5万吨年炼厂气体分离工艺设计(参考)
开题报告 电厂尾气回收二氧化碳5万吨年工艺设计
3 设计任务与条件
设计一套年处理燃煤电厂(除 尘、脱硫、脱硝工序后)烟道气 2.80 108m×3,年回收CO2 5万吨的 吸附工艺装置。
3 设计任务与条件
原料气为燃煤电厂除尘脱硫脱硝后的烟道气,其 温度为60℃,压力为1.013bar。
烟气的组成为:
烟气组分 体积分数
N2
72.60%
CO2
CO2体积分数原ຫໍສະໝຸດ 气12.54%产品
90.0%
尾气
2.0%
CO2 的回收率:(12.54—2)/12.54=0.8405 正确
4 工艺路线的选择
•4.1 吸附方法的选取 •4.2 工艺路线确定
4 工艺路线的初步选择
•4.1 吸附方法的选取
吸附方法
变温
变压
变温变压
比较
装置简单,但再 吸收效果好,易 综合能耗较低,
O2
H2O
12.54% 5.37% 9.45%
SO2
<10mg/m3
NOX
<50mg/m3
飞灰
<10mg/m3
3 设计任务与条件
• 年生产天数为300天; • 冷却用循环水进口为10-18 ℃,出口为32-38 ℃ • 进入压缩工段的CO2 产品的最小压力为0.03MPa。 • 吸附压力取1.2MPa。 • CO2 的含量要求:
5 物料衡算
•5.1物料衡算表
压力MPa 温度℃
CO2体积分数% 流量(标况)Nm3/h 流量(工况)m3/h
烟气 0.1013
60 12.54 32808.05 40025.82
产品气 0.03 60 90
3929.51 16187.22
尾气 1.2 60 2 28878.54 2974.49
5万吨年轻烃分离装置工艺设计毕业设计
5万吨/年轻烃分离装置工艺设计毕业设计目录第一章总述 (1)1.1 前言 (1)1.2 主题 (1)1.2.1 轻烃的分离原理 (1)1.2.2 分离顺序的选择 (2)1.2.3 产品性能用途 (2)1.2.4 生产现状 (4)1.2.5 发展前景 (4)第二章工艺流程设计 (6)2.1 工艺流程设计 (6)2.1.1 工艺方案 (6)第三章物料衡算 (8)3.1 原始数据的获得 (8)3.2 塔T-101物料衡算 (10)3.2.1 T-101清晰分割物料衡算 (10)3.2.2 确定塔的操作压力及温度 (11)3.2.3 确定最小回流比 (13)3.2.4 确定最适宜的回流比 (14)3.2.5 全塔效率及确定实际塔板数 (15)3.2.6 进料温度及压力的确定 (16)3.3 塔T-201物料衡算 (16)3.3.1 塔T-201清晰分割物料衡算 (16)3.3.2 确定塔的操作压力及温度 (17)3.3.3 验证T-201清晰分割是否成立 (18)3.3.4 确定最适宜的回流比 (19)3.3.5 全塔效率及确定实际塔板数 (20)3.3.6 进料温度及压力的确定 (21)3.4 塔T-301物料衡算 (22)3.4.1 清晰分割物料衡算 (22)3.4.2 确定塔的操作压力及温度 (22)3.4.3 验证T-301清晰分割是否成立 (24)3.4.4 确定最小回流比 (25)3.4.5 全塔效率及确定实际塔板数 (26)3.4.6 进料温度及压力的确定 (27)第四章能量衡算 (28)4.1 T-101能量衡算 (29)4.1.1 焓值计算 (29)4.1.2 热负荷的计算 (29)4.1.3 计算传热剂用量 (31)4.2 T-201 能量衡算 (31)4.2.1 焓值计算 (31)4.2.2 热负荷的计算 (31)4.2.3 计算传热剂用量 (32)4.3 T-301 能量衡算 (32)4.3.1 焓值计算 (32)4.3.2 热负荷的计算 (32)4.3.3 计算传热剂用量 (33)4.4 三塔热量衡算表 (33)第五章设备工艺计算及选型 (35)5.1 T-101 的设计与选型 (35)5.1.1 塔径的计算 (35)5.1.2 塔高的计算 (39)5.1.3 塔体设计 (39)5. 2 T-201的设计与选型 (51)5.2.1 塔径的计算 (51)5.2.2 塔高的计算 (54)5.2.3 塔板的设计与布置 (54)5.3 T-301的设计与选型 (66)5.3.1 塔径的计算 (66)5.3.2 塔高的计算 (69)5.3.3 塔板的设计与布置 (69)第六章塔体设计 (81)6.1 T-101塔体初步设计 (81)6.1.1 初步设计 (81)6.1.2 接管的设计 (81)6.2 T-201 塔体初步设计 (83)6.2.1 初步设计 (83)6.2.2 接管的设计 (83)6.3 T-301塔体初步设计 (85)6.3.1 初步设计 (85)6.3.2 接管的设计 (85)第七章换热器的设计与选型 (87)7.1 T-101换热器的计算与选型 (87)7.1.1 进料换热器E-101的选用 (87)7.1.2 塔顶冷凝器E-102的选用 (87)7.1.3 再沸器E-103的选用 (87)7.2 T-201换热器的计算与选型 (87)7.2.1 进料换热器E-201的选用 (87)7.2.2 塔顶冷凝器E-202的选用 (87)7.2.3 再沸器E-203的选用 (88)7.3 T-301换热器的计算与选型 (88)7.3.1 进料换热器E-301的选用 (88)7.3.2 塔顶冷凝器E-302的选用 (89)7.3.3 再沸器E-303的选用 (89)第八章小结 (90)8.1 设计陈述 (91)8.2 体会和收获 (91)参考文献 (92)致谢 (93)第一章总述1.1 前言天然气的主要成份是C1,含少量的C2,液化石油气的主要成份是C3、C4,它们在常温常压下呈气态,叫气态轻烃。
年产5万吨甲醛的工艺设计——甲醇混合气过热器的设计
目录摘要 (1)1. 概述 (3)1.1 甲醛的物化性质 (3)1.1.1 甲醛的物理性质 (3)1.1.2 甲醛的化学性质 (3)1.2 甲醛的用途 (4)1.3 甲醛工业的发展及需求状况 (4)1.4 甲醛的生产方法 (5)1.4.1 尾气循环法 (5)1.4.2 传统银法 (6)1.4.3 甲缩醛氧化法 (6)1.4.4 其他方法 (6)1.5 工艺流程简述 (6)2. 甲醇混合气过热器的选择 (6)2.1 过热器在工业中的应用 (7)2.2 过热器的种类 (7)3.过热器方案的确定 (9)4.原料、辅助原料 (10)5. 过热器的基本计算 (10)5.1定性温度及物体性质参数 (10)5.2 计算热流体的用量 (11)5.2.1 冷流体需要吸收的热量 (11)5.2.2 热流体的用量 (12)5.3 计算平均传热温差 (12)5.4估算传热面积 (13)5.5 过热器的选择及其工艺结构尺寸 (13)5.5.1选择过热器的类型规格 (13)5.5.2其他附件 (13)5.6 核算压强降 (14)5.6.1管程压强降 (14)5.6.2 壳程压强降 (15)5.7 核算总传热系数 (16)α (16)5.7.1.管程对流传热系数iα (16)5.7.2壳程对流传热系数5.8污垢热阻 (17)5.9 总传热系数K0 (17)6. 换热器主要结构尺寸和计算结果 (18)结束语 (20)谢辞 (21)参考文献..................................................... 错误!未定义书签。
年产5万吨甲醛的工艺设计——甲醇混合气过热器的设计摘要:甲醛是重要的化工产品。
这篇文章主要介绍了甲醛的性质及用途,主要生产方法、市场前景及发展趋势。
本文主要承担过热器的设计。
根据物料衡算和热量衡算结果,确定了过热器的工艺参数、类型及特征尺寸。
并对过热器进行了流力学和热力学的衡算,结果表明所设计的过热器符合要求。
年产5万吨合成氨脱碳工段工艺设计_化工原理课程设计
邯郸学院本科毕业设计题目年产5万吨合成氨脱碳工段工艺设计邯郸学院化学系郑重声明本人地毕业设计是在指导教师梁亚男地指导下独立撰写完成地.如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权地行为,本人愿意承担由此产生地各种后果,直至法律责任,并愿意通过网络接受公众地监督.特此郑重声明.毕业设计作者:年月日摘要本设计是年产五万吨合成氨脱碳工段地初步地设计.脱除原料气中地CO2,对以后地合成工段地意义重大,同时回收地CO2也可以用于其他化学物质地合成.本设计采用改良地热钾碱法和两段吸收两段再生地工艺流程来脱除合成气中地CO2,并对吸收液进行再生.设计内容主要包括生产工艺地比较和确定、能量衡算和物料衡算、主要设备地设计与选型.本设计地主要设备为二氧化碳吸收塔.通过计算确定采用异径塔.上段塔径为2000mm,填料层高度为14m;下段塔径为2400mm,调料层高度为10m.通过本设计方法,能够使变换气中二氧化碳地含量降至1%左右,具有较好地脱除效果,能够进行下一步地继续净化.附带地图纸有带控制工艺流程图和二氧化碳吸收塔设备结构图.关键词热钾碱法脱碳二氧化碳吸收塔工艺设计The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Purification Section ProcessAn Dong Directed by Lecturer Liang Ya-nanAbstract This design is an annual output of 50,000 tons of synthetic ammonia decarburization section design. Recovering the carbon dioxide is very important to next manufacturing process, and it can be used for producting other chemicals. It uses improvement way of hot solution of aqueous potassium carbonate and two process of absorbtion and recovery, this way can remove the carbon dioxide of syngas and recover the absorbed solution. The content of this design mainly includes the choice of making technologe, mass and energy balance, the design of equipments and tubes. The main equipment of this design is carbon dioxide absorption tower. Through the calculation we use different diameter tower. The diameter of the upper part of the tower is 2000mm. The height of the packing layer is 14m. The diameter of the lower part of the tower is 2400mm and the height of the packing layer is 10m. The design method can reduce the contents of carbon dioxide in transformation gas to about 1%, has better removal effect, and next step can be continue. Besides these, it includes the drawing of controllable technological process, the equipment drawing of the absorbing tower of cabon dioxide.Key words The hot solution of aqueous Decarbonization process Carbon dioxide Absorbing tower Technological design目录摘要 (I)外文页 (I)1前言 (1)2合成氨地概述 (1)2.1 氨地发现和制取 (1)2.2 氨地性质和用途 (1)2.3 我国合成氨工业地发展情况 (2)2.4 合成氨技术未来地发展趋势 (2)2.5 合成氨生产工艺介绍 (2)2.6 脱碳单元在合成氨中地作用 (4)3脱碳方法及工艺选择 (4)3.1 脱碳方法选择 (4)3.2 脱碳工艺地选择 (8)3.3 脱碳工段主要设备地选择 (12)3.4 工艺操作条件地选择 (12)4工艺计算 (13)4.1 物料衡算及热量衡算 (14)5 热量衡算汇总表 (23)6主要设备计算 (24)6.1 二氧化碳吸收塔 (24)6.2 已知条件 (24)6.3 塔径计算 (24)6.4 填料层高度计算 (26)6.5 塔附属高度地确定 (27)6.6 液体分布器选择 (27)6.7 填料层压降计算 (27)6.8 二氧化碳吸收塔计算总结 (28)6.9 二氧化碳再生塔 (28)6.10 操作条件 (28)6.11 塔径计算 (28)6.12 填料层高度计算 (30)7工厂平面设计 (31)7.1 厂房设计要求 (31)7.2 厂房设计 (31)7.3 厂址地选择 (31)7.4 总布局主要应满足地要求 (31)8三废处理 (32)8.1 废水处理 (32)8.2 废气处理 (32)8.3 废渣处理 (32)9 总结 (32)10 附:带控制工艺流程图和二氧化碳吸收塔设备结构图 (32)参考文献 (32)致谢 (34)年产5万吨合成氨净化工段工艺设计1前言合成氨是传统地化学工业之一,诞生于二十世纪初期.