丙烯精制工段工藝畢業(yè)設(shè)計

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畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書

摘要本人所設(shè)計所依據(jù)的是以丙烯精制生產(chǎn)裝置為設(shè)計原型。我所設(shè)計的題目是年產(chǎn)105000噸氣體分餾裝置丙烯精制工段工藝，開工周期為8000小時/年，其中原料主要組成為C20，C3=，C30，iC40，等組分，按各組分的沸點和相對揮發(fā)度的不同使各組分分離。本設(shè)計采用多組分精餾，按揮發(fā)度遞減流程方案，兩塔流程設(shè)計即脫乙烷塔分離出C02，再由丙烯精餾塔塔底分出離出C03和C04及少量的水，塔頂?shù)玫奖?，其純度?9%以上。丙烯作為產(chǎn)品出裝置，為下流生產(chǎn)聚丙烯和異丙醇提供原料。塔底的丙烷作為商品或燒火油出裝置后作為商品出售或者做燒火油。設(shè)計時，依次進行了物料衡算、熱量衡算、塔結(jié)構(gòu)的相關(guān)工藝計算，及換熱設(shè)備的計算及附屬設(shè)備的選型，并根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)分別繪制了自控流程圖。設(shè)備選型方面主要按照現(xiàn)場實際，并兼顧工藝控制要求與經(jīng)濟合理性。隨著先進控制技術(shù)的興起，關(guān)鍵控制指標由定值控制向區(qū)間控制轉(zhuǎn)變，調(diào)節(jié)變量與控制變量的關(guān)系由單對單向多變量預估控制轉(zhuǎn)變。它是裝置控制技術(shù)發(fā)展的方向，正在逐步普及。為了為裝置以后上先進控制提供方便，我們在設(shè)計時，注意為塔頂溫度，塔底溫度，回流量等指標保留較大的操作彈性。關(guān)鍵詞：脫乙烷塔；丙烯精餾塔；物料衡算；熱量衡算；目錄氣分裝置發(fā)展概況 錯誤!未定義書簽。氣分裝置的原料來源、組成 錯誤!未定義書簽。丙烯精制產(chǎn)品的用途、價值 錯誤!未定義書簽。分離方案的確定 錯誤!未定義書簽。丙烯精制設(shè)備確定 錯誤!未定義書簽。丙烯精制工藝流程的敘述 錯誤!未定義書簽。第2章丙烯精制的物料衡算 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔物料衡算 錯誤!未定義書簽。原料組成及流量 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔的物料平衡 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔物料衡算 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔物料平衡 錯誤!未定義書簽。原料組成及流量 錯誤!未定義書簽。第3章丙烯精制裝置工藝條件的計算 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔工藝條件的確定 錯誤!未定義書簽。操作壓力的確定 錯誤!未定義書簽?；亓鳒囟鹊拇_定 錯誤!未定義書簽。塔頂溫度的計算 錯誤!未定義書簽。塔底溫度的計算 錯誤!未定義書簽。進料溫度的計算 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔操作條件匯總 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔工藝條件確定 錯誤!未定義書簽。操作壓力的確定 錯誤!未定義書簽?；亓鳒囟鹊拇_定 錯誤!未定義書簽。塔頂溫度的計算 錯誤!未定義書簽。塔底溫度計算 錯誤!未定義書簽。進料溫度的計算 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔操作條件匯總 錯誤!未定義書簽。第4章塔板數(shù)的確定 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔塔板數(shù)的計算 錯誤!未定義書簽。最小回流比的計算 錯誤!未定義書簽。最少理論塔板數(shù)的計算 錯誤!未定義書簽。理論塔板數(shù)和實際回流比的確定 錯誤!未定義書簽。實際塔板數(shù)的確定 錯誤!未定義書簽。進料位置的確定 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔塔板數(shù)計算結(jié)果匯總 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔塔板數(shù)的計算 錯誤!未定義書簽。最小回流比的計算最小回流比 錯誤!未定義書簽。最少理論塔板數(shù)的計算 錯誤!未定義書簽。理論塔板數(shù)和實際回流比的確定 錯誤!未定義書簽。實際塔板數(shù)的確定 錯誤!未定義書簽。進料位置的確定 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔塔板數(shù)計算結(jié)果匯總 錯誤!未定義書簽。第5章熱量衡算 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔熱量衡算 錯.誤!未定義書簽。冷凝器的熱量衡算 錯誤!未定義書簽。再沸器的熱量衡算 錯誤!未定義書簽。全塔熱量衡算 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔熱量衡算結(jié)果匯總 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔熱量衡算 錯誤!未定義書簽。全凝器的熱量衡算 錯誤!未定義書簽。再沸器的熱量衡算 錯誤!未定義書簽。全塔熱量衡算 錯誤!未定義書簽。脫乙烷塔熱量衡算結(jié)果匯總 錯誤!未定義書簽。第6章丙烯精制塔工藝尺寸的確定 錯誤!未定義書簽。塔徑的確定 錯誤!未定義書簽。計算塔內(nèi)氣、液相密度 錯誤!未定義書簽。計算氣、液相負荷 錯誤!未定義書簽。塔徑的估算 錯誤!未定義書簽。計算實際空塔氣速 錯誤!未定義書簽。浮閥塔結(jié)構(gòu)尺寸確定 錯誤!未定義書簽。塔板布置 錯誤!未定義書簽。溢流裝置設(shè)計計算 錯誤!未定義書簽。塔板流體力學驗算 錯誤!未定義書簽。塔板壓力降的計算 錯誤!未定義書簽。物沫夾帶校核 錯誤!未定義書簽。液泛校核 錯誤!未定義書簽。塔板負荷性能圖 錯誤!未定義書簽。塔高的確定 錯誤!未定義書簽。6-6塔板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計結(jié)果匯總 錯誤!未定義書簽。第7章設(shè)備附屬選型 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔附屬設(shè)備選型計算 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔全凝器的選擇 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔再沸器的選型 錯誤!未定義書簽。丙烷冷卻器的選擇 錯誤!未定義書簽。丙烯冷卻器的選擇 錯誤!未定義書簽。接力泵的選擇 錯誤!未定義書簽。丙烯精制塔回流泵的選擇 錯誤!未定義書簽。附屬設(shè)備選型及匯總表 錯誤!未定義書簽。

