年產(chǎn)500萬噸煉油廠成品車間設計 油氣工程專業(yè)畢業(yè)設計 畢業(yè)論文.doc

化工與材料工程學院畢業(yè)設計小論文年產(chǎn)500萬噸煉油廠成品車間設計An annual output of 5 million tons of oil refinery finished product design workshop學生學號學生姓名專業(yè)班級 油氣 指導教師聯(lián)合指導教師 完成日期2012.6吉林化工學院Jilin Institute of Chemical Technology12年產(chǎn)500萬噸煉油廠成品車間設計（化工與材料工程學院，油氣班）摘要：煉油廠成品車間設計主要是在松源煉油廠實習期間根據(jù)其實際情況所做出的。石油能源是不可再生資源，是國民經(jīng)濟的重要組成部分。隨著石油能源消耗日益劇增，我國作為世界第二大能源消費國，環(huán)境保護迫節(jié)能減耗在眉睫，在能源保持可持續(xù)發(fā)展的情況下，我國高能耗、污染嚴重的煉油工業(yè)也將面臨改革創(chuàng)新。煉油廠品車間主要擔負著接收、貯藏、輸轉各種的油品包括原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、車用氣、丙烯、丙烷、二甲苯、苯、甲苯、和原料氣，需按要求進行加溫、脫水、計量等管理工作。關鍵詞：丁二烯；萃取精餾；工藝設計0 引 言丁二烯是一種重要的石油化工基礎有機原料和合成橡膠單體，在石油化工烯烴原料中的地位僅次于乙烯和丙烯。主要用于合成順丁橡膠(BR)、丁苯橡膠(SBR)、丁腈橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯彈性體(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)樹脂等多種橡膠產(chǎn)品，此外還可用于生產(chǎn)己二腈、己二胺、尼龍66、1，4-丁二醇等有機化工產(chǎn)品以及用作粘接劑、汽油添加劑等，用途十分廣泛。1 基本原理由于C4原料中各組分的沸點相近，故不能采用普通精餾方法分離出丁二烯，而本設計中由于采用加入萃取劑乙腈，利用各組分在乙腈中溶解度不同，分別將其他組分去除，從而得到聚合級的丁二烯。2 物料衡算脫除C4組分中的重組分在脫重組分塔中進行，脫除C4組分中的輕組分在脫輕組分塔中進行，兩塔的部分壓力，溫度如下表：表2-1 塔壓分布表脫重塔脫輕塔塔頂壓力(kPa)400590 塔釜壓力（kPa）450630進料壓力(kPa)480610表2-2 塔溫度分布脫重塔脫輕塔塔頂溫度（）3739.5塔釜溫度（）53.254.24進料溫度（）4441由安托因公式計算脫重組分塔，脫輕組分塔的塔頂，塔釜組成及流率列于下面兩表：表2-3 脫重組分塔的塔頂、塔釜組成序號123456789總計組分丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯1，2-丁二烯丁炔乙烯基乙炔戊烷塔頂組成mol%0.00650.00310.00030.00340.985600.0010.0001601.002塔頂流率0.87560.41510.04240.4574132.7100.12190.21550134.64塔釜流率00.248705.12040.13600.4660.01910.11940.76.830塔釜組成mol%00.03600.74970.0200.0680.00280.01750.10.9998表2-4 脫輕組分塔塔頂、塔釜組成及流率序號123456789總計組分丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯1，2-丁二烯丁炔乙烯基乙炔戊烷塔頂組成mol%0.568400.0003500.431100001.0001塔頂流率0.874700.0005400.663500001.5389塔釜流率0.00090.41500.041850.4574132.0400.12180.0220133.1塔釜組成mol%00.00310.00030.00340.99200.00090.000201.0002根據(jù)對脫重組分塔，脫輕組分塔進行物料衡算得出的操作條件列于下表：表2-5 操作條件表操作條件理論板數(shù)實際板數(shù)進料位置脫重組分塔375560.662913939脫輕組分塔4354.2432.46749273 兩塔熱量衡算脫重組分塔釜再沸器循環(huán)水由降到所需冷水量為117590.531kg/h。塔頂冷凝器冷卻水由升到需熱水量為501933.29kg/h。脫輕組分塔塔釜再沸器循環(huán)水由降到需冷水量為25460.557kg/h塔頂冷凝器冷卻水由升到需熱水量為80125.51449kg/h4 兩塔設備設計脫輕組分塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算操作壓力與溫度塔頂壓力：590kPa 塔頂溫度：39.5進料壓力：610kPa 進料溫度：41塔釜壓力：630kPa 塔釜溫度：54.24精餾段平均壓力：600kPa 精餾段平均溫度：40.25提餾段平均壓力：620kPa 提餾段平均溫度：47.62脫重組分塔，脫輕組分塔的氣液負荷結果列于下表：表4-1 兩塔的氣液負荷表脫重組分塔脫輕組分塔精餾段提餾段精餾段提餾段上升氣體5.89215.53334.08194.064839.7466814.8855178.2842192.57934947.8714509.006727.7383781.9491.3744091.2525020.202150.217508下降液體594.3589.1584.5584.3705.107763.411176.7453324.027238085.7543930.138151.45317531.6264.0850674.571613.9460330.004490.0178010.0207140.0038740.0083354.1 塔板負荷性能圖4.1.1 精餾段4.1.1.1 漏液線由得整理得在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結果列于下表。表5-10 LsVs關系表Ls0.00060.0030.0060.0090.010.013Vs0.1237944890.132830.1404060.1464590.1482680.153253152由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。