年產(chǎn)55萬噸丁二烯設(shè)計

1、第一篇 設(shè)計說明書第 1 章 緒論1.1 工業(yè)生產(chǎn)狀況目前國內(nèi)工廠生產(chǎn)丁二烯的方法主要有三種。乙腈法、二甲基甲酰胺法和NMP法。吉林化學(xué)工業(yè)公司有機合成廠丁二烯車間是采用乙腈法生產(chǎn)丁二烯的，其生產(chǎn)能力為14萬噸/年，產(chǎn)品質(zhì)量均已達國家一級品標(biāo)準(zhǔn)。1.2 丁二烯的用途丁二烯是一種重要的石油化工基礎(chǔ)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

2、、汽油添加劑等，用途十分廣泛。1.3 本設(shè)計的指導(dǎo)思想本設(shè)計以吉化公司有機合成廠丁二烯車間為基礎(chǔ)，以理論為依據(jù)。對本裝置精餾工段，其不合理的地方進行改造，在經(jīng)濟合理，生產(chǎn)可靠的基礎(chǔ)上，力求技術(shù)進步，從而確保有效地利用國家資金資源。第 2 章 吉林市自然條件和原料狀況2.1 吉林市自然條件。2.2 原料狀況制取丁二烯，先后經(jīng)歷了酒精接觸分解、丁烯氧化脫氫和蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)碳四抽提分離等三個發(fā)展時期。酒精法由于工藝落后，80 年代初即已淘汰；丁烯氧化脫氫法也由于受原料制約，多數(shù)已改產(chǎn)。目前世界上制取丁二烯主要有兩種途徑，一種是從煉油廠C4 餾分脫氫得到，該方法目前只在一些丁烷、丁烯資源豐富的少數(shù)

3、幾個國家采用；另外一種是從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合C4 餾分中抽提得到，該方法價格低廉，經(jīng)濟上占優(yōu)勢，是目前世界上丁二烯的主要來源。2.3 原料、輔助物料、成品的主要技術(shù)特性2.3.1 原料規(guī)格表2-1 原料規(guī)格序號組分精餾進料組分%（mol）1丙炔2反-2-丁烯31-丁烯4順-2-丁烯51，3-丁二烯61，2-丁二烯0.337丁炔8乙烯基乙炔9正戊烷合計100進料溫度脫重塔：T=44 脫輕塔：T=41表2-2 脫重塔與脫輕塔塔壓脫重塔脫輕塔塔頂壓力（kPa）400590塔釜壓力(kPa)480630進料壓力(kPa)4806102.3.2 丁二烯的性質(zhì)（1）性質(zhì)分子量：54.1；液體比重：0.

4、6247g/cm3；閃點：-60；自燃點：450；氣體密度：2.48；比熱：0.434kcal/kg；爆炸范圍（空氣中體積百分比）：2.0-11.5；折光率：1.4293；（2）危害性丁二烯在常溫下與空氣接觸時，能生成有劇烈爆炸危險的過氧化物，按標(biāo)準(zhǔn)分類為第2.1級，屬有毒、易燃易爆液化氣體。2.4 產(chǎn)品質(zhì)量2.4.1 產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法：表2-3 產(chǎn)品主要控制指標(biāo)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、分析方法序號控制項目單位指標(biāo)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)分析方法1外觀無色透明、無雜質(zhì)工廠標(biāo)準(zhǔn)JISK-153421,3-丁二烯%工廠標(biāo)準(zhǔn)C-11123總?cè)矡Nppm150工廠標(biāo)準(zhǔn)C-11174單項炔烴ppm120工廠標(biāo)

5、準(zhǔn)C-1118T5TBCppm25-100工廠標(biāo)準(zhǔn)JISTT-15346乙腈ppm10工廠標(biāo)準(zhǔn)C-11242.4.2 副產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法：表2-4 副產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法序號名稱規(guī)格每噸產(chǎn)品產(chǎn)量t/t執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)分析方法1抽余碳四丁二烯0.5%工廠標(biāo)準(zhǔn)色譜2液體燃料丁二烯18%工廠標(biāo)準(zhǔn)色譜萃取精餾：碳4原料由碳4原料泵抽出，然后進入丁二烯萃取精餾塔T-0101A。萃取劑乙腈加入T-0101A，丁烷、丁烯餾分自T-0101A塔頂餾出。T-0101A塔釜液由塔釜泵抽出，送至丁二烯萃取精餾塔T-0101B塔。T-0101B塔頂氣相物料返回T-0101A塔釜。溶劑