氨气是最基本地化工产品之一,用途广泛,在国民生产中具有十分重要地地位.合成氨地工业生产过程主要包括造气、净化、压缩和合成三个步骤.其生产主要包括:脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨地合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工艺流程.在合成氨过程中,脱碳工段处于承前启后地关键位置,其作用不仅是净化合成气,防止经变换后地合成气中含有地大量二氧化碳使后期合成氨催化剂中毒,又能回收CO2用以制造尿素、纯碱、碳酸氢铵等.因此,二氧化碳地脱除和回收利用是脱碳过程地两项重要任务,也在合成氨中占有较重要地地位.本设计是年产5万吨合成氨脱碳工段初步设计.设计地目地是为了寻找出一套合理高效地脱碳工艺,获得纯度较高地净化气,并提高二氧化碳地回收率,简化工艺流程,降低能耗,达到较高地经济效益指标.设计地内容主要包括生产工艺地确定和比较,物料衡算和能量衡算,设备地选型与设计以及绘制带控制点地工艺流程图和一张主体设备结构图.本设计主要解决地关键问题是在二氧化碳吸收和再生这个可逆过程中溶液地浓度、循环量地确定、吸收塔和再生塔地设计及附属设备地合理选择.2合成氨地概述2.1 氨地发现和制取氨气是1754年由J.普里斯特利在加热氯化铵和石灰地混合物时发现地,其反应式为:CaCN2+3H2O(g)→2NH3(g)+CaCO31784年C.L.伯托利确定氨气是由氢和氮组成地.19世纪中叶,炼焦工业开始兴起,在生产焦炭过程中制得了氨[1].1909年德国化学家哈伯提出了工业氨地合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用地直接合成法.合成氨反应式如下:N2+3H2≈2NH32.2 氨地性质和用途2.2.1 氨地性质氨为无色气体,具特有地强烈刺激性气味.密度为0.771g/L(标准状况),比空气轻.沸点-33.35℃,高于同族氢化物PH3、AsH3等,易液化.熔点-77.7℃.液氨密度为0.7253g/cm3,气化热大,达23.35kJ/mol,是常用地致冷剂.氨极易溶于水,20℃时1体积水能溶解702体积氨气.液氨是极性分子,似水,可发生电离,也可溶解一些无机盐,如NH4NO3、AgI等.空气中允许NH3最高含量规定为0.02mg/L,若达0.5%则强烈刺激粘膜,引起眼睛和呼吸器官地症状.NH3遇Cl2、HCl 气体或浓盐酸有白烟产生.氨水可腐蚀许多金属,一般用于盛放氨水地铁桶内测应涂抹沥青.NH3地催化氧化是放热反应,反应生成NO,工业上用于制HNO3,NH3也可以被氧化生成N2.NH3地另一个特性就是能使红色石蕊试纸变蓝.2.2.2 氨地用途NH3是重要地无机化工产品之一,在国民经济中应用非常广泛.合成氨是大宗化工产品之一,目前世界合成氨地年产量很大,已超过一亿吨.其中85%地合成氨用做生产化肥,农业上使用地尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯水以及各种含氮混肥等氮肥,都是以氨作为原料地,并且液氨也可直接用作肥料.NH3也是制造炸药和各种化学纤维及塑料地重要原料.NH3可以制得硝酸,进而用硝酸再制造硝酸铵、硝化甘油、硝基纤维素等.在化纤和塑料工业中,合成氨可以用作氮源,生产人造丝和己二胺等.氨地其它工业用途也十分广泛,例如,NH3能当做制冷济,用于制冰、空调等系统.在冶金工业中可用NH3来提炼金属铜等,在生物化学和医药方面NH3可用作生产维生素、磺胺类药物和一些氨基酸等.综上所述,合成氨在国民经济中占有地地位十分重要.2.3 我国合成氨工业地发展情况我国是一个人口大国,农业在国民经济中起着举足轻重地作用,而农业地发展离不开化肥.氮肥是农业生产中需要量最大地化肥之一,合成氨则是氮肥地主要来源,因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要地位置.解放前我国只有两家规模不大地合成氨厂,解放后合成氨工业有了迅速发展.1949年全国氮肥产量仅0.6万吨,到20世纪50年代,合成氨单系列装置地生产能力最大仅为4万吨/年,满足不了市场需求.70年代,我国建成了一批中型氮肥生产装置,合成氨单系列装置地生产能力达到6-12万吨/年.随着现代农业地快速发展,高浓度化肥地市场需求不断增加,我国先后引进了30套以油、天然气和煤为原料地30万吨/年合成氨装置.除此之外,还自行设计制造了以轻油为原料地地年产30万吨地合成氨生产装置.到1982年,年产量以达到1021.9万吨,成为世界上合成氨产量最高地国家之一.2.4 合成氨技术未来地发展趋势根据目前合成氨技术发展地现状分析,未来氨合成地生产原理不会放生本质上地变化,其技术发展将会继续以“提高运行周期、降低生产成本、改善经济效益”为目标,进一步集中在“大型化、低能耗、结构调整、清洁生产、长周期运行”等方面进行技术地研究开发.大型化、自动化、集成化与形成经济规模地生产中心、低能耗与更环保将是未来氨地合成装置地主要发展方向.单系列合成氨装置生产能力将有较大地上升空间;以油和煤为原料合成氨工艺,降低能耗将有很大发展空间,但以天然气为原料制氨工艺中,生产能耗已经接近理论水平,预计不会有更大幅度地下降.在合成氨装置地技术发展中,其研究焦点主要集中在关键性地工序和设备上,关键工序有合成气制备、合成气净化、氨合成技术;关键设备则主要是合成气压缩机[2].2.5 合成氨生产工艺介绍合成氨地主要原料可以分为气体、液体和固体三种.经过多年地发展,合成氨技术已经发展地相当成熟,基本都是由原料气制备、净化和氨合成三部分组成.原料气制备,是指将原料制成含H2和N2地粗原料气.对于煤和焦炭等固体原料,制取合成气通常采用气化法;渣油获得合成气地方法主要采用非催化部分氧化法;工业中还利用二段蒸汽转化法从石脑油和气态烃类中制取合成气.净化过程指地是对粗原料气进行净化处理,主要包括变换、脱硫脱碳以及气体精制三个过程,主要目地是除去原料气中地杂质.NH3地合成是指将纯净地氢、氮混合气压缩,在高压和催化剂地作用下反应生成NH3.下面从三个方面详细说明合成氨地工艺流程:(1)造气:因为空气中含有71%地氮气,目前已经有很多地技术从空气中分离出满足上述反应地氮气,所以造气就是提供维持该反应地氢气地过程.最早地造气工艺就是将煤或焦碳在高温下与水反应生成水煤气或半水煤气,这种混合气体就是原料气.这种工艺在二十世纪前半期一直是主流造气工艺,并且一直沿用至今.二十世纪六十年代出现了新地造气原料,例如天然气、石油重油、石脑油等.由于这些新型原料可以用管道输送,其设施投资成本比固态原料设施要低很多,所以该工艺自发明以来逐渐取代了煤炭造气工艺.但从目前能源地储量、开采和消耗走势来看,煤炭造气可能要重新得到重视.(2)净化粗合成气:该过程主要是对合成气中地硫化物、碳地氧化物等有害杂质进行脱除地过程.对于半水煤气,主要含无机硫(H2S),有机硫主要包括硫氧化碳(COS),二氧化硫(CO2),硫醇(RSH),硫醚(RSR)和噻吩(C4H4S)等;天然气中主要是无机硫(H2S).天然气、石油重油、石脑油等中地硫化物地含量因产地不同而不同.这些硫化物不但使产品不纯净,更重要地是它们对生产设备有极强烈地腐蚀作用,而且特别容易使催化剂中毒失去活性.脱硫地方法主要分湿法和干法两类.湿法包括物理法、化学法、物理-化学法三种,但湿法脱硫精度不及干法.干法脱硫适合脱出低量或微量地硫化物,其也分为物理吸附和化学吸附.但通常干法脱硫装置设备庞大复杂.脱碳是净化合成气地另一个重要步骤,任何方法制取地原料气都含有CO和一定量地CO2,其体积分数一般为12%~40%.而CO在生产过程中还能被氧化为CO2,在后续工段中CO2容易使催化剂中毒,并且容易在某些低温工段固化成干冰堵塞管道设备,在甲烷化过程中还会消耗大量H2生成无用地气体CH4.而回收地CO2可以在尿素、碳酸氢铵等产品地生产中利用,可见脱碳地意义十分重大.因为本设计地题目为合成氨脱碳工段地工艺设计,所以不在此对其赘述,在后面有对脱碳工段地详细介绍.总地说来,对于粗合成气地净化是系统而且复杂地工作,它不仅关系产品质量,也对生产中能量地综合利用和环境地保护有重要地影响.脱硫脱碳后还需要对原料气进行最终净化,将原料气中剩余地少量CO和CO2除去,使其总量不超过10cm3/m3.最终净化有铜氨液吸收法、甲烷化法和深冷分离法等.(3)氨地合成:此工序是将纯净地H2、N2混合气压缩到高压,在催化剂地作用下合成NH3.氨地合成是提供液氨产品地工序,是合成氨生产过程地最重要地部分.由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气再循环地流程.氨合成地反应式如下:N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol工业中反应压力一般在10~35MPa之间,根据能量利用合理来取值.近些年来,人们已经开发出一系列地催化剂,但使用比较广泛地是寿命比较长,活性良好而且价廉易得地铁系催化剂.该催化剂在早期制备时还加入了促进剂.而对于产品地分离,目前工业上主要有水吸收法和冷凝法两种.具体流程图如下:图2.1 合成氨工艺流程2.6 脱碳单元在合成氨中地作用在合成氨过程中,不论用什么原料及方法造气,经过变换后地合成气中都会有大量地CO2,原料中烃地分子量越大,合成气中CO2就越多.这些CO2如果不及时除净,不仅耗费气体压缩功,占用设备体积,而且对后续工序有害.此外,CO2还是重要地化工原料.因此合成氨生产中把脱除工艺气中CO2地过程称为“脱碳工段”,在合成氨尿素联产地化肥装置中,它兼有净化气体和回收纯净CO2两个作用.因此脱碳单元在合成氨中处于关键位置,起着承前启后地作用.脱碳运行地好坏,直接关系到整个装置地安全稳定与否.3脱碳方法及工艺选择3.1 脱碳方法选择3.1.1 脱碳方法简介由于CO2是一种酸性气体,对合成氨合成气中CO2地脱除,一般采用溶剂吸收地方法.根据CO2与溶剂结合地方式,脱除CO2地方法可分为三大类:化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法.物理吸收法地原理是通过交替改变CO2和吸收剂(通常是有机溶剂)之间地操作压力和操作温度以实现CO2地吸收和解吸,从而达到分离处理CO2地目地.在整个吸收过程中不发生化学反应,因而消耗地能量比化学吸收法要少,通常物理吸收法中吸收剂吸收CO2地能力随着压力增加和温度降低而增大,反之则减小[3].物理吸收法中常用地吸收剂有丙烯酸酯、聚乙二醇、甲醇、乙醇以及噻吩烷等高沸点有机溶剂.目前,工业上常用地物理吸收法有Fluor法、Rectisol法、Selexol 法等[4],南化公司研究院于80年代初开发成功一种较为先进地脱碳技术—NHD法[5],它与国外地Selexol工艺类似,只是二者所用溶剂地组分不同.NHD溶剂地主要成分是聚乙二醇二甲醚地同系物,脱除CO2效率在物理吸收法中较高.物理吸收法由于CO2在溶剂中地溶解服从亨利定律,因此仅适用于CO2分压较高地条件.化学吸收方法是利用CO2是酸性气体,能与碱性化合物反应地特性将其吸收.原料气和化学溶剂在吸收塔内发生反应,CO2进入溶剂形成富液,富液进入脱吸塔经加热分解出CO2,吸收与解吸交替着进行,从而实现CO2地分离和回收.目前工业中广泛采用地方法有两种:热碳酸钾法和醇胺法.热碳酸钾法包括苯非尔德法、坤碱法、卡苏尔法等.以乙醇胺类作吸收剂地方法有MEA法(一乙醇胺)、DEA法(二乙醇胺)及MDEA(N-甲基二乙醇胺)法等[6].其中苯菲尔法和活性MDEA 法应用最多[7].常用地化学吸收剂有氨水、乙醇胺、催化热钾碱液等.化学吸收法是传统地脱除CO2地方法,脱除后产品气纯度高并且处理量大,目前已经得到广泛深入地研究和应用.物理-化学吸收法是综合了两种吸收地方法,将其结合在一套生产工艺中.比如说常用地环丁砜法,它地吸收剂是环丁砜和烷基醇胺水溶液,两者分别是物理吸收和化学吸收.还有德国地BASF 公司开发地活化MDEA法采用地N-甲基二乙醇胺脱碳也属于此种方法.3.1.2 脱碳方法地比较物理吸收法:早期地合成氨厂多采用加压水洗法进行脱碳.加压水洗脱碳通常在填料塔或筛板塔中进行.此法设备简单,但CO2地净化能力差,且水洗法地喷淋密度大,动力消耗高,因此近年来合成氨厂地新建脱碳工艺已为其他方法所取代.吡咯烷酮法是以N-甲基吡咯烷酮作为吸收剂.吡咯烷酮具有对CO2蒸汽压较低、粘度较小、沸点较高、溶解度高等优点.该方法特别适用于气压大于7MPa地场合,但由于N-甲基吡咯烷酮价格比较贵,因此应用不是很广泛.