3Mpa，列表计算如下：组分iC3H8iC4H10Wi93.19187.1686100.3604XWi0.92860.07141.0000Ki1.050.35Ki XWi 0.9750.0251.000 塔底温度为-13求以重关键组分丙烷为对比组分，各组分的相对挥发度，用泡点方程计算，列表如下：组分iC2H6C3H6C3H8iC4H10Kdi3.40.87660.660.185.1521.32810.273KWi4.51.41.050.354.2861.33310.3334.6991.33010.302 代入汉斯特别克公式，得到： lg（d/h）i =lg（d/w）h + =即分别将除关键组分以外的各组分的平均相对挥发度代入上式，求得，进一步求得、wi、Xdi、Xwi，列表如下：组分iC2H6C3H6C3H8iC4H104.6991.33010.3027.068149.03290.0311.1481