6、解吸塔T-0102a設(shè)有以蒸汽為熱源的重沸器給塔供熱，以保證釜溫， T-0102a塔側(cè)線抽出的物料，送至炔烴側(cè)線塔T-0103塔底。T-0102a塔底為解吸干凈的乙腈，由溶劑解吸塔釜液泵抽出，再作為萃取溶劑進入T-0101A/B和T-0102A/B塔中。炔烴萃取精餾塔T-0103塔底接受來自溶劑解吸塔T-0102A頂?shù)臍庀辔锪?，其塔釜液抽出，作為溶劑解吸塔T-0102a回流液進入該塔塔頂，在T-0103塔加入溶劑乙腈，塔頂氣相丁二烯餾分，C4的炔烴換熱后一部分回流到T-0103，另一部分焚燒掉。精餾過程：由T-0102B塔頂來的氣相粗丁二烯進入脫重組分塔T-0201a的塔釜，經(jīng)脫重組分塔回流泵

7、抽出，一部分作為T-0201A回流進入該塔，另一部分采出去丁二烯水洗塔T-0301。塔釜液經(jīng)脫重組分塔釜液泵抽出，一部分作為T-0103塔的回流進入T-0102b塔頂，其余部分進入T-0201b塔。脫重組分塔設(shè)有循環(huán)溶劑為熱源的中間再沸器E-0202，塔釜設(shè)有以熱水為熱源的再沸器，以保證釜溫，T-0201b塔頂氣相全部進入T-0201a塔的塔釜，而塔釜重組分抽出，經(jīng)殘夜冷卻器用循環(huán)水冷卻后，送往二聚物水洗塔T-0303。從T-0301塔頂來的以除去夾帶乙腈的粗丁二烯直接進入脫輕組分塔T-0202，粗丁二烯中的丙炔的C3輕組份在T-0202中被全部脫除。塔頂餾出物經(jīng)脫輕組分塔冷凝器用循環(huán)水冷凝后

8、，進入脫輕組分塔回流罐V-0202，再由脫輕組分塔回流泵抽出，作為回流返回T-0202塔，V-0202的氣相部分排入火炬系統(tǒng)。塔釜產(chǎn)品丁二烯由E0203冷凝后進入V-0203再由P-0204a/b送到201罐。表2-5 三廢處理一覽表序號排放物質(zhì)名稱允許排放范圍排放物質(zhì)的危害性排放量(噸)每小時 每天處理方法備注1含乙腈污水ACN75ppm易使COD超標(biāo)4-872-192排化污管網(wǎng)連續(xù)排放2泵用冷卻水及設(shè)備清洗水水、油PH、COD448排化污管網(wǎng)連續(xù)排放3脫輕塔尾氣碳三、丁二烯易燃易爆排放火炬不定期排放4溶劑回收塔尾氣碳四重組分易燃易爆不確定排放火炬不定期排放甲級防火，Q2級防暴。表2-6 車

9、間定員一覽表人員名稱班數(shù)每班人數(shù)總數(shù)生產(chǎn)工人428巡回工人414班長414值班長414分析工428電工224鉗工236儀表工2612共計502.8原料，產(chǎn)品，副產(chǎn)品規(guī)格 表2-1 原料規(guī)格序號組分精餾進料組分%（mol）1丙炔2反-2-丁烯31-丁烯4順-2-丁烯51，3-丁二烯61，2-丁二烯7丁炔8乙烯基乙炔9正戊烷合計100表2-2 產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法序號控制項目單位指標(biāo)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)分析方法1外觀無色透明、無雜質(zhì)工廠標(biāo)準(zhǔn)JISK-153421,3-丁二烯%工廠標(biāo)準(zhǔn)C-11123總?cè)矡Nppm150工廠標(biāo)準(zhǔn)C-11174單項炔烴ppm120工廠標(biāo)準(zhǔn)C-1118T5TBCpp