以聚乙二醇二甲醚为吸收剂地脱碳过程称为Selexol法.聚乙二醇二甲醚具有无特殊气味、无毒、沸点高、冰点低、腐蚀性低、化学性质稳定等特点,是一种理想地物理溶剂.但由于聚乙二醇二甲醚价格昂贵,投资及操作费用均较高,因此该法很少在国内应用.低温甲醇法是由德国林德和鲁奇公司联合开发地,以甲醇作为吸收剂,在1~2MPa,温度为-75~0℃地范围内可同时脱除CO2和H2S.CO2可脱至1~2E-5,H2S可脱至0.1E-6.该法地特点是不会使原料气变湿,再生能耗低.此法在国内外应用都比较广泛.碳酸丙烯酯法是以碳酸丙烯酯为吸收剂地脱碳方法.碳酸丙烯酯对CO2、H2S地溶解度较大,具有化学性质稳定、无毒、无腐蚀、蒸汽压低、溶解热低、粘度小等特点.该法对CO2地回收率比较高,能耗比较低,但是投资费用也比较高.此法在国内也有一定地应用.总地来说,物理吸收法存在诸多不足,例如水洗法操作费用高,工艺较老.物理吸收法吸收选择性也稍差一点,一般适合高含量地CO2.化学吸收法:苯菲尔法地吸收剂是在K2CO3水溶液中加入二乙醇胺(DEA)作为活化剂,加入V2O5来防腐.碳酸钾水溶液具有强碱性,能与CO2反应生成KHCO3.生成地KHCO3在受热和减压时,又可重新放出CO2,生成K2CO3,因此可循环使用.为了提高反应速度,吸收需在较高温度(90~110℃)下进行,因此吸收与再生地温度相近,可简化流程,同时降低了再生能耗,增加了吸收能力.苯菲尔法可以在高温下运行,再生热低,添加V2O5用以防腐,但该工艺需要对设备进行钒化处理,对工人地操作水平要求较高.活性MEDA法是指以一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)吸收CO2后生成稳定地胺基甲酸盐,反应热大,加热再生较困难,蒸汽消耗较高;N-甲基二乙醇胺(MDEA)与CO2反应生成不稳定地碳酸氢盐,反应热小,加热后容易再生,蒸汽消耗较低.MDEA水溶液与CO2反应受液膜控制,反应速度较慢.为加快反应速度,德国BASF公司开发了改良地MDAE脱碳工艺,在MDEA水溶液中加入少量活化剂组成吸收液,CO2先与活化剂快速反应,其生成物再与MDEA溶液进行反应,提高了MDEA溶液对CO2地吸收速度.一般以甲基乙醇胺、哌嗪、咪唑或甲基取代咪唑作为活化剂.因此,化学吸收法相对来说较好,其明显地特点是选择性好、收率高.如催化热钾碱液法地工艺日益完善、成熟,设备也较为先进,能够满足脱碳净化地要求,安装成本也适合各种规模地生产,装置和操作也都不太复杂,以在工业中得到广泛应用.其工艺地先进度主要取决于活化剂地选择.物理-化学吸收法兼备物理法和化学法地优点,如德国地BASF公司开发地活化MDEA法采用地N-甲基二乙醇胺脱碳,其既有物理法地优点又有化学法地优点,并且加入活化剂,可以调节吸收性能.所以说此种方法具有很大地发展潜力.另外,MDEA工艺溶解度大,酸气负荷高,闪蒸放出地CO2量多,CO2回收率高,溶液循环量相对较小,能耗较低.同时,MDEA热稳定性好,不易降解,溶剂挥发性小,溶液对碳钢设备腐蚀性弱.并且该工艺成熟,操作简便,对工人地素质要求相对较低,近年来在国内得到广泛地应用,是优先选取地化学吸收工艺.3.1.3 工艺比较(1)溶液吸收二氧化碳地能力低温甲醇法> 环丁砜法>N.2-甲基吡咯烷酮法>含砷热钾碱法=聚乙二醇二甲醚法>乙醇胺法>有机胺硼酸盐催化热钾碱法=二乙醇胺催化热钾碱法[8].(2)消耗能源比较蒸汽:乙醇胺法>环丁砜法>含砷热钾碱法>有机胺硼酸盐催化热钾碱法>二乙醇胺催化热钾碱法>低温甲醇法.电:含砷热钾碱法>有机胺硼酸盐催化热钾碱法>二乙醇胺催人热钾碱法> -乙醇胺法> 环丁砜法>聚乙二醇二甲醚法> 低温甲醇法>N.2-甲基吡咯烷酮法.水:水洗法> 含砷热钾碱法> 有机胺硼酸盐催化热钾碱法> - 乙醇胺法> 环丁砜法> 二乙醇胺催化热钾碱法> 低温甲醇法>N.2-甲基吡咯烷酮法.3.1.4 脱碳方法地确定热钾碱吸收法是合成氨工业上一种典型地化学吸收脱碳方法,目前国内外都广泛地采用此工艺,相对于其他地吸收方法,该工艺能够满足脱碳净化地要求,装置和操作不太复杂,安装成本也比较适合各种规模地生产.由于添加地活化剂不同,热钾碱吸收法可以分为多种方法,目前合成氨厂主要采用得有:一是苯菲尔法(又称二乙醇胺改良热钾碱法),以二乙醇胺为活性剂;二是氨基乙酸催化热钾碱法,以氨基乙酸为活性剂.两者都是以五氧化二钒为缓蚀剂.其中DEA改良热钾碱法(又称二乙醇胺法)是世界上广泛应用地胺类处理酸性物质或气体地方法.因为DEA不易被CO2或CS2降解,其气相损失少,反应速度快,循环率高.由于该方法达到了一定经济性和脱碳要求,所以本设计采用此方法.下面详细介绍此法.(1)概述:该方法是利用碳酸钾溶液在高温下吸收CO2,反应式为CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3.从经济效益出发,本设计采用地操作温度为110℃.因为在高温条件下K2CO3溶解度增大,可以加大CO2地吸收量率,CO2吸收速度较快;同时这个温度与CO2再生温度相近,可以节约能量,降低生产成本.此外还给溶液中加入活性剂DEA和缓蚀剂,因为高温下地CO2溶解度降低,反应速度减慢.而较低地反应速度下,K2CO3对设备和管道地腐蚀作用会加快.因此加入活性剂以加快反应速度,增大CO2溶解量.加入缓蚀剂则可以减缓其对设备和管道地腐蚀.添加活化剂DEA不仅可以提高反应速度,而且还会改变地CO2平衡分压,如表3.1.表3.1 DEA含量对溶液吸收能力地影响DEA含量(%)0123相对吸收系数0.413 1.000.629 1.00相对CO2分压(MPa) 1.94 1.61 1.00 1.00 DEA含量不同,其溶液地吸收能力不同,如不同含量地DEA法地溶液吸收能力如下:普通地DEA 法:使用20%-25%地DEA 溶液,其对酸性气体地吸收能力为12~19m3CO2/ m3溶液.高吸收能力地DEA 法使用25%-27%地DEA 溶液,其对酸性气体地吸收能力为30~32 m3立方MCO2/ m3溶液.SNPA 法,使用25%—30%地DEA 溶液,其对酸性气体地吸收能力32~38.4 m3CO2/ m3溶液.(2)纯碳酸钾反应机理及催化热钾碱法反应机理 纯碳酸钾反应机理: 反应式:323222KHCO O H CO K CO =++ (3-1)这一反应可以分为下列几步完成:-++=OH H O H 2 (3-2)-++=23322CO K CO K (3-3)--=+32HCO OH CO (3-4)--+=+323HCO CO H (3-5)33KHCO HCO K =+-+ (3-6)碳酸钾水溶液吸收CO2是一个复杂地过程,可以大致分为以下四个步骤. 气相中CO2扩散到溶液界面. CO2溶解于界面地溶液层中.溶液中地CO2在界面液层中与碳酸钾溶液发生反应. 反应产物向液相扩散,而反应从液相向液面扩散.上述各步中除第三步式(3-4)是化学过程外,其余均为物质传质过程.整个过程中化学反应速度最慢,是整个吸收过程地控制步骤.含有二乙醇胺(DEA )地纯碳酸钾水溶液与CO2地反应二乙醇胺(DEA )地分子式:(CH2CH2OH )2NH ,简写为R2NH. 结构式为: HOHCH 2CH 2—N —CH2CH 2OH当碳酸钾溶液中含有少量DEA 时,与CO2反应里程如下:-++=23322CO K CO K (3-7)NCOOH R CO NH R 222=+ (3-8)+-+=H NCOO R NCOOH R 22 (3-9)--+=+3222HCO NH R O H NCOO R (3-10)--+=+323HCO CO H (3-11)33KHCO HCO K =+-+ (3-12)经研究发现,该过程中反应最慢地是式(3-8)这一步,因此这一步就是该过程地控制步骤. (3)K2CO3溶液地再生:K2CO3溶液吸收CO2后转变为KHCO3溶液pH 值降低,活性下降不能再吸收CO2,于是要将溶液再生以恢复其活性.再生就是驱逐出CO2使溶液恢复吸收能力,以循环使用.再生地反应式为:O H CO K CO KHCO 232232++= (3-1)。
年产5万吨高密度聚乙烯聚合工段工艺设计.
摘要:本文的主要内容为生产高密度聚乙烯装置中的聚合阶段的工艺流程设计、工艺计算、物料和能量衡算及主要设备的计算。
本工艺的聚合机理属于阴离子配位聚合。
乙烯单体是具有π-π共轭体系的烯类单体,处于络合状态的铝钛活性中心,使乙烯单体双键上的电子云密度减少,从而打开乙烯双键,使乙烯单体不断在铝钛活性中心处聚合。
目前,工业生产高密度聚乙烯的方法主要有液相法(又分为溶液法和淤浆法)和气相法(物料在反应器中的相态类型)。
本设计选用的工艺是日本三井石化公司低压淤浆法生产高密度聚乙烯,该工艺以高纯度乙烯为主要原料, 丙烯或1-丁烯为共聚单体, 己烷为溶剂, 采用高效催化剂, 在72~85℃条件下进行低压聚合反应。
聚合的淤浆经分离干燥, 混炼造粒得到各种性能优良的HDPE产品。
在聚合反应釜的计算中,首先由主要反应方程式和转化率确定物料质量,再由质量换算体积从而确定反应釜的容积。
其次,根据反应类型、目的及物性特征确定反应釜的类型和冷凝器的类型。
关键字:高密度聚乙烯催化剂工艺反应釜冷凝器目录1.绪论 (1)1.1聚乙烯概述 (1)1.2高密度聚乙烯概述 (5)1.3聚乙烯发展现状 (8)1.4生产工艺研究新进展 (9)2.生产方案的确定 (13)2.1生产工艺的介绍 (13)2.2生产工艺确定 (21)3.生产流程简述 (24)3.1流程简述 (24)3.2工艺流程简图 (26)4.工艺计算书 (27)4.1物料衡算 (27)4.2热量衡算 (29)4.3第二釜顶冷凝器 (31)5.主要设备的工艺计算及设备选型 (33)5.1第二釜式反应聚合釜(R-202) (33)5.2第二釜顶冷凝器 (35)5.3主要装置设备一览表 (38)6.原材料、辅助原料的规格及消耗定额 (41)6.1主要原材料及辅助原料的规格 (41)6.2原材料、辅助原料的消耗定额 (44)7.产品后期处理 (48)7.1杂志影响及消除 (48)7.2包装与储运 (49)7.3回收利用再生处理技术 (49)8.结论 (52)设计体会及收获 (53)参考文献 (54)致谢 (55)1.绪论1.1聚乙烯概述[1]1.1.1聚乙烯简介1.1.1.1 聚乙烯基本概述聚乙烯英文名称为:polyethylene ,简称PE,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。
年产5万吨二甲醚分离工段工艺设1计
本科毕业设计( 2013 届)题目:年产5 万吨二甲醚分离工段工艺设计学院:化学化工学院专业:化学工程与工艺学生姓名:XX 学号:XXXXXXXXX 指导教师:XXXX 职称(学位):讲师完成时间:2013 年 5 月20 日成绩:XXXX 教务处制学位论文原创性声明兹呈交的学位论文,是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。
本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果,均在文中以明确方式标明。
本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。
声明人(签名):年月日目录摘要.............................................................................................. 错误!未定义书签。
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1. 引言 (3)1.1 二甲醚的基本性质及用途 (3)1.2 工业现状及发展趋势 (5)1.2.1 二甲醚生产现状 (5)1.2.2 我国二甲醚工业的市场前景 (5)1.3 设计任务和要求 (6)2. 二甲醚生产及工艺流程 (8)2.1 二甲醚生产方法介绍 (8)2.2 二甲醚分离装置流程及其介绍: (9)2.2.1 物料衡算流程图: (9)2.2.2 工艺流程介绍: (9)3. 工艺计算 (10)3.1 物料衡算 (10)3.1.1 冷凝器的物料衡算 (10)3.1.2 吸收塔的物料衡算 (11)3.1.3 闪蒸罐的物料衡算 (15)3.1.4 二甲醚精馏塔的物料衡算 (17)3.1.5 甲醇精馏塔的物料衡算 (18)3.2 热量衡算 (20)3.2.1 各物质在不同温度下的比热容 (20)3.2.2 冷凝器的热量衡算 (20)3.2.3 吸收塔的热量衡算 (21)3.2.4 闪蒸罐的热量衡算 (22)3.2.5 二甲醚精馏塔的热量衡算 (23)3.2.6 甲醇精馏塔的热量衡算 (24)4. 二甲醚精馏塔设备计算 (25)4.1 密度的计算 (25)4.1.1 基础数据 (25)4.1.2 精馏塔各部分密度的计算 (25)4.2 表面张力的计算 (27)4.3 塔板数的确定 (28)的确定 (28)4.3.1 最小回流比Rmin4.3.2 实际回流比R (29)4.3.3 最小理论板的确定 (29)4.3.4 全塔理论板数的确定 (29)4.3.5 精馏段和提馏段理论板数的确定 (29)4.3.6 实际板数的确定 (29)4.3.7 精馏段和提馏段实际板数的确定 (30)4.4 精馏塔主要尺寸计算 (30)4.4.1 流量计算 (30)4.4.2 塔径的计算 (32)4.4.3 塔体总高度的确定 (33)4.5 塔板结构设计 (34)4.5.1 精馏段 (34)4.5.2 提馏段 (36)4.6 塔板流体力学验算 (38)4.7 二甲醚精馏塔塔顶冷凝器的选型 (41)5.安全生产及三废处理 (45)结束语 (46)参考文献 (47)致谢 (48)年产5 万吨二甲醚分离工段工艺设计摘要:本文介绍了二甲醚的一些基本性质和用途,以及其未来的发展趋势,通过比较目前较为先进的二甲醚生产方法,选择合成气一步法生产二甲醚。
