年產(chǎn)30萬噸乙烯裂解氣脫甲烷系統(tǒng)工藝設(shè)計

-2--2--1-1摘要摘要：在乙烯生產(chǎn)中，脫甲烷系統(tǒng)的能量消耗相當?shù)拇?，大約是整個分離系統(tǒng)能量的50%，確立一個能量消耗低、投資小、流程簡單的脫甲烷系統(tǒng)流程相當?shù)闹匾?。這次設(shè)計過程中將首先對幾種分離方法做簡單的比較，然后選擇技術(shù)成熟、操作穩(wěn)定、產(chǎn)品純度高、能耗低的深冷分離法。從能耗來看，在深冷分離的三種流程中，以順序流程的能耗最低。流程確立后，將要根據(jù)已知產(chǎn)品的產(chǎn)量和要求，對整個脫甲烷系統(tǒng)工藝流程進行相應(yīng)的計算，確定各部分的操作條件，然后對主要的分離設(shè)備的工藝尺寸計算，并做出流程圖和主設(shè)備圖。關(guān)鍵詞：乙烯；脫甲烷塔；深冷分離；乙烯生產(chǎn)AbstractAbstract:Intheproductionofethylene,energyconsumptionofdemethanizingsystemisratherremarkable,aboutaccupyingtheseparatesystemof50%entirely,establishoneenergyconsumptionlower,littleinvest,thesimpleflowofdemethanizingsystemisequaltoimportance.Atfirst,comparedtoseveralkindsofseparationmethodsinthisdesign,thenchoosematuretechnology,operatestability,andproduceproductquality,whichisseparationbydeeprefrigeration.Accordingtoenergyconsumption,inseparationbydeeprefrigerationincludethreekinds,butitisthelowestenergyconsumptionofsequentialprocess.Afterprocessestablished,accordingtotheproductofoutputandtherequestofprocessrequirements,demethanizingsystemofprocessflowgoingoncorrespondingcalculation,andconfirmtheoperationconditionofeverypart,thencalculateanyonewhichareseparateequipment,processanddimension.Anddotheprocessflowdiagramandthemaindrawing.Keywords:Ethylene;Demethanizer;Separationbydeeprefrigeration;Ethyleneproducing.TOC\o"1-5"\h\z緒論1乙烯裂解氣分離技術(shù)的現(xiàn)狀1乙烯脫甲烷系統(tǒng)設(shè)計的目的、意義1設(shè)計過程主要解決的問題2設(shè)計的指導(dǎo)思想2脫甲烷系統(tǒng)流程及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)3脫甲烷系統(tǒng)流程的確定3后脫氫高壓深冷法3前脫氫高壓深冷法3帶膨脹機的前脫氫高壓深冷法3帶C2回收塔的高壓脫甲烷法3前脫氫低壓深冷法4結(jié)論42.2設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)5設(shè)計要求5基礎(chǔ)數(shù)據(jù)5工藝過程計算8分離器的計算8分離器的操作參數(shù)8分離器的工藝計算8第一分離器8第二分離器9第三分離器10第四分離器11第五分離器11富氫產(chǎn)品和低壓甲烷產(chǎn)品12脫甲烷塔的計算12進料的確定12脫甲烷塔塔板數(shù)計算14塔頂和塔底抽出物料14塔頂和塔底操作溫度、壓力16理論和實際塔板數(shù)計算17脫甲烷塔熱量衡算20換熱器及冷箱熱負荷計算21主要設(shè)備工藝尺寸計算26壓縮機26甲烷壓縮機26去脫乙烷塔原料壓縮機28分離器294.3.1塔徑和板間距35堰及降液管36塔板設(shè)計38板壓降的計算39幾個極限的校核40塔板的負荷性能圖42設(shè)計結(jié)果48塔件設(shè)計49謝詞50參考資料51--#-圖4-4第18?29塊板操作區(qū)示意圖亍*:上|7下*0.9圖4-5第30?37塊板操作區(qū)示意圖亍*:上|7下*0.9圖4-5第30?37塊板操作區(qū)示意圖圖4-6第38?66塊板操作區(qū)示意圖由圖4-3、圖4-4、圖4-5、圖4-6中查得各段的氣相負荷上下限。并計算出操作彈性，如表4-15中所示。表4-15塔中各段的氣相負荷上下限及操作彈性氣相負荷上限m/s