10、m25-100工廠標(biāo)準(zhǔn)JISTT-15346乙腈ppm10工廠標(biāo)準(zhǔn)C-1124表2-3副產(chǎn)品主要質(zhì)量指標(biāo)及執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、分析方法：序號名稱規(guī)格每噸產(chǎn)品產(chǎn)量t/t執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)分析方法1抽余碳四丁二烯0.5%工廠標(biāo)準(zhǔn)色譜2液體燃料丁二烯18%工廠標(biāo)準(zhǔn)色譜 表2-4 分析項目一覽表序號分析項目取樣地點控制指標(biāo)分析次數(shù)1T-201A塔頂P-203a/b出口C4120ppmC499%順C40.35%2次/班4次/班2T-201塔釜P-201a/b出口1,3-C487%順C415%2次/班3T-201B塔釜P-205a/b出口1,3-C45%4次/班4T-201A塔釜NaNO2溶液P-202a/b出口ACN5

11、00ppmNaNO2 12%1次/日5T-201B塔釜NaNO2溶液P-204a/b出口ACN1000ppmNaNO2 12%1次/日6T-202塔頂FRC-224閥組C3 3555%4次/班7T-202塔釜FRC-220-02閥組C310ppm4次/班8V-207倒 淋NaNO2 12%1次/罐9V-209罐內(nèi)TBC 2030%1次/罐10V-203a/b罐上成品標(biāo)準(zhǔn)1次/罐11V-201分層水LICA-213-02閥組ACN1%1次/周12V-204罐P-210a/b出口1，3-C485%ST0.8%二聚物0.3%1次/班13V-205罐P-211a/b出口ST0.1%4次/班14V-20

12、3釜LIC-203閥組1，3-C447%4次/班表2-5 測量及控制儀表一覽表 項目位號工藝參數(shù)儀表編號正常值調(diào)節(jié)閥形式調(diào)節(jié)閥作用備注T-201A塔頂壓力塔頂溫度塔釜溫度R-201入口溫度塔釜液面塔釜界面R-201液面R-201界面回流液再生溶劑量塔頂采取量PRCA-213TR-401-06TI-402-20TI-402-21LICA-212-01LICA-212-02LICA-213-02LIC-213-02FRC-213FRC-214FRC-215300kPa4070%4070%5070%氣關(guān)閥氣開閥氣開閥氣開閥氣關(guān)閥氣開閥氣開閥反作用正作用正作用正作用正作用正作用反作用反作用T-201B

13、塔頂溫度塔釜溫度20板溫度H-202乙腈出口溫度H-109乙腈出口溫度H-202物料進口溫度H-202物料出口溫度H-203物料進口溫度H-203物料出口溫度H-203熱水出口溫度H-204物料出口溫度塔釜液面塔釜界面第10板進料量塔釜采出量H-203熱水量TI-402-22TR-401-07TRCA-210TIC-214-01TRC-214-02TI-402-23TI-402-024TI-402-25TI-402-26TI-402-27TI-402-28LICA-210-01LICA-210-02FR-210-01FRC-210-02FRC-210-034070%4070%氣關(guān)閥氣關(guān)閥氣開閥

14、氣開閥氣關(guān)閥正作用反作用反作用正作用正作用反作用正作用與FRC-210-02串級與FRC-201-03串級T-202塔頂壓力塔頂溫度塔釜溫度進料溫度第36板溫度第24板溫度H-207物料出口溫度H-207熱水出口溫度H-206物料出口溫度H-206乙腈進口溫度H-206乙腈出口溫度V-202入口溫度H-208出口溫度塔釜液面V-202液面V-202界面V-203a/b液面H-207熱水量塔釜采去量回流量V-202氣相排放量丁二烯成品累積量PRCA-223TRCA-223TR-401-08TI-402-29TI-402-30TI-402-31TI-402-32TI-402-33TI-402-34

15、TI-402-35TI-402-36TI-402-37TI-402-38LICA-200LICA-223-01LIC-223-02LIA-224-0102FRC-220-01FRC-220-02FRC-223FRC-224FQ-414487 kPa氣關(guān)閥氣開閥氣關(guān)閥氣開閥氣關(guān)閥氣關(guān)閥反作用反作用正作用正作用正作用正作用反作用正作用反作用與FRC-220-03串級T-203塔頂壓力塔釜壓力V-204壓力塔頂溫度塔釜溫度進料溫度第31板溫度第11板溫度H-211a/b物料出口溫度塔釜液面V-204液面V-205液面V-206液面進料量回流量塔頂采出量H-211a/b熱水量PRC-223PI-230