年产五万吨合成氨合成工段工艺设计
目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1 引言 (3)1.1 氨的基本用途 (3)1.2 合成氨技术的发展趋势 (4)1.3 合成氨常见工艺方法 (4)1.3.1 高压法 (5)1.3.2 中压法 (5)1.3.3 低压法 (5)1.4 设计条件 (5)1.5 物料流程示意图 (6)2 物料衡算 (8)2.1 合成塔入口气组成 (8)2.2 合成塔出口气组成 (8)2.3 合成率计算 (9)2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10)2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13)2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13)2.7 液氨贮槽物料衡算 (16)2.8 合成循环回路总物料衡算 (17)3 能量衡算 (28)3.1 合成塔能量衡算 (28)3.2废热锅炉能量衡算 (31)3.3 热交换器能量衡算 (32)3.4 软水预热器能量衡算 (33)3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (34)3.6 循环压缩机能量衡算 (36)3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (37)3.8 合成全系统能量平衡汇总 (39)4 设备选型及管道计算 (41)4.1 管道计算 (41)4.2 设备选型 (43)结论 (43)致谢 (45)参考文献 (46)年产五万吨合成氨合成工段工艺设计摘要:本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计,氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤,上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。
其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。
新鲜原料气的摩尔分数组成如下:H2 73.25%,N225.59%,CH41.65%,Ar 0.51%合成操作压力为31MPa,合成塔入口气的组成为NH3(3.0%),CH4+Ar(15.5%),要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到17%。
通过查阅相关文献和资料,设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的工艺流程,并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。
年产5万吨甲醇工艺设计word版本
年产15万吨甲醇工艺设计With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tonsof Methanol Process Design年产15万吨甲醇工艺设计摘要:甲醇是一种极重要的有机化工原料,也是一种燃料,是碳一化学的基础产品,在国民经济中占有十分重要的地位。
近年来,随着甲醇下属产品的开发,特别是甲醇燃料的推广应用[1],甲醇的需求大幅度上升。
为了满足经济发展对甲醇的需求,开展了此15万t/a 的甲醇项目。
设计的主要内容是进行物料衡算、热量衡算和主要设备的计算。
本设计采用低压下利用Lurgi工艺合成甲醇;三塔精馏工艺精制甲醇,并对常压精馏塔进行工艺设计,设计出塔径为1600mm、填料层高度为17800mm、塔高为25640mm的填料精馏塔;此外严格控制三废的排放,充分利用废热,降低能耗,保证人员安全与卫生。
关键词: 工艺流程;甲醇合成;气体精馏With an Annual Production Capacity of 150 Thousand Tons ofMethanol Process DesignAbstract: Methanol is a kind of very important organic raw materials, also a kind of fuel and the basis of chemicals products. Methanol occupies an important position in national economy. With the development of methanol affiliate products, especially the application of methanol fuel [1], the demand of methanol is rising sparkly. In order to meet the need of economic development of methanol, we carry out the project of 150 thousand t/a methanol. The main content of design are material balance, energy balance and the design of main equipment. The Lurgri technique is used for synthesizing methanol; Methanol is refined by three towers distillation process, and this process choose to design the atmospheric distillation tower, which packing column height is 17800mm, the diameter of tower is 1600 mm, the total height is 25640mm; In addition to strictly control the “three waters” emissions, this process make full use of water heat, reduce the energy consumption and safeguard personnel safety and hygiene.Key word: technological process; methanol synthesis; the methanol distillation引言甲醇是当代中国煤制化学品中最具代表性的产品,产能大、使用范围广、后续产品多、大规模生产技术成熟,无疑是煤化工产业最重要的产品。
(完整版)年产5万吨食品级CO2生产工艺的设计毕业设计
年产5万吨食品级CO2生产工艺的设计The Process Design of 50kt/a Food-gradeCO2摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言 ..........................................................................................................................................第一章绪论........................................................................................................................1.1 CO2的性质..................................................................................................................1.2 CO2的用途..................................................................................................................1.2.1 食品级CO2的用途.................................................................................................1.2.2工业级CO2的用途..................................................................................................1.3 国内CO2的市场概况................................................................................................1.4 国外CO2的市场概况................................................................................................1.5 国内CO2的市场概况................................................................................................1.6 详述国内CO2消费分布和结构 ...............................................................................第二章工艺流程设计.....................................................................................................2.1 食品级液态CO2的生产方法 ...................................................................................2.2 生产食品级液态CO2的原料气来源 .......................................................................2.2.1石灰窑气、锅炉烟道气等低CO2浓度原料气 ....................................................2.2.2合成氨厂变压吸附脱碳排放的二氧化碳原料气 ..................................................2.2.3 高浓度二氧化碳原料气 .........................................................................................2.2.4 酒精厂发酵气 .........................................................................................................2.3 传统生产工艺.............................................................................................................2.4 生产工艺的改进.........................................................................................................2.5 生产工艺的简述.........................................................................................................2.5.1 生产工艺系统流程 .................................................................................................2.5.2 生产工艺过程 .........................................................................................................2.6 主要生产设备.............................................................................................................2.6.1 提纯塔......................................................................................................................2.6.2 蒸发冷凝器..............................................................................................................2.6.3 一级脱硫器和二级脱硫器 .....................................................................................2.6.4 干燥器......................................................................................................................