4.1.1.2 液沫夾帶線以為限，求關系如下：由代入數(shù)據(jù)整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結果列于下表。表5-11 LsVs關系表Vs1.4100361.2598281.1257321.0132580.9787030.881333Ls0.00060.0030.0060.0090.010.013由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線。4.1.1.3 液相負荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負荷標準。由化工原理課程設計式5-7得取，則據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線3。4.1.1.4 液相負荷上限線以作為液體在降液管中停留時間的下限，由化工原理課程設計式5-9得故據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線4。4.1.1.5 液泛線令由；聯(lián)立得忽略，將與，與，與的關系代入上式，并整理得式中將有關數(shù)據(jù)代入，得故在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結果列于下表。表5-12 LsVs關系表Ls0.00060.0030.0060.0090.010.013Vs0.691690.6548140.6034910.5391150.51440.43由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5。根據(jù)以上各線方程，可作出該塔的負荷性能圖，如下頁圖所示。在負荷性能圖上，作出操作點A，連接OA，即作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得，故操作彈性為圖1 精餾段塔板負荷性能圖4.1.2 提餾段4.1.2.1 漏液線由得整理得在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結果列于下表：表5-13 LsVs關系表Ls0.00060.0030.0060.0090.010.013Vs0.1162414640.1264220.1348620.1415540.1435470.149020418由上表數(shù)據(jù)即可作出漏液線。4.1.2.2 液沫夾帶線以為限，求關系如下：由代入數(shù)據(jù)整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結果列于下表。表5-14 LsVs關系表Vs1.522331.417861.32461.2463781.2223471.15463Ls0.00060.0030.0060.0090.010.013由上表數(shù)據(jù)即可作出液沫夾帶線。4.1.2.3 液相負荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負荷標準。由化工原理課程設計式5-7得取，則據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷下限線3。4.1.2.4 液相負荷上限線以作為液體在降液管中停留時間的下限，由化工原理課程設計式5-9得故據(jù)此可作出與氣體流量無關的垂直液相負荷上限線4。4.1.2.5 液泛線令由；聯(lián)立得忽略，將與，與，與的關系代入上式，并整理得式中將有關數(shù)據(jù)代入，得故在操作范圍內(nèi)，任取幾個Ls值，依上式計算出Vs值，計算結果列于下表。表5-15 LsVs關系表Vs0.6226089190.595230.5672040.5395420.5300820.500550558Ls0.00060.0030.0060.0090.010.013由上表數(shù)據(jù)即可作出液泛線5。根據(jù)以上各線方程，可作出該塔的負荷性能圖，如下圖所示。圖2 提餾段塔板負荷性能圖在負荷性能圖上，作出操作點A，連接OA，即作出操作線。由圖可看出，該篩板的操作上限為液相負荷上限控制，下限為漏液控制。由圖查得，故操作彈性為所計算的脫輕組分塔精餾段操作彈性為3.924，提餾段的操作彈性為3.1062，符合設計的要求。而換熱器與泵的設計也能完成生產(chǎn)任務。脫輕塔的工藝設計計算結果匯總表項 目符號單位計 算 數(shù) 據(jù)精餾段提餾段各段平均壓強PmkPa600620各段平均溫度tm40.2547.62平均流量氣 相Vskmol/h178.2842192.5793液 相Lskmol/h176.7453324.0272實際塔板數(shù)N塊 1815板間距HTm0.50.5塔徑Dm11空塔氣速um/s0.25740.2766塔板液流形式單流型單流型溢流裝置溢流管形式弓形弓形堰長lWm0.70.7堰高hWm0.25220.042溢流堰寬度Wdm0.150.0678管底與受液盤距離hCm0.027290.26板上清液層高度hLm0.060.06孔徑d0mm3.03.0孔間距tmm1515孔數(shù)n個25402540開孔面積A0m20.049500.04950篩孔氣速u0m/s4.0554.357塔板壓降hPm0.0015190.0658液體在降液管停留時間s9.3264.335降液管內(nèi)清液層高度Hdm0.13740.1448液沫夾帶evkg液/kg氣0.10.15 結論經(jīng)過對吉化104有機合成廠丁二烯車間的學習，我了解到丁二烯的生產(chǎn)流程，掌握了丁二烯裝置生產(chǎn)工藝原理。通過對脫輕組分精餾塔，脫重組分精餾塔的物料衡算，換熱器的熱量衡算，并對一些脫輕組分塔進行了設備計算，確定了該塔結構的基礎數(shù)據(jù)，最后還進行了經(jīng)濟核算，通過經(jīng)濟核算結果，得出該項目的經(jīng)濟效率不錯，能實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。參考文獻1 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