16、PIC-234TR-401-09TR-401-10TR-402-46TI-402-47TI-402-48TI-402-49/50LI-230LIA-231LIC-233LIA-234FRC-231FRC-233FRC-235FRC-230343kPa524070%氣關(guān)閥氣開閥氣開閥氣開閥氣關(guān)閥氣開閥氣關(guān)閥反作用反作用正作用正作用反作用正作用反作用正作用就地調(diào)節(jié)與FRC-235串級第二篇 計算部分第三章 物料衡算3.1 設(shè)計計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計（論文）主要條件及技術(shù)參數(shù)1、產(chǎn)量：9萬噸丁二烯/年2、生產(chǎn)方法：精餾3、生產(chǎn)天數(shù)：300天/年（7200小時）4、原料規(guī)格：表 3-1 原料規(guī)格序號組分分子

17、量精餾進料組成%（mol）1丙炔402反-2-丁烯5631-丁烯564順-2-丁烯5651，3-丁二烯5461，2-丁二烯547丁炔548乙烯基乙炔529正戊烷72合計1005、各塔產(chǎn)品回收率T0201(脫重組分塔)：塔頂產(chǎn)品中1，3-丁二烯收率：99.9%，塔釜產(chǎn)品中順-2-丁烯收率：91.8%；T0202(脫輕組分塔)：塔頂產(chǎn)品中丙炔收率：99.9%，塔釜產(chǎn)品中1，3-丁二烯收率：99.5%。6、操作壓力：表 3-2 操作壓力項目T0201T0202塔頂（kPa）400 kpa590 kpa塔底（kPa）480 kpa630 kpa進料（kPa）480 kpa610 kpa設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

18、3-3 各組分的相對分子質(zhì)量序號123456789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正戊烷相對分子質(zhì)量（kg/kmol）405656565454545272郭天民等.多元汽-液平衡和精餾M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983，593-631表 3-4 各組分的物性數(shù)據(jù)序號123456789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正戊烷cp（30）cp（40）cp（50）cp（60）rc（30）448250094732519948915517633355316246rc（40）4296484445755039

19、47375357620653916103rc（50）409746694409486945735187607252425954rc（60）388144834232468943995088593050855798（30）（40）（50）（60）009（30）（40）（50）（60）（30）7（40）（50）（60）注：1克分子=1mol,1kcal/(kmol)=4.1868kJ/(kmol)。盧煥章等.石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1982，307-323本設(shè)計的物系中：丁炔制取二丁炔。表 3-6 各組分序號序號123456789組分丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁

20、二烯1，2-丁二烯丁炔乙烯基乙炔正戊烷代表脫重組分塔，代表脫輕組分塔。由 表 3-1和表 3-3 得：原料的平均摩爾質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計條件 得：3.2.2計算脫重組分塔塔頂、塔釜溫度及組成對于脫重組分塔（）：請關(guān)鍵組成1，3-丁二烯（LK），重關(guān)鍵組成順-2-丁烯（HK）計算若表示輕關(guān)鍵組成在溜出夜中的回收率。 表示重關(guān)鍵組成在溜出夜中的回收率。 用EXCEL試差法求塔頂塔釜的溫度及組成有安托因公式求各溫度下pi0 , lnpi0=A-B/(T+C) , ij= pi0/ pj0求得塔頂溫度3700c。 脫重塔塔頂塔底溫度計算安托因12345AB9C240240237logpopo（mmHg）po

21、（KP）K31Ka1kbFxF進料量lgD/WD/W2.80876E+13WD4D總W總F總XDXW泡點露點6789T/攝氏度379579497250500表 3-8 各溫度下的pi0和lh的值序號123458組成丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯乙烯基乙炔370c下pi0370c下lh10c下pi00280c下lh1440c下pi0440c下lh1lh1由芬斯克公式的 、 解得 由EXCEL計算 所以 根據(jù)質(zhì)量守恒定律：進入=排除精餾塔的進出物料基本相等，符合質(zhì)量守恒定律塔頂組成ii 塔釜組成xii(2) 校核所設(shè)的塔頂塔釜溫度是否正確（a） 如果所設(shè)的塔頂溫度為露點溫度 則