第三章物料衡算和热量衡算.......................................................................................3.1物料衡算......................................................................................................................3.1.1 提纯塔的物料衡算 .................................................................................................3.2 热量衡算.....................................................................................................................3.2.1 一、二级预冷器热量衡算 .....................................................................................3.2.2 蒸发冷凝器热量衡算 .............................................................................................3.2.3 热量衡算..................................................................................................................第四章提纯塔的设计计算 ...........................................................................................4.1.1 加料方式..................................................................................................................4.1.2 进料状况..................................................................................................................4.1.3 塔顶冷凝方式 .........................................................................................................4.1.4 回流方式..................................................................................................................4.1.5 加热方式..................................................................................................................4.1.6 操作压力..................................................................................................................4.2 提纯塔工艺计算 ........................................................................................................4.2.1 相平衡方程的确立 .................................................................................................4.2.2 平均摩尔质量 .........................................................................................................4.2.3 回流比的确定 .........................................................................................................4.2.4理论塔板...................................................................................................................4.2.5实际塔板...................................................................................................................4.3 提纯塔主要尺寸的设计计算 ....................................................................................4.3.1 流量和物性参数 .....................................................................................................4.3.2 管口的选择..............................................................................................................4.3.3回流管.......................................................................................................................4.3.4进料管的直径D F.....................................................................................................4.3.5塔底出料管的直径Dw ............................................................................................4.3.6再沸器返塔连接管直径D V.....................................................................................4.3.7 填料参数..................................................................................................................4.3.8 塔径设计计算 .........................................................................................................4.3.9 塔体壁厚的计算 .....................................................................................................4.4 主要附件的选型 ........................................................................................................4.4.2 塔釜设计..................................................................................................................4.4.3 漏液校核..................................................................................................................4.4.4降液管液泛校核 ......................................................................................................4.4.5 塔的顶部空间高度 .................................................................................................4.4.6手孔的设计...............................................................................................................4.4.7裙座的设计...............................................................................................................4.5 提纯塔高度计算 ........................................................................................................结论 ..........................................................................................................................................致谢 ............................................................................................................. 错误!未定义书参考文献.................................................................................................................................附录 ...................................................................................................................................年产5万吨食品级CO2生产工艺的设计摘要:在煤化工合成氨中,合成氨变换气中含有约27%的CO2,在合成氨之前必须将其脱除。