設(shè)計計算結(jié)果匯總謝詞 錯誤!錯誤!未定義書簽錯誤!未定義書簽錯誤!未定義書簽11第1章概述氣分裝置發(fā)展概況氣體分餾是指對液化石油氣的進一步分離。煉廠液化氣中的主要成分是C3、C4的烷烴和烯烴，即丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。這些烴的沸點很低，如丙烷的沸點是－42.07℃，丁烷為－0.5℃，異丁烯為－6.9℃，在常溫常壓下均為氣體，但在一定的壓力下（2.0MPa以上）可呈液態(tài)，利用其不同沸點進行精餾加以分離。由于彼此之間沸點差別不大，分餾精度要求很高，要用幾個多層塔板的精餾塔。塔板數(shù)越多塔體就越高，所以煉油廠的氣體分餾裝置都有數(shù)個高而細的塔。氣體分餾裝置要根據(jù)需要分離出哪幾種產(chǎn)品以及要求的純度來設(shè)定裝置的工藝流程。氣體分餾裝置中的精餾塔一般為三個或四個，少數(shù)為五個，實際中可根據(jù)生產(chǎn)需要確定精餾塔的個數(shù)。一般地，如要將氣體分離為n個單體烴或餾分，則需要精餾培的個數(shù)為n—1。氣分裝置包括氣體的壓縮和冷卻系統(tǒng)、穩(wěn)定系統(tǒng)、脫硫化氫和二氧化碳的堿精制系統(tǒng)和分離系統(tǒng)。精制的原料進入精餾塔，然后連續(xù)在精餾塔進行分離，分出丙烯、丙烷、輕C4餾分（主要是異丁烷、異丁烯、l-丁烯組分）、重C4餾分（主要為2-丁烯和正丁烷）及戊烷餾分。氣分裝置的原料來源、組成氣分裝置的原料主要來自重整車間、加氫裂化、催化裂化、焦化等車間分離出來的C廣C4組分。具體組成如下圖：C2C3=C30iC40iC4=C4-1=nC40反C4-2=順C=12C5H2s有機硫#4)泄漏線以F°=8作為規(guī)定氣體最小負荷的標準則:(yls)min=^^4==0-234" (4)5)液相負荷下限線以how=0.006m作為規(guī)定最小液體負荷的標準，則:取E=1.042.84/6s)[23Emin1000LLw」=0.006/O.OO6X1000'/三Lw{2.84XE} 3600/0.006X1000]

[2.84XJ根據(jù)附表1.2及式(3)(4)(5)可分別作出塔板負荷性能圖上的⑴⑵⑶⑷及⑸共五條線，見下圖：6.5塔高的確定由塔高公式H=H+H+H+(N-2-S)XH+SxH——塔高H——塔頂空間mH：——塔底空間mH——塔板間距mN——實際塔板數(shù)■HT——人孔直徑m(取0.8)以提留段為基準，得出如下計算式：H=1.5+1.5+2+(88-2-6)X0.45+6X0.8=45.8mA . .H=1.5+1.5+(60-2-6)X0.45+6X0-8=31.2m/以H=H+H=48.5+31.2=77mH——塔高6.6塔板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計結(jié)果匯總6-6塔板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計結(jié)果匯總項目數(shù)值說明備注塔徑D.m2.4板距HT,m0.45塔板型式單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速m/s0.135堰長Lw,m1.92外堰高hw,m0.03浮閥數(shù)N,個336閥孔動能因數(shù)Fo9.81臨界閥孔氣速Uoc,m/s1.013孔心距t,m0.075指同一橫排的孔心距排間距t’,m0.1指相鄰二橫排的孑孔心距液體在降液管中停留時間Q,s3.42降液管內(nèi)清液層高度Hd,m0.18167泛點率%76%操作彈性2.1739泄漏控制第7章設(shè)備附屬選型7.1丙烯精制塔附屬設(shè)備選型計算1）平均溫差AtmT 50℃二50℃蒸汽T35℃-28℃△t15℃ 22℃???△t2=13△t1=20