22、在誤差允許范圍內(nèi)，因此所設(shè)的塔頂溫度正確T=370c（b）如果所設(shè)塔釜溫度為泡點溫度 , 則 在誤差允許范圍內(nèi)所設(shè)的塔釜溫度正確 T0 c 。3.2.3 計算脫輕組分塔塔頂塔釜溫度及組成表 3-11 脫輕組分塔的進料組成和流率 如下表序號123456789進料流率00設(shè)此塔輕關(guān)鍵組分為 丙炔 ，重關(guān)鍵組分為1，3-丁二烯由進料流率和輕重關(guān)鍵組分的收率得 用試差法EXCEL求塔頂塔釜組成，流率及溫度用安托因公式求各溫度下pi0 lnpi0=A-B/(T+C) , ij= pi0/ pj000c。脫輕塔塔頂塔底溫度計算安托因12345ABC240240237logpopo（mmHg）po（PA）塔

23、底K塔頂K0.563609a1kbFxF進料量lgD/W3D/W1000WDD總96837W總F總XDXW泡點露點6789T/攝氏度9570000000000000080000表 3-12 各溫度下的pi0和lh的值序號123458組成丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯乙烯基乙炔0下pi0lh10c下pi03856344910c下lh1410c下pi0410c下lh1lh141 由芬斯克公式解得 由EXCEL計算 表 3-13 脫重塔流出無聊的摩爾流量 kmol/h塔頂組成iiD 塔釜組成xiiW(2) 校核所設(shè)的塔頂塔釜溫度是否正確（a） 如果所設(shè)的塔頂溫度為露點溫度 則0c

24、（b）如果所設(shè)塔釜溫度為泡點溫度 則 在誤差允許范圍內(nèi)所設(shè)的塔釜溫度正確 T0 c 。3.2.4.1 計算最小回流比 a 脫重組分塔 因為脫重組分塔為氣相進料，所以不涉及到泡點溫度。 b 脫輕組分塔 經(jīng)試差EXCEL，設(shè)其泡點溫度為T0 c表 3-15 由安托因公式計算該溫度下各組分的泡點蒸汽壓序號123458組成丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯乙烯基乙炔進料組成6.5096*10-33.0701*10-30.3150*10-33.401*10-3*10-5pi0該塔進料壓力為610kpa 0 cR、最小回流比Rm、理論板數(shù)N理、Nmin 脫重組分塔Rm Nmin 因為 氣相

25、（露點）進料， 所以q=0用思特伍德法求回流比由（2）試得經(jīng)EXCEL試差法得=1.0118 時， 即 =1.0118 成立由 （1）試 求Rm Rm+1=4.3104 即Rm用芬斯克公式 求Nm 求R 由QLUJI 公式R=1.5236*Rm求N理由Gilliland 回歸公式得 N理求精餾段nm ，n理用芬斯克公式 （b）脫輕塔表 3-16 石油化工手冊查各溫度下的 Cp , rc 前面資料中有詳細物性數(shù)據(jù)序號123456789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正戊烷cp（40）cp（50）rc（40）42964844457550394737

26、5357620653916103rc（50）409746694409486945735187607252425954經(jīng)計算得表 3-17 脫輕塔進料流率與組成序號123458平均組分丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯乙烯基乙炔cp（46.86）rc（52.72）進料流率進料組成*10-3*10-3*10-3*10-3*10-5（一） 用思伍德法求回流比 由（2）試 經(jīng)試差法XCEL得 由（1）試 求Rm Rm=88.448=88 （二）用芬斯克公式 求Nm （三） 求R由QLUJI 公式R=1.3149*Rm（四） 求N理由Gilliland 回歸公式得X=(R- N理（五）求

27、精餾段nm ，n理用芬斯克公式 第四章 熱量橫算 脫重塔塔頂是冷凝器，塔釜溫度如前所求。 脫輕塔塔頂是分凝器，相當(dāng)于一塊理論版，因此塔頂溫度有分凝器推算： 求脫輕塔塔頂溫度：根據(jù)公式0c下各組分的xi表 3-18 脫輕塔各組分的xi值序號123458組成丙炔反-2-丁烯1-丁烯順-2-丁烯1，3-丁二烯乙烯基乙炔yi000 pi077xi0所以 精餾段操作線方程為：， 設(shè)塔頂溫度為44，在該溫度下各組分的如下：， 在誤差允許范圍內(nèi)，4.1.2實際板數(shù)、實際進料板位置、板效率根據(jù)，知 查表對得 脫重組分塔板效率 脫輕組分塔板效率 操作條件如下表表 3-19 脫重與脫輕塔操作條件塔頂溫度塔釜溫度理