年产5万吨丁二烯工艺设计
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 年产5万吨丁二烯工艺设计摘要:本设计内容为年产5万吨丁二烯的工艺设计,本工艺采用萃取精馏的方法,由乙烯装臵从副产的混合C4馏分中分离丁二烯,并由混合C4馏分精馏得到纯度大于99.0%的丁二烯产品。
丁二烯是从含有丁烯和乙炔碳氢化合物的油气部分回收而来,开头部分为第一萃取精馏柱,乙腈水溶液到上述精馏塔用分数表示,提取部分汽流混合物都含有一定百分数的丁二烯,乙腈水溶液蒸气流进入第二萃取精馏塔,上述乙腈蒸气流和恢复汽流组成精馏塔塔顶蒸气流,最后经第二精馏塔后,蒸气流恢复纯丁二烯。
本设计完成了整个工序的物料衡算,同时也对脱重组分塔进行了设备计算,包括热量衡算,露泡点,回流比以及理论板的计算等等,确定了塔高和塔径,并对塔顶冷凝器进行了详细的计算及选型。
绘制了工艺流程图,设备布臵图以及车间布臵图。
9124关键词:丁二烯;萃取;精馏;工艺1 / 26Annual output of 50,000 tons of pyrrolylene butadiene process designAbstract: This design is an annual output of 50,000 tons of butadiene distillation process design, the process method of extractive distillation using ethylene plant by-product isolated C4 butadiene C4 distillate distillates distillation into butadiene purity greater than 99.0% products. Butadiene is from containing maleic and acetylene hydrocarbon oil and gas recovery, beginning as the first extractive distillation column, acetonitrile water solution to the distillation column is expressed as a fraction, butadiene extraction steam mixture contains a certain percentage, aqueous acetonitrile vapor flow into the second extractive distillation column, the steam flow and acetonitrile recovery of steam flow form the top of the distillation column of steam flow, finally after second distillation tower, steam recovery of pure butadiene. The design is completed the entire process of material balance, and from the reorganization of sub-tower to carry out a rigorous calculation of the equipment, including the heat---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------balance, the bubble point, reflux ratio and theoretical plate calculations to determine the tower, the tower diameter. On top of the tower carried out a detailed calculation of condenser selection. Drawn with the process control point plan, equipment layout, and plant layout.4.3.1 求泡点温度234.3.2 计算回流比R最小回流比理论板数245 热量衡算295.1 操作条件295.1.1 塔顶塔釜温度295.1.2 实际板数、实际进料板位臵、板效率305.2 热量衡算313 / 266 塔设备计算346.1 计算气液负荷346.2 下面选脱重组分塔进行计算36 6.2.1 初估塔径D376.2.2 溢流装臵计算396.2.3 浮阀数的计算406.2.4 塔板布臵416.2.5 阻力计算426.2.6 淹塔校核436.2.7 雾沫夹带校正446.2.8 塔板负荷性能图44---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 7 附属设备的选型与计算497.1 脱重组分塔塔顶冷凝器497.1.1 计算传热量和对数平均温度差497.1.2 初步选定换热器型号507.2 传热器校核517.3 换热器内动流体的流阻力537.3.1 管程阻力537.3.2 壳程阻力537.4 选泵548 工艺流程图565 / 269 设备布臵图5710 车间布臵图58致谢59附录60参考文献621 产品概述1.1 题目背景和意义1863年,法国化学家从裂解戊酒精中分离出一种以前未知的碳氢化合物,这种碳氢化合物被确定为丁二烯。
年产5万吨乙酸乙酯生产工艺毕业设计
毕业设计(论文)设计(论文)题目:5万吨/年乙酸乙酯生产工艺设计学院名称:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:07-1摘要乙酸乙酯是一种重要的化工溶剂。
乙酸乙酯在涂料、粘合剂、制药和油墨等领域的应用十分广泛,其合成过程也受到广泛重视。
传统的乙酸乙酯合成工艺为酯化法,即乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。
乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法等是近年来开发的新技术[1],相对于传统的合成工艺,乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法因其热力学上的有利性和经济上的合理性,被许多中外企业所采用。
但基于国情及各方面的因素考虑,本论文采用乙醇脱氢法生产乙酸乙酯,并用了ASPEN模拟进行了物料和热量衡算。
关键词:乙酸乙酯;乙醇脱氢法;工艺设计;ASPEN模拟;衡算ABSTRACTEthyl acetate (EA) is an important chemical solvent. EA is widly used in applications of coatings, adhesives, pharmaceuticals and printing ink and its synthesis meyhod has get a lot of interests. The traditional synthesis method of EA is esterification, in which EA was made by direct esterification of ethanol and acetic acid with a sulphuric acid catalyst.Aldehyde condensation, dehydrogenation of ethanol and acetate/ethylene addition reaction are the new technologies developed in recent years. Compared with the traditional synthesis, these new methods have adopted by many Chinese and foreign enterprises because of its favorable thermodynamic and economic rationality. However,based on national conditions and taking into consideration various aspects, this thesis used Ethanol dehydrogenation was to produce ethyl acetate. ASPEN simulation is carried out to calculate the material and heat balance.Key Words:Ethyl acetateReactive Ethanol dehydrogenation was; Process design; ASPEN simulation; Balance calculation目录1 项目总论 (1)1.1项目意义 (1)1.2建设规模 (1)1.3厂区及生产概况 (2)2 市场分析 (3)2.1产品的性质与用途 (3)2.1.1 物化特性 (3)2.1.2 主要用途 (3)2.2国、内外产业状况 (4)2.2.1 国外生产状况及发展动向 (4)2.2.2 国内生产状况及发展动向 (5)2.3产品的市场需求预测 (7)2.3.1 进出口情况 (7)2.3.2 消费现状及发展前景 (9)3 厂址的选择及布置 (10)3.1厂址选择原则 (10)3.2选择原因 (10)3.2.1 原料来源方便 (10)3.2.2 地理位置优越 (10)3.2.3 交通发达 (11)3.2.4 社会经济效益 (11)3.3厂区概况 (11)3.3.2 厂址地区的自然条件 (12)3.3.3 厂址地区的交通运输条件 (13)3.3.4 基础设施建设 (14)3.4厂址布置 (15)3.4.1 厂区概况 (15)4 工艺设计方案 (16)4.1概述 (16)4.1.1 生产规模 (16)4.1.2 原料 (16)4.1.3 产品规格 (16)4.2工艺设计方案 (16)4.2.1原料路线确定的原则和依据 (16)4.3工艺方案设计及说明 (19)4.3.1流程简介 (19)4.4物料衡算 (20)4.4.1 衡算原理 (20)4.5热量衡算 (25)4.5.1衡算原理 (25)4.6典型设备设计及选型 (27)4.6.1换热器计算说明书 (27)4.6.2 脱氢缩合反应器参数说明 (31)4.6.3 设备一览表 (32)5 公用工程和辅助设施方案 (34)5.1总图运输 (34)5.1.1 总平面布置 (34)1、总平面布置原则 (34)5.1.2工厂运输 (35)5.1.3工厂绿化 (35)5.1.4 排渣 (35)5.2给排水 (35)5.2.1 概述 (35)5.2.2 工厂给水 (36)5.2.3 工厂排水 (36)5.2.4 污水处理 (36)5.3供电与电讯 (36)5.3.1 供电 (36)5.3.2 电信 (37)5.4通风及空气调节 (37)5.4.1 通风及空调设置的原则 (37)5.4.2 采暖、通风及空调方案 (38)5.5化验室 (38)5.6维修 (38)5.6.1 机修 (38)5.6.2 电修 (38)5.6.3 仪表修理 (38)5.7仓库 (38)5.8土建 (39)6 总结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 项目总论1.1项目意义本项目为年产5万吨的乙酸乙酯工厂,利用来自宁波化工园区提供的乙醇来生产乙酸乙酯产品。
(完整版)年产5万吨丙酮工艺设计毕业设计
年产5万吨丙酮工艺设计The Process Design Of Producing 50kta Acetone目录摘要 (Ⅰ)A bstract (Ⅱ)引言 (1)第一章总论 (2)1.1概述 (2)1.1.1丙酮的性质 (2)1.1.2丙酮的安全及用途 (3)1.2设计任务的来源 (4)1.3其他 (4)1.3.1消防措施 (4)1.3.2 泄漏应急处理 (4)1.4丙酮生产技术进展 (5)第二章丙酮的生产工艺流程 (6)2.1异丙苯法生产丙酮的工艺及流程 (6)2.1.1烃化反应 (6)2.1.2氧化反应 (7)2.1.3提浓塔 (7)2.1.4分解反应釜 (7)2.1.5中和反应 (8)2.1.6粗丙酮塔 (8)2.1.7精丙酮塔 (8)第三章工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.1.1.精丙酮塔的物料衡算 (9)3.1.2粗丙酮塔的物料衡算 (9)3.1.3分解釜的物料衡算......................... 错误!未定义书签。
