年产5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计

年产5.4万吨丙烯精馏塔

的工艺设计

目录

摘要............................................................. I 第1章绪论.. (2)

1.1丙烯的性质 (2)

1.1.1 丙烯的物理性质 (2)

1.1.2 丙烯的化学性质 (2)

1.2丙烯的发展前景 (2)

1.3丙烯的生产技术进展 (3)

1.3.1 概况 (3)

1.3.2 丙烯的来源 (3)

1.3.3 丙烯的生产方法 (3)

1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4)

第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4)

2.2.1 确定关键组分 (5)

2.2.2计算每小时塔顶产量 (5)

2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7)

2.3塔温的确定 (8)

2.3.1 确定进料温度 (8)

2.3.2 确定塔顶温度 (8)

2.3.3 确定塔釜温度 (8)

第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10)

3.1塔板数的计算 (10)

3.1.1 最小回流比的计算 (10)

3.1.2 计算最少理论板数 (11)

3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11)

3.2确定进料位置 (11)

3.3全塔热量衡算 (12)

3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12)

3.3.2 再沸器的热量衡算 (13)

3.3.3 全塔热量衡算 (13)

3.4板间距离的选定和塔径的确定 (14)

3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度 (14)

3.4.2 求液体及气体的体积流量 (16)

3.4.3 初选板间距及塔径的估算 (17)

3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定 (18)

3.5.1塔板布置 (18)

3.5.2 溢流堰及降液管设计计算 (19)

3.6塔高的计算 (21)

第四章流体力学计算及塔板负荷性能图 (22)

4.1水利学计算 (22)

4.1.1 塔板总压力降的计算 (22)

4.1.2 雾沫夹带 (23)

4.1.3 淹塔情况校核 (26)

4.2浮阀塔的负荷性能图 (27)

4.2.1 雾沫夹带线 (27)

4.2.2 液泛线 (28)

4.2.3 降液管超负荷线 (29)

4.2.4泄露线 (29)

4.2.5 液相下限线 (30)

4.2.6 操作点 (30)

总论 (32)

致谢 (33)

参考文献 (35)

附录 (38)

年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计

摘要

本设计任务为设计一个精馏塔来进行丙烯－丙烷混合物的分离，采用连续操作方式的浮阀精馏塔。原料为年产量54000吨的产品，其中丙烯的含量为92.75%(质量分数)，塔顶丙烯的含量为99.6％，塔釜残夜中丙烯的含量不高于2％。设计中采用泡点进料，操作压力为1.74MPa(表压)。将原料液通过预热器加热至泡点温度后送入精馏塔内，塔顶上升蒸汽采用全凝汽冷凝，全凝汽主要用于准备控制回流比，冷凝器在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入贮罐。

浮阀塔的优点是：生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压强降及液面落差较小、塔的造价低。浮阀塔已成为国内应用最广泛的塔型。

该物系属于分离物系，操作回流比取最小回流比的1.2倍，塔釜采用间接蒸汽加热，以提供足够的热量，塔底产品冷却后至贮罐。

本文就是对精馏塔的一些物料、热量衡算，工艺计算，结构设计及冷制精馏装置工艺流程图，设备装备图和塔板负荷性能图等。

关键词：丙烯，精馏塔，浮阀塔，雾沫夹带量，开孔率

1 绪论1.1 丙烯的性质

1.1.1 丙烯的物理性质

化学式C

3H

6

,结构简式为CH

3

-CH=CH

2

,烯烃同系列中第二个成员，是仅次于乙

烯和苯的重要有机工业原料，丙烯是无色易燃气体，带有甜味，熔点为-185.20C,沸点为-47.40C；液态时相对密度为0.5193；易液化，临界温度为920C，临界压力为4.56MP

a

；由于它易燃，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.0%~11.0%（体积）；遇热源和明火有燃烧爆炸的危险，该气体比空气重，能在较低处扩散到相对远的地方，遇火源会着火回燃，燃烧会产生一氧化碳、二氧化碳等气体，不溶于水，溶于有机溶剂。高浓度丙烯对人有麻醉作用，浓度较低时，对眼睛和皮肤有刺激作用。

1.1.2 丙烯的化学性质

丙烯的化学性质活泼，双键上可以发生加成、聚合、氧化反应。在与极性试剂加成时，主要得到符合马尔可夫尼可夫规则的产物，如与硫酸加成，主要生成硫酸氢异丙酯，再经水解生成异丙醇。丙烯与氯和水起加成反应，生成1-氯-2-丙醇，再与碱反应生成环氧丙烷，它是生产丙二醇、聚酯纤维的原料.丙烯在酸性催化剂（如硫酸、无水氢氟酸等）存在下聚合，生成二聚体、三聚体和四聚体的混合物，可用做高辛烷值燃料；在齐格勒-纳塔催化剂存在下聚合生成高分子聚丙烯，与乙烯共聚合成乙丙橡胶。丙烯与苯发生傅氏反应，生成异丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。除了在双键发生反应之外，与双键相连的甲基上的氢（称为α-氢）具有一定的活性，在甲基上可以发生卤代和多种氧化反应。与氯在高温下发生α-氢取代反应，生成3-氯-1-丙烯，这是制取甘油、树脂的原料（α-位在不同的条件下得到不同的氧化产物）。丙烯醛、丙烯酸和丙烯晴分子中具有双键，可以作为单体进行聚合，得到不同性质和用途的高聚物。丙烯还能直接氧化制取丙酮。

1.2 丙烯的发展前景

丙烯用量最大的是生产聚丙烯，另外丙烯可制丙烯晴、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。近年来，由于丙烯下游产品的快速发展，极大的促进了中国丙烯需求量的快速增长。到2010年，中国将不断新增大型乙烯生产装置，同时炼厂生产能力还将继续扩大，这将增加丙烯的产出。预计2010年，乙烯联产丙烯的生产能力将达到约722万吨/年，丙烯总生产能力将达到1080万吨/年。乙烯装置联产的丙烯占丙烯总供给的比例将进一步提高。但同期下游装置对丙烯的需求量年均增长