28、論板數(shù)實際板數(shù)進料位置脫重組分塔378825脫輕組分塔45234.2 熱量計算取0為基準(zhǔn)溫度，Cp去該處溫度和基準(zhǔn)溫度的平均值，c取該處溫度下的值，由石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊查得如下數(shù)據(jù)表 3-20 查表各組分不同溫度下的Cp、c22丙炔反-2-丁烯1-丁烯14順-2-丁烯1，3-丁二烯1，2-丁二烯丁炔乙烯基乙炔25.7493正戊烷表 3-21 指定溫度下的的c值4441丙炔4351反-2-丁烯47741-丁烯順-2-丁烯49715047479250221，3-丁二烯1，2-丁二烯52895365丁炔乙烯基乙炔543250375398正戊烷604計算各溫度下Cp，c的平均值，結(jié)果如下表：表 3-

29、21 各溫度下Cp、c的平均值224441圖 3-1 熱量橫算示意圖， 又， 再沸器循環(huán)水由95降到61需熱水量塔頂冷凝器冷卻水由20升到30，需冷水量圖 3-2 熱量橫算示意圖， 再沸器循環(huán)水由95降到61需熱水量1塔頂冷凝器冷卻水由20升到30，需冷水量第五章 設(shè)備計算5.1.1 脫重組分塔精餾段：提餾段： 5.1.2 脫輕組分塔精餾段： 提餾段： 由石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊得到下列各平均溫度下的密度（）： 表 3-22 各溫度下的密度序號組分1丙炔2反-2-丁烯31-丁烯4順-2-丁烯51，3-丁二烯61，2-丁二烯7丁炔8乙烯基乙炔9正戊烷各溫度下的m值如下表：表 3-23 指定溫度下的密

30、度表 3-23 各組分的M如下表序號123456789M求氣體的體積:脫重組分塔：脫輕組分塔：1，3丁二烯含量很高，可近似用它的體積代替，由石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊查得1，3丁二烯的a.在脫輕脫重組分塔的塔頂塔釜溫度下的Z及V，如表：表 3-24 塔頂塔釜的體積值如下脫重組分塔脫輕組分塔塔頂塔釜塔頂塔釜PrTr8表 3-25 所求的兩塔的氣液負荷如下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體積Kmol/hm3/hm3/s下降液體密度kg/m3Kmol/hKg/hm3/hm3/s（a）初估塔徑脫重組分塔塔頂1，3丁二烯已超過98%，用物化數(shù)據(jù)代替原始數(shù)據(jù)精餾段（1）氣液負荷指在下的值。

31、 （2）氣液相重度： （3）液體表面張力 （4）液體粘度和氣體黏度（5）塔板數(shù)（6）操作溫度及壓強提餾段：（1）氣液負荷（2）氣液相重度： （3）液體表面張力 （4）液體粘度和氣體黏度（5）塔板數(shù)（6）操作溫度及壓強精餾段（1）計算允許空塔氣速： 取板間距 則動態(tài)參數(shù)負荷系數(shù)的表面張力校正查得適宜氣速（2）由式 按標(biāo)準(zhǔn)圓整取可見空塔氣速提餾段：（1）計算允許空塔氣速： ， 取板間距， 則動態(tài)參數(shù)由化工原理下冊查得負荷系數(shù)C表面張力校正查得適宜氣速（2）由式 按標(biāo)準(zhǔn)圓整取可見空塔氣速（b）溢流程度選擇精餾段：，提餾段：由化工原理課程設(shè)計選單流型塔板弓形堰（c）溢流裝置 求堰長由表取 校正液體在降

32、液管中停留時間：精餾段：（可以） 提餾段：（可以） 堰高 精餾段： 由化工原理下冊查得，取提餾段：， 由化工原理下冊查得，取 降液管的下端的下端和下層板的間距 精餾段：有式 ?。篽0 =98mm（L塔內(nèi)液體流量 m3/s , u00.25）提餾段： h0 =97mm（c）浮閥數(shù)目計算浮閥的選型及數(shù)目的計算，排列，開孔率(去標(biāo)準(zhǔn)F1浮閥)浮閥型式：根據(jù)文獻（5），本設(shè)計選用型重閥，閥片厚度 =2mm,閥質(zhì)量為33g,H=11.5mm,L=15.5mm,39mm,浮閥最大開度8.5mm,最小開度2.5mm。閥孔氣速：根據(jù)閥孔動能因數(shù)， F0在9-12之間 取F0=11浮閥數(shù)的確定：根據(jù) 其中。查設(shè)