氣相負荷下限m/s

操作彈性1?17氣相負荷上限m/s

氣相負荷下限m/s

操作彈性1?17塊板0.97400.26243.711918?29塊板1.03230.27743.721330?37塊板1.06760.30103.546638?66塊板0.89990.41612.1627設(shè)計結(jié)果表4-16脫甲烷塔設(shè)計結(jié)果一覽表項目單位1?17塊板18?29塊板30?37塊板38?66塊板塔直徑mm135013501350《》1600溢流堰弓形弓形弓形弓形塔板型式整塊，單溢流整塊，單溢流整塊，單溢流整塊，單溢流堰長mm877.59459451200堰高mm45.0045.0045.0030.00塔板上清液層高度m0.061150.061960.063550.07121降液管下端到塔板間距mm36363620離浮閥型號F-1型F-1型F-1型F-1型每塊板的開孔面積m20.19760.20350.20350.2874開孔率0.13810.14230.14230.1430孔速m/s3.83413.95454.63682.7729浮閥個數(shù)個165170170240每塊塔板的壓降m液柱0.10670.10340.11080.0536降液管中液體通過時間s21.213119.303916.87185.9979塔板間距mm700680680500泛點率%78.9481.5680.9068.65降液管中液層高度mm169.54167.28176.90214.99起泡性高起泡高起泡高起泡高起泡氣相負荷上限m/s0.97401.03231.06760.8999氣相負荷下限m/s0.26240.27740.30100.4161操作彈性3.71193.72133.54662.1627塔件設(shè)計（1）封頭采用標準橢圓型封頭。（2）人孔在第1，5，9，13，17，21，25，29，33，37，41，45，49，53，57，61，64層塔板上各開一個規(guī)格為D=450mm的圓形人孔。R（3）塔頂塔底空間取H=2.0m；H=3.0mDW（4）裙座的設(shè)計采用圓筒型裙座，其高H=3.2m,裙座上開6個直徑為100mm的排氣孔,z開2個510X1500mm的長圓形人孔。（5）全塔高度H=2+3+0.7x16+0.68x12+0.68x8+0.5x29+3.2=47.2m謝詞通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我在一定的程度上面了解了自己的能力，培養(yǎng)了我獨立思考，運用自己的大學(xué)四年所學(xué)的知識去分析和解決問題的能力，也培養(yǎng)了通過文獻檢索來獲取知識的能力。設(shè)計過程中，導(dǎo)師劉瑾、王治紅給與我很大的幫助，在設(shè)計過程中遇到的問題他們都很熱心的幫我解決。在圖書館查閱資料，收集數(shù)據(jù)的時候，圖書館管理員給與我莫大的幫助，使我能夠在盡量短的時間內(nèi)找到自己想要的資料，在此，特對他們致以最真誠的感謝。在此次設(shè)計過程中，由于我所學(xué)的知識有限，實際的經(jīng)驗不足，設(shè)計中還存在著許多不足的地方，懇請老師加以糾正，再次感謝！參考資料侯芙生.煉油工程師手冊.北京:石油工業(yè)出版社,1995化學(xué)工業(yè)部第四設(shè)計院.深冷手冊（上、下）.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1979石油煉制及石油化工計算圖表集.石油大學(xué)煉制系,1988何潮洪,馮霄.化工原理.北京:科學(xué)出版社,2001王松漢.石油化工設(shè)計手冊（第一卷）.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001王松漢等.乙烯裝置技術(shù).北京:中國石化出版社,1994陳濱等.石油化工手冊2（基礎(chǔ)有機原料篇）.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1988李允,諸林,王治紅等.天然氣地面工程.北京:石油化學(xué)工業(yè)出版社,2001朱自強,徐汛.化工熱力學(xué)（第二版）北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1991王振維,王子宗.低溫能耗乙烯分離技術(shù).陳濱?乙烯工學(xué)?北京:化學(xué)工業(yè)出版社，348?353,1997.李陽初，王耀武?石油化學(xué)工程基礎(chǔ)?北京：石油大學(xué)出版社，381?382,1996.王基銘，袁晴棠.石油化工技術(shù)進展.北京：中國石化出版社,18?45,2002.HahesyM.FandD.B.manleyOptimizeethylenerecovery[刊，英]Hydr