3.1.4中和槽的物料衡算......................... 错误!未定义书签。
3.1.5提浓塔的物料衡算......................... 错误!未定义书签。
3.1.6氧化反应的物料衡算....................... 错误!未定义书签。
3.1.7烃化反应的物料衡算....................... 错误!未定义书签。
3.2精丙酮塔能量衡算........................... 错误!未定义书签。
3.2.1再沸器的热负荷........................... 错误!未定义书签。
3.2.2冷却水用量计算........................... 错误!未定义书签。
第四章主要设备计算及选型.................. 错误!未定义书签。
4.1精馏塔的各项操作参数的确定................. 错误!未定义书签。
5万吨年炼厂气体分离工艺设计参考
淮海工学院 专业设计报告书题 目 50000吨/年炼厂液化气分离工艺初步设计系(院): 化学工程学院 专 业:化学工程与工艺班 级: ____________________________________ 姓 名: ____________________________________ 学 号: ____________________________________2013年12月20 日设计任务书班级:姓名: 学号:、设计题目:50000 吨/年炼厂液化气分离工艺设计。
、设计条件:液化石油气组分 乙烷 乙烯 丙烯 丙烷 正丁烷 异丁烷 异丁烯 丁烯-1 反丁烯-2 顺丁烯-26.55 wt% 0.31 0.02 35.58 8.467.51异戊烷0.01总硫量20~50ppm水分饱和水合计100丙烯:分子式:C 3H6熔点「C ) : -191.2沸点(C ) : -47.72相对密度(水=1) : 0.5相对蒸气密度(空气=1) : 1.48饱和蒸气压(kPa) : 602.88(0 C)性能:主要成分:乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。
外观与性状:无色气体或黄棕色油状液体,有特殊臭味。
闪点(C ) : -74引燃温度(C) : 426〜537爆炸上限%(V/V): 33爆炸下限%(V/V): 5健康危害:本品有麻醉作用。
急性中毒:有头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等;重症者可突然倒下,尿失禁,意识丧失,甚至呼吸停止。
可致皮肤冻伤。
慢性影响:长期接触低浓度者,可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳以及植物神经功能紊乱等。
环境危害:对环境有危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险:本品易燃,具麻醉性。
危险特性:极易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。
遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与氟氯等接触会发生剧烈的化学反应。
其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
年产5万吨环氧乙烷实用工艺设计
设计摘要本文是对年产5.5万吨环氧乙烷合成工段的工艺设计。
本设计依据环氧乙烷生产工段的工艺过程,在生产理论的根底上,制定合理可行的设计方案。
本文主要阐述了环氧乙烷在国民经济中的地位和作用、工业生产方法、生产原理、工艺流程。
对主要设备如:混合器、反响器、环氧乙烷吸收塔、二氧化碳吸收系统,等进展物料衡算,对环氧乙烷反响器设备进展热量衡算,并对环氧乙烷反响器进展详细的设备计算和校核,确定操作参数、设备类型和材质,使用CAD绘制相应的工艺流程图,最后得出设备参数。
关键词:环氧乙烷;工艺流程;反响器;物料衡算。
PROCESS DESIGN OF ETHYLENE OXIDE WITH ANNUAL OUTPUT OF 55,000 TONSABSTRACTThe process of ethylene oxide with annual output of 5,5000 tons was designed in this paper.Based on the actual production process and production theory reasonable design scheme was developed.The status and role of ethylene oxide in the national economy was discussed in this paper. Furthermore, the produce methods, the principle of produce and process were also interpred. Material balance of the main equipments, such as: the mixer, the reactor, the absorb tower of epoxyethane, and the absorb system of carbon dioxide have been calculated. Calculation of energy balance for the epoxyethane reactor were also carried out. Equipment calculations and checkingof the reactor were carried on detail. The parameters, types and materials of the equipments were confirmed. Based upon, the high purity epoxyethane rectifier was draw using CAD. Finally, correspond measures for the production process were given.KEY WORDS:epoxyethane;process;reactor;material balance。
年产5万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业设计
毕业设计题目: 年产万吨聚氯乙烯生产车间工艺设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
作者签名:日期:内容摘要本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况,包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。
本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯,介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理,工艺过程中需要注意的问题,包括质量影响因素,工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择,对聚合工艺过程进行详细的叙述。
并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算,对厂址进行了选择,采取了防火防爆防雷等重要措施,对三废的处理回收等进行了叙述,画出了整个工艺的流程图。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
关键词:聚氯乙烯;生产技术;悬浮法;乙炔法;乙烯法;防粘釜技术;目录第一章总论·······················································2酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
年产5万吨尿素分离工段工艺和厂区初步设计——毕业设计
年产5万吨尿素分离工段工艺和厂区初步设计——毕业设计XX职业技术学院毕业设计(论文)XX应用化工技术专业题目:年产5万吨尿素分离工段工艺和厂区初步设计毕业时间: 2012 年 6 月学生姓名: XX指导教师: XX班级: X二○一一年六月二十日酒泉职业技术学院2012届各专业毕业论文(设计)成绩评定表姓名X 班级X专业应用化工生产技术指导教师第一次指导意见设计题目有些问题,“尿素分离工段工艺设计”是你设计的工艺吗?不是!你应该写清楚年产量为多少的尿素分离工段工艺设计。
这是用别人的工艺,进行自己的设计!011年4月 1日指导教师第二次指导意见论文题目与内容相符,逻辑顺序合理,计算基本符合要求,但是格式问题较多,没有按照论文格式要求进行修改,希望参照学院化工系网站的论文格式要求进行修改,章节之间注意分页011年5月11 日指导教师第三设计文档结构合理,层次基本清楚,对业务的阐述较为清晰,逻辑结构基本合理,功能基本次指导意见达到了常规业务的要求,格式规范,能运用所学理论和有关专业知识,有一定的分析、解决问题能力。
论文部分格式还存在问题。
011年6 月 5日指导教师评语及评分设计文档结构合理,层次清楚,对业务的阐述清晰,逻辑结构合理,功能达到了常规业务的要求,格式规范,较好地运用了所学理论和有关专业知识、技术知识。
成绩:良好签字(盖章)2011 年 6月 13日答辩小组评价意见及评分成绩:签字(盖章)年月日教学系毕业实践环节指导小组意见签字(盖章)年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字(盖章)年月日说明:1、以上各栏必须按要求逐项填写.。
2、此表附于毕业论文 (设计)封面之后。
摘要本次设计采用水溶液全循环法合成、分离尿素,单一的设计了分离工段这一步。
首先对分离工段进行了物料和热量衡算。
其次在计算的基础上,根据计算结果对主要设备进行选型。
最后初步设计了厂区建设布置及其三废处理。
本设计主要包括尿素生产过程的分离工段工艺设计,分离工段的物料衡算、热量衡算及设备选型,工厂布置设计及其三废处理。
(完整版)年产5万吨丙酮工艺设计毕业设计
年产5万吨丙酮工艺设计The Process Design Of Producing 50kta Acetone目录摘要 (Ⅰ)A bstract (Ⅱ)引言 (1)第一章总论 (2)1.1概述 (2)1.1.1丙酮的性质 (2)1.1.2丙酮的安全及用途 (3)1.2设计任务的来源 (4)1.3其他 (4)1.3.1消防措施 (4)1.3.2 泄漏应急处理 (4)1.4丙酮生产技术进展 (5)第二章丙酮的生产工艺流程 (6)2.1异丙苯法生产丙酮的工艺及流程 (6)2.1.1烃化反应 (6)2.1.2氧化反应 (7)2.1.3提浓塔 (7)2.1.4分解反应釜 (7)2.1.5中和反应 (8)2.1.6粗丙酮塔 (8)2.1.7精丙酮塔 (8)第三章工艺计算 (9)3.1物料衡算 (9)3.1.1.精丙酮塔的物料衡算 (9)3.1.2粗丙酮塔的物料衡算 (9)3.1.3分解釜的物料衡算......................... 错误!未定义书签。
3.1.4中和槽的物料衡算......................... 错误!未定义书签。
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3.1.6氧化反应的物料衡算....................... 错误!未定义书签。
3.1.7烃化反应的物料衡算....................... 错误!未定义书签。
3.2精丙酮塔能量衡算........................... 错误!未定义书签。
3.2.1再沸器的热负荷........................... 错误!未定义书签。
3.2.2冷却水用量计算........................... 错误!未定义书签。
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4.1精馏塔的各项操作参数的确定................. 错误!未定义书签。
年产5万吨甲苯精制工段工艺设计的简介材料
题目:年产5万吨甲苯精制工段工艺设计专业年级:化学工程与工艺2班学生姓名:李春鹏指导教师:张楠职称:讲师摘要:苯和甲苯都是重要的有机化工原料,需要用精制来达到更高的纯度,以用来做为某些精细化学品的合成原料,苯与甲苯的分离一般采用精馏的方法进行。
