年產(chǎn)500萬噸煉油廠成品車間設(shè)計(jì)論文

1、化工與材料工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)小論文年產(chǎn)500萬噸煉油廠成品車間設(shè)計(jì)an annual output of 5 million tons of oil refinery finished product design workshop學(xué)生學(xué)號08160230 學(xué)生姓名 梁婉 專業(yè)班級 油氣0802 指導(dǎo)教師陳杰副教授 聯(lián)合指導(dǎo)教師 完成日期2012.6吉林化工學(xué)院jilin institute of chemical technology年產(chǎn)500萬噸煉油廠成品車間設(shè)計(jì)梁婉,陳杰*（化工與材料工程學(xué)院，油氣0802班）摘要：煉油廠成品車間設(shè)計(jì)主要是在松源煉油廠實(shí)習(xí)期間根據(jù)其實(shí)際情況所做出的。石油能

2、源是不可再生資源，是國民經(jīng)濟(jì)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(fèi)國，環(huán)境保護(hù)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(yán)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(dān)負(fù)著接收、貯藏、輸轉(zhuǎn)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(jìn)行加溫、脫水、計(jì)量等管理工作。關(guān)鍵詞：丁二烯；萃取精餾；工藝設(shè)計(jì)0 引 言丁二烯是一種重要的石油化工基礎(chǔ)有機(jī)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

3、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(jī)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(diǎn)相近，故不能采用普通精餾方法分離出丁二烯，而本設(shè)計(jì)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(jìn)行，脫除c4組分中的輕組分在脫輕組分塔中進(jìn)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(jìn)料壓力(

4、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(jìn)料溫度（）4441由安托因公式計(jì)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(jì)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00.248705.1

5、2040.13600.4660.01910.11940.76.830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(jì)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.

6、00310.00030.00340.99200.00090.000201.0002根據(jù)對脫重組分塔，脫輕組分塔進(jìn)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(shí)際板數(shù)進(jìn)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(shè)備設(shè)計(jì)脫輕組分塔的工藝條件及

7、有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算操作壓力與溫度塔頂壓力：590kpa 塔頂溫度：39.5進(jìn)料壓力：610kpa 進(jìn)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(fù)荷結(jié)果列于下表：表4-1 兩塔的氣液負(fù)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.

8、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(fù)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(gè)ls值，依上式計(jì)算出vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表。表5-10 lsvs關(guān)系表ls0.00060.0030.0060.0090.010.013vs0.1237944890.132830.1

9、404060.1464590.1482680.153253152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(guān)系如下：由代入數(shù)據(jù)整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)ls值，依上式計(jì)算出vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表。表5-11 lsvs關(guān)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(fù)荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。由化工原理課程設(shè)計(jì)式5-7得取，則據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3

10、。4.1.1.4 液相負(fù)荷上限線以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由化工原理課程設(shè)計(jì)式5-9得故據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)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(guān)系代入上式，并整理得式中將有關(guān)數(shù)據(jù)代入，得故在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)ls值，依上式計(jì)算出vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表。表5-12 lsvs關(guān)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(fù)荷性能圖，如下頁圖所示。在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)

11、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(fù)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(gè)ls值，依上式計(jì)算出vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表：表5-13 lsvs關(guān)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(guān)系如下：由代入數(shù)據(jù)整理得：在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)ls值，依上式計(jì)算出vs值，計(jì)算結(jié)果

12、列于下表。表5-14 lsvs關(guān)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(fù)荷下限線對于平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。由化工原理課程設(shè)計(jì)式5-7得取，則據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下限線3。4.1.2.4 液相負(fù)荷上限線以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由化工原理課程設(shè)計(jì)式5-9得故據(jù)此可作出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)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(guān)系代入上式，并整理得

13、式中將有關(guān)數(shù)據(jù)代入，得故在操作范圍內(nèi)，任取幾個(gè)ls值，依上式計(jì)算出vs值，計(jì)算結(jié)果列于下表。表5-15 lsvs關(guān)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(fù)荷性能圖，如下圖所示。圖2 提餾段塔板負(fù)荷性能圖在負(fù)荷性能圖上，作出操作點(diǎn)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(fù)荷上限控制，下限為漏液控制。由圖查得，故操作彈性為所計(jì)算的脫輕組分塔精餾段操作彈性為3.924，提餾段的操作彈

14、性為3.1062，符合設(shè)計(jì)的要求。而換熱器與泵的設(shè)計(jì)也能完成生產(chǎn)任務(wù)。脫輕塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表項(xiàng) 目符號單位計(jì) 算 數(shù) 據(jù)精餾段提餾段各段平均壓強(qiáng)pmkpa600620各段平均溫度tm40.2547.62平均流量氣 相vskmol/h178.2842192.5793液 相l(xiāng)skmol/h176.7453324.0272實(shí)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h(yuǎn)wm0.25220.042溢流堰寬度wdm0.150.0678管底與受液盤距離hcm0.0272

15、90.26板上清液層高度hlm0.060.06孔徑d0mm3.03.0孔間距tmm1515孔數(shù)n個(gè)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(shí)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(jié)論經(jīng)過對吉化104有機(jī)合成廠丁二烯車間的學(xué)習(xí)，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(jìn)行了設(shè)備計(jì)算，確定了該塔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，

16、最后還進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)核算，通過經(jīng)濟(jì)核算結(jié)果，得出該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效率不錯(cuò)，能實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。參考文獻(xiàn)1 陳敏恒，從德滋，方圖南，齊鳴齋編.化工原理（上）m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2 陳敏恒，從德滋，方圖南，齊鳴齋編.化工原理（下）m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.3 賈紹義，柴誠敬.化工原理課程設(shè)計(jì)m.天津:天津大學(xué)出版社，2002.4 王國勝.化工原理課程設(shè)計(jì)m.大連:大連理工大學(xué)出版社，2005.5 劉光啟，馬連湘，邢志有.化工物性算圖手冊m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，20026 bruce e.poling,john m.prausnitz,john p.oconnell.氣液物性估算手

17、冊m.北京：化學(xué)工業(yè) 出版社，20067 王松漢.石油化工設(shè)計(jì)手冊m. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.annual production capacity of 55,000 tons of butadiene plant process design liang-shuiping, xu-hongjun*(class-0503, major of automation, college of information &control engineering)abstract: butadiene is an important organic raw materials based on

18、petrochemicals and synthetic rubber monomer， olefin petrochemical raw materials in the position second only to ethylene and propylenemainly used in synthetic butadiene rubber (br)，styrene-butadiene rubber(sbr)，acrylonitrile-butadiene rubber，styrenebutadienestyrene elastomer(sbs)，acrylonitrilebutadienestyrene(abs) resin rubber products，etccan also be used in the produ