33、計參考資料（1），取同一排孔心距t=75mm,按正三角形順排排列，排得伐數(shù)N=498個，按N=485個重新核算孔速及伐孔動能因子， 伐孔動能因子變化不大，仍在9-12范圍內(nèi)，故設(shè)計合理。塔板開孔率：，在4%-15%范圍內(nèi)，設(shè)計滿足要求。查設(shè)計參考資料，取同一排孔心距t=75mm,按正三角形順排排列，排得伐數(shù)N=474個，按N=484個重新核算孔速及伐孔動能因子， 伐孔動能因子變化不大，仍在9-12范圍內(nèi)，故設(shè)計合理。塔板開孔率：，在4%-15%范圍內(nèi)，設(shè)計滿足要求。（d）塔板計算 塔般的分塊根據(jù)文獻，因，故塔板采用分塊式，以便通過人孔裝拆塔板。邊緣區(qū)寬度確定開孔區(qū)面積計算其中： 故 （e）阻力

34、計算 精餾段干板阻力計算干板阻力，氣流穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葰怏w通過每層塔板的液柱高度氣體通過每層塔板的壓降為 提餾段干板阻力計算干板阻力，氣流穿過板上液層壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葰怏w通過每層塔板的液柱高度氣體通過每層塔板的壓降為（f）淹塔校核a 精餾段為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清夜高度液柱通過降液管的壓頭損失 板上清夜高度 則已選定，所以可見，故不會淹塔。b 提餾段為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清夜高度液柱通過降液管的壓頭損失 板上清夜高度 則已選定，所以可見，故不會淹塔。（i）霧沫夾帶校核a 精餾段由設(shè)計參考資料（2）查泛點負荷因數(shù)圖及物性系數(shù)K，得 取較大b 提

35、餾段由設(shè)計參考資料（2）查泛點負荷因數(shù)圖及物性系數(shù)K，得 （h）塔板負荷性能圖a 精餾段物沫夾帶線 按泛點率80%計算，即整理得，由上式知，物沫夾帶線為一直線，在操作范圍內(nèi)任取兩個值，可求得值。計算如下表：由此作得物沫夾帶線。液泛線令 由 故 液相負荷上限線取作為液體在降液管中的停留時間的下限，液相負荷上限線在VSLS坐標(biāo)圖上為與氣體流量VS無關(guān)的垂直線，如圖氣液負荷性能圖。漏液線對于F1型重閥，依液相負荷下限取堰上液層高度作為液相負荷下限條件，作出液相負荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。圖 3-3 脫重塔精餾段塔板負荷性能圖在負荷性能圖上，作出操作點，與原點連接，即為操作線。由圖可知，

36、該賽辦的操作上線為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得 故彈性操作為 b 提餾段 霧沫夾帶線 按泛點率80%計算，即整理得，由上式知，物沫夾帶線為一直線，在操作范圍內(nèi)任取兩個值，可求得值。計算如下表：由此作得物沫夾帶線。 液泛線令 故 液相負荷上限線取作為液體在降液管中的停留時間的下限，液相負荷上限線在VSLS坐標(biāo)圖上為與氣體流量VS無關(guān)的垂直線，如圖氣液負荷性能圖。 漏液線對于F1型重閥，依 液相負荷下限取堰上液層高度作為液相負荷下限條件，作出液相負荷下限線，該線為與氣相流量無關(guān)的豎直線。圖 3-4 脫重塔提餾段塔板負荷性能圖在負荷性能圖上，作出操作點，與原點連接，即為操作線。由圖可知，該賽辦的操作上線為液泛控制，下限為漏液控制。由圖查得 故彈性操作為 換熱器計算已知數(shù)據(jù)：水的物性數(shù)據(jù)如下; 此換熱器將液料由37下的氣體變?yōu)?7下的液體。查得37料液物性數(shù)據(jù)如下; 料液的質(zhì)量流量： 料液的比熱 ： 料液的導(dǎo)熱系數(shù) ： 料液的粘度 ： 料液的密度 ：由熱量衡算可知Q=2941747.509千卡/h=3418.963(kw)物料進口溫度37，出口溫度37 冷卻水進口溫度20，出口溫度30（a）計算傳熱