人At22?:△t=_2=一=1.46<2mAt152=18.5℃At+At 22+15=18.5℃—2 2= 2 2由于?.?T1-T2=0故???△士不需要校正m2）全凝器規(guī)格的選擇取K=400kcal/m2h℃,貝US=QB/k^tm1Q得：S=——K1Q得：S=——KAt =647m2400x18.5查《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P151表選擇合適的浮頭式冷凝器7-1外殼公稱計算管數(shù)管長管徑管排管心距管數(shù)折流板管程平直徑壓強面積Npmmmt.mmn間距均流通Dg,mmKgf/cm2m2mm面積m2140025655.166e19X2?251894300558注：①折流板間距T由《化工工藝設(shè)計手冊》上冊上冊P1151表3-19查得②查同一書上冊P151表3-19選取全凝器規(guī)格型號為FLA1400-660-25-6K =400.17kcal/m2h℃實際1）平均溫差△、（逆流時）T:174℃一174℃t:66℃-65℃△t108℃ 109℃因：At/△t=109/108=1.009<22 1所以：At=m所以：At=mAt+At109+108=108.5VT-T=t-t=0???△T不需要校正2）選再沸器規(guī)格：取K=400kcal/m2h℃,則S=0則S=0kkAt=B5159017.622

400x117110.2則S=110.2m2據(jù)：S=n0.2m2?P=21.30kgf/cm2,于《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P150表3-19中選7-2擇合適的臥式熱虹吸式重沸器的尺寸到表外殼公稱計算管程數(shù)管長管徑管排管心距管數(shù)折流板管程平直徑壓強面積Npmmmmmn間距均流通Dg,mmKgf/cm2m2mm面積m26004011226e19X2?25304200135注：①折流板間距T由《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P150表3-19查得K實際=365.95KcalK實際=365.95Kcal/m2h℃1）平均溫差45（逆流時）T:65℃一35℃t:33℃-28℃△t32 7△t1=32 △%=7則△tm=At―加—32—7=13.8℃21/At17^2TOC\o"1-5"\h\zln_2 ln_At 7\o"CurrentDocument"T—T=65—35=而R=廠T65—28 .2 1S=33-28S=33-2865-28=0.135暫按單殼程多管程計算，由R和S值表《化工工藝設(shè)計手冊》下冊P484表（Q）知d）At=0.97,故4加=697X16.45=15.96℃2）冷卻器的規(guī)格20839.699,一取K=200kcal/m2h℃,貝ijS=Q/kAt 二652m2冷m200x15.96據(jù)S=6.52m2,P=21.30kgf/cm2,于《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P150表3-19中選擇合適的浮頭式冷卻器的尺寸如下： 7-3外殼公稱計算管程數(shù)管長管徑管排管心距管數(shù)折流板管程平直徑壓強面積Npmmmt.mmn間距均流通Dg,mmKgf/cm2m2mm面積m2325407.423e25X2?323220044注：①折流板間距T由《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P150表3-19查?、诓橥粫痘すに囋O(shè)計手冊》上冊P150表3-19選取冷卻器的規(guī)格型號為FB325-10-40-2 K實際=136.68Kcal/m2h℃1）平均溫差Atm（逆流時）T:56℃—35℃t:33℃-28℃△t23 7△t=7℃△t=23℃1則△t=7℃△t=23℃1則Atm而R=2=At-At=23-7/At12^23ln—In一=13.45T—TAt56—3574「-^__=i =4.2t-1 33—28S=t-ti=56-28=0.179S=T^-T50-28

暫按單殼程多管程計算，由R和S值表《化工工藝設(shè)計手冊》下冊P484表（a）知"△t=0.92,故"△':"△「△tm=0.92X13.45=12.37℃2）選擇冷卻器的規(guī)格取K=200爪1々2h℃，因Q'：K?S必切則S=Q'冷/心二則S=Q'冷/心二36575.9229200x12.37=14.78m2據(jù)S=145.78m2,P=2L30kgf/cm2,于《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P151表3-19中選7-4擇合適的浮頭式冷卻器的尺寸如下:外殼公稱計算管程數(shù)管長管徑管管心距管數(shù)折流板管程平直徑壓強面積Npmmm子t.mmn間距均流通Dg,mmKgf/cm2m2排列mm面積m2400401723"25X2.5?327420053注：①折流板間距T由《化工工藝設(shè)計手冊》上冊P150表3-119查?、诓橥粫痘すに囋O(shè)計手冊》上冊P150表3-19選取冷卻器的規(guī)格型號為F400-20-40-4BF400-20-40-4BK實際=200.9975Kcal/m2h℃丙烯塔（A）與塔（B）之間的接力泵（1）揚程為已標出AP=P進—「出=0.5kgf/cm2=49019.61N/m2u=1.11miu=1.98mjp=p=p=457.6kg..m316 17 丙精回流

Z=01Z=W45."L5=443—(2)流