本文对50000t/a的甲苯精制工段进行设计,其主要工作为精馏塔的设计,包括物料衡算,热量衡算,工艺尺寸的设计,同时对具体操作参数及结构参数进行计算,获得泡点温度、理论塔板数、实际塔板数以及最小回流比等信息。
该设计最后得到精馏塔塔径2.2m,塔高为19.2m,共29块塔板,塔板板间距为0.4m。
其次文章对附属设备进行了计算与选型,确定了合适的塔顶冷凝器和塔底再沸器,最后综合生产质量及安全要求确定了工艺的控制体系。
关键词:精馏;甲苯;工艺流程设计;控制设置一、本课题研究的目的和意义目的:经过精制工段的处理,甲苯和苯的纯度可以更上一个等级,这为其它采用甲苯和苯为原料的生产提供了纯度更高的原料,为产品的质量提供了保证,本设计同时可为后续的生产化提供一定的理论依据。
意义:工程设计是工程师工作实践中最富创造性的内容,设计能力不同于理论分析能力,表达能力和动手能力,它需要将理论、经验与实践揉和进行分析,能够考察设计者的综合素质水平。
在本设计的完成过程中,学生的工程设计能力可以得到很大的提高。
二、设计方法(设计思想或、设计方案论证、研究方法等)设计采用精馏法来对苯与甲苯混合物进行分离。
进入精馏塔的原料通过层层塔板的分离作用,在塔顶可以得到质量组成为99%的苯和塔底得到质量组成99%的甲苯,塔顶的苯经过冷凝器的冷凝,送入储罐,塔底的甲苯则送入另一储罐,以用于后续生产。
由要求的年产量,依据物料衡算、热量衡算、相关参数的经验估算或实验资料,经由计算分析确定各个设备的技术参数与类型,最终确定出能够完成要求产量的工艺流程,同时以质量与安全作为控制标准,制定出维持生产正常高效进行的控制体系。
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淮海工学院专业设计报告书题目: 50000吨/年炼厂液化气分离工艺初步设计系(院):化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:学号:2013年12月20 日设计任务书班级:姓名:学号:一、设计题目: 50000吨/年炼厂液化气分离工艺设计。
二、设计条件:液化石油气组分 wt%乙烷 0.31乙烯 0.02丙烯 35.58丙烷 8.46正丁烷 7.51异丁烷 14.66异丁烯 12.08丁烯-1 5.01反丁烯-2 9.81顺丁烯-2 6.55异戊烷 0.01总硫量 20~50ppm水分饱和水合计 100丙烯:分子式: C3H6熔点(℃): -191.2沸点(℃): -47.72相对密度(水=1): 0.5相对蒸气密度(空气=1): 1.48饱和蒸气压(kPa): 602.88(0℃)性能:主要成分:乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。
外观与性状:无色气体或黄棕色油状液体, 有特殊臭味。
闪点(℃): -74引燃温度(℃): 426~537爆炸上限%(V/V): 33爆炸下限%(V/V): 5健康危害:本品有麻醉作用。
急性中毒:有头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等;重症者可突然倒下,尿失禁,意识丧失,甚至呼吸停止。
可致皮肤冻伤。
慢性影响:长期接触低浓度者,可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳以及植物神经功能紊乱等。
环境危害:对环境有危害,对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险:本品易燃,具麻醉性。
危险特性:极易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。
遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。
其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
特点:①污染少。
②发热量高。
③易于运输。
④压力稳定。
⑤储存设备简单,供应方式灵活。
目录1 工艺流程的确定 (1)2主要工艺设计计算 (1)2.1 精馏塔的物料衡算 (1)2.2 塔板数的确定 (1)2.3塔高的确定 (1)2.4 塔径的确定 (1)2.5 塔盘开孔数的确定 (1)2.6 塔溢流堰高度的确定 (1)2.7塔流出管径的确定 (1)2.8 储罐容量的确定 (1)3浮阀塔的工艺设计计算结果总表 (1)结论 (21)参考文献 (22)附图图1带控制点的工艺流程图图2 分离工段的平立面布置图产品方案和技术指标等产品的方案及建设规模(1)产品名称:精丙烯副产品:丙烷,C4馏分等(2)设计规模:液化石油气, 50000吨 /年(3)产品规格:丙烯, 99.61%丙烷, 0.39%设计指导思想(1)技术方案的选择在已学知识的基础上,力求先进,运行可靠,护理,维修方便,以期取得较好的经济效益。
(2)丙烯生产的主要设备立足于国内自己开发,制造,运行可靠。
(3)贯彻工厂布置一体化,装置露天化,建(构)筑物轻型化,公用工程社会化,引进技术国产化等“五化”原则,以求达到节省投资和用地之目的。
生产方法和主要技术方案本设计分离丙烯采用精馏流程。
工艺设计生产工艺综述本设计是关于年处理量5×104t/a的液化石油气分馏装置的初步设计生产方法和工艺流程的选择与评述经脱硫后的液化石油气进入脱丙烷塔进料缓冲罐,再经脱丙烷塔进料泵送至脱丙烷塔进料预热器,由脱丙烷塔底物流加热至59.3℃后,进入脱丙烷塔第14层塔板。
碳二,碳三馏分从顶部蒸出,经脱丙烷塔冷凝器冷凝后,进入脱丙烷塔回流罐,冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵抽出,作为脱丙烷塔回流;另一部分用脱乙烷塔进料泵抽出,送至脱乙烷塔第14层塔板作为该塔进料。
塔底物料经脱丙烷塔进料预热器冷却后至碳三碳四冷却器。
脱乙烷塔塔顶碳二,碳三气体经脱乙烷塔冷凝器部分冷凝后,进入脱乙烷塔回流罐。
不凝气自脱乙烷塔回流罐顶经压控阀送至燃料气管网,冷凝液用脱乙烷塔回流泵全部送回脱乙烷塔顶作为回流,脱乙烷塔底物料自压至精丙烯塔A第134层塔板,作为该塔进料。
精丙烯塔因板数较多,分为两塔串联操作。
精丙烯塔A塔底丙烷馏分和脱丙烷塔底物流混合后,经碳三碳四冷却器冷却至40℃后,自压出装置。
塔顶气体进入精丙烯塔B底部,精丙烯塔B底部液体由精丙烯塔中间泵送回精丙烯塔A顶部作为回流。
精丙烯塔B 塔顶气体经精丙烯塔冷凝器冷凝后,进入精丙烯塔回流罐。
冷凝液用精丙烯塔回流泵抽出,一部分送回精丙烯塔B 顶部作为回流;另一部分,经精丙烯冷却器冷却至40℃后送出装置。
工艺流程示意图:脱丙烷塔蒸汽乙烷气体脱乙烷塔热水脱丙烯塔(下段)脱丙烯塔(上段)热水精丙烯出装置碳三碳四馏分液化石油气精丙烯塔的操作条件进料 塔顶馏出物塔顶回流液塔釜液 温度(℃) 70 47 46 68 压力(MPa )1.91.951.92.05物料质量含量表(mol %)物质 进料 塔顶馏出物 塔顶回流液 塔釜液 丙烯 71.40 99.61 99.61 1.76 丙烷 28.600.390.3998.24工艺过程的物料和热量衡算物料平衡计算物料衡算是工艺设计的基础,根据所需要设计项目的年产量,通过对全过程或单元过程的物料衡算,可以计算出原料的消耗量、副产品量以及输出过程物料消耗量以及三废生产量;并在此基础上作能量衡算,计算出蒸汽、水、电、煤或其他燃料的消耗定额;最终可以根据这些计算确定所生产产品的技术指标。
同时根据衡算所得的各单元设备的物流量及其组成、能量负荷以及其等级,对生产设备和辅助设备进行选型或设计,从而对过程所需设备的投资及其项目可行性进行估价。
物料衡算的步骤(1)确定衡算的对象、体系与环境,并画出计算对象的草图。
(2)确定计算任务,明确哪些是已知项,哪些是待求项,选择适当的数学公式,力求计算方法简便。
(3)确定过程所涉及的组分。
(4)对物流流股进行编号,并标注物流变量。
(5)收集数据资料,数据资料包括两类:一类为设计任务所规定的已知条件;另一类为与过程有关的物理化学参数。
具体地说包括一下内容:(a)生产规模和生产时间。
(b)有关的定额和技术指标。
(c)原辅材料、产品、中间产品的规格,包括原料的有效成分和杂质含量,气体或液体混合物的组成等。
(d)与过程有关的物理化学参数。
(6)列出物料衡算方程。
(7)列出过程的全部独立物料平衡方程式及其他相关约束式,对于有化学反应发生的,要写出其化学方程式,明确反应前后的物料组成的定量关系,必要时还应指出其转化率和选择性,为计算作准备。
(8)选择计算基准。
(9)统计变量个数与方程个数,确定设计变量的个数及全部设计变量。
(10)整理计算结果,将计算的结果整理并根据所需的换算基准列成原材料消耗表。
物料衡算计算物料衡算表精丙烯塔物料平衡表塔进料塔顶馏出液釜残液Kmol/h % Kmol/h % Kmol/h % 丙烯丙烷物料平衡总表序号物料名称数量备注kg/h ×104t/a1 进料:液化石油气合计2 出料:精丙烯碳三碳四馏分乙烷气合计塔的进出口物料流量表精丙烯塔kmol h kg h 塔进料塔顶馏出物塔釜液精丙烯塔的操作条件进料塔顶馏出物塔釜温度(℃)70 47 68压力(MPa) 2.0 1.95 2.05物料质量含量表物质进料(%)塔顶馏出物塔顶回流液塔釜液(%)(%)(%) 丙烯 丙烷根据《化学化工物性数据手册》查得不同温度丙烯、丙烷的热容。
不同温度下丙烯、丙烷的热容温度(℃) 46 47 68 70 丙烯热容(()KJ kg K *)3.103.143.603.68丙烷热容(()KJ kg K *)3.43 3.48 3.68 3.77根据《化学化工物性数据手册》查得丙烯、丙烷在沸点时的汽化热。
丙烯、丙烷在沸点时的汽化热汽化热KJ molKJ kg丙烯 30.64 410.31 丙烷32.52435.43化工生产中 使用的塔型有喷洒塔,板式塔,和填料塔,其中填料塔和板式塔最为普遍。
塔型的选择:(1)塔径大小的因素,板式塔以单位塔板面积的造价随塔径增大而减小,而填料塔造价与其体积成正比。
小直径填料塔(0.8m 以下)的造价一般比板式塔底,所以,从设备投资的角度看,大塔用板式塔而小塔用填料塔是经济的;另外,板式塔在直径大时效率较高,而填料塔在大塔径时由于液体分布难以均匀影响效率,因此,大塔宜用板式塔小塔宜用填料塔。
(2)板式塔可适应比较小的液体流量,若此条件下用填料塔易导致填料润湿不足。
(3)处理有腐蚀的物料时,宜用填料塔,塔板需用耐腐蚀的金属材料制造,造价较高,而用填料塔时,可以考虑用廉价的陶瓷填料,当操作温度不高时,还可使用塑料填料,造价会更低。
(4)填料塔适于处理易发泡的液体,因填料能起到破碎泡沫的作用。
(5)含有固体颗粒的物系,宜选用液体通流量较大的板式塔,例如孔径较大的筛板塔,泡罩塔,浮阀塔,舌形塔等,若用填料塔易被固体颗粒堵塞。
(6)如果工艺上要求侧线出料宜选用板式塔。
化工设备是组成化工装置的基本单元,化工设备的设计是工程设计的基础。
化工设备从设计角度可分为两类:一类为标准设备或定型设备,是成批成系列生产的设备,可以从设备生产厂家买到,并可以从产品目录或样本手册中查阅其规格及牌号;另一类为非标准设备或非定型设备,是化工过程中需要专门设计的特殊设备,需要根据工艺要求,通过工艺计算及机械计算而设计,然后提供有关工厂制造。
塔径一、计算依据空塔气速的上限由严重的雾沫夹带或液泛决定,下限由漏液决定,适宜的空塔气速应介于二者之间,一般依据最大允许气速(称为极限空塔气速)来确定。
二、计算过程塔板一、计算依据1、计算回流比R在精馏设计中,一般并不进行详细的经济衡算,而是根据经验选取。
通常操作回流比可取最小回流比的1.1~2倍。
2、计算塔板利用逐板计算法计算塔板数,塔采用全凝器,从塔顶最上一层板(第一层板)上升的蒸气进入冷凝器中被全部冷凝,则塔顶馏出液组成及回流液组成均与第一层板的上升蒸气组成相同,由于离开每层理论板的、气、液两相是互成平衡的,故可由1y 用气液平衡方程求得1x 。
由于从下一层(第二层)板上升的蒸气组成2y 与1x 符合精馏段操作关系,故用精馏段操作线可由1x 求得2y ,即二、计算过程 1、计算回流比2、计算塔板数表3-2 精丙烯塔进出物料的摩尔分数表组分 进料 塔顶馏出物 塔釜残液 丙烯 71.40% 99.61% 1.76% 丙烷28.60%0.39%98.24%塔高1、计算依据根据给定的分离任务,求出理论板层数后,就按照公式计算塔的有效段高度,板间距2、计算过程3.塔釜高度4.塔顶气相流出管径及回流管径底层塔板的开孔率和浮阀个数其他设备选型换热器换热器按工艺功能分类可分为8类:(1)塔顶冷却器面积冷却工艺物料的设备。
一般冷却剂多采用水,若冷却温度低时,可采用氨或者氟利昂为冷却剂。
(2)塔顶回流泵功率(3)塔顶储罐容量的确定4 自动控制要求4.1.重沸器加热量控制重沸器供热量直接影响塔的平稳操作,本设计对重沸器的热流(蒸汽或热水)采用定值流量控制方案,以消除热流变化对塔的干扰,其中脱乙烷塔和脱丙烷塔采用灵敏塔盘温度与热流串级的控制方案,以提高这两个塔的分流效果。