12.8万吨年多组分轻烃分离装置工艺设计毕业设计

12.8万吨/年多组分轻烃分离装置工艺设计毕业设计

目录

第一章总论 (3)

1.1 原料及产品 (3)

1.2 装置概况 (3)

1.3 原料性能、用法、生产方法 (4)

1.4 乙烯生产工艺技术简介 (2)

第二章工艺流程设计 (12)

2.1工艺流程设计 (12)

2.1.1 工艺方案 (12)

第三章物料衡算 (17)

3.1 原始数据的获得 (18)

3.2 T-101物料衡算 (18)

3.2.1 T-101清晰分割物料衡算 (20)

3.2.2 确定塔的操作压力及温度 (21)

3.2.3 确定最小回流比 (21)

3.2.4 确定最适宜的回流比 (22)

3.2.5 全塔效率及确定实际塔板数 (23)

3.2.6 进料温度的确定 (23)

3.3 T-201清晰分割物料平衡 (24)

3.3.1 T-201清晰分割物料衡算 (24)

3.3.2 确定塔的操作压力及温度 (25)

3.3.3 确定最适宜的回流比........................................................................ . (27)

3.3.4 全塔效率及确定实际塔板数 (28)

3.3.5 进料温度及压力的确定 (29)

3.4 T-301物料衡算 (29)

3.4.1清晰分割物料衡算 (29)

3.4.2 确定塔的操作压力及温度 (30)

3.4.3确定最小回流比 (32)

3.4.4 确定最适宜的回流比 (32)

3.4.5 进料温度的确定 (33)

第四章能量衡算 (34)

4.1 T-101能量衡算................................... 错误!未定义书签。

4.1.1 焓值衡算 (36)

4.1.2 热负荷的计算 (37)

4.1.3 计算传热剂用量 (38)

4.2 T-201能量衡算 (38)

4.2.1 焓值计算 (38)

4.2.2 热负荷的计算 (39)

4.2.3 计算传热剂用量 (39)

4.3 T-301能量衡算 (38)

4.3.1焓值计算 (39)

4.3.2 热负荷的计算 (40)

4.3.3计算传热剂用量 (40)

第五章设备工艺计算及选型 (42)

5.1 塔的设计与选型 (42)

5.1.1 T-101的设计与选型 (42)

5.1.2 T-201的设计与选型 (55)

5.1.3 T-301的设计与选型 (70)

第六章设计结果汇总表 (76)

6.1 全塔的物料衡算表........................................................................ .. (74)

6.2全塔的热量衡算表........................................................................ .. (74)

6.3各塔的操作条件

表........................................................................ .. (75)

6.4各塔的冷水用量和蒸汽用量表........................................................................ (76)

第七章小结 (77)

7.1 设计述 (77)

7.2体会和收获 (77)

致谢 (78)

参考文献 (79)

第一章总论

1.1 原料及产品

表1-1 原料组成表

序号原料组分组成，m%

1 甲烷 2.37

2 乙烷16.56

3 乙烯36.25

4 丙烷9.58

5 丙烯30.01

6 丁烯 5.23

(1)产品及其规格（均为mol%）

①乙烯：≥95.0%

②丙烯：≥96%

(2)循环冷却水上水T=35℃，加热用低压饱和蒸汽P=0.8MPa(G)

1.2 装置概况

本装置是1万吨/年轻烃分离装置，原料是含有甲烷，乙烷，乙烯，丙烷，丙烯，丁烯。所要得到的产品是较纯的乙烯和丙烯。生产方法为依据各组分的相对挥发度及物性的不同进行分离和精馏，最终得到符合生产要求的产品。

1.3 原料各组分的性能、用途

1.3.1甲烷

物理性质：甲烷是无色、无味、可燃和微毒的气体。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解很小，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。

化学性质：甲烷燃烧产生明亮的蓝色火焰，然而有可能会偏绿，因为燃甲烷要用玻璃导管，玻璃在制的时候含有钠元素，所以呈现黄色的焰色，甲烷烧起来是蓝色，所以混合看来是绿色。

主要用途：天然气，沼气，用于燃烧供热。

1.3.2乙烯

物理性质：通常情况下，乙烯是一种无色稍有气味的气体，密度为1.25g/L，比空气的密度略小，难溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。

化学性质：主要是加成反应、加聚反应和氧化反应。乙烯可以与卤素单质（液体、水溶液、四氯化碳溶液等）、卤化氢、氢气、水、HCN等加成；加聚生成聚乙烯；乙烯可以被强氧化剂氧化，如：KMnO4溶液。乙烯燃烧则是完全氧化。

主要用途：用于制聚乙烯（自身加成）、聚氯乙烯、醋酸等，还可用来催熟水果。1.3.3乙烷

物化性质：无色气体，气体的相对密度1.56（空气＝1）。液体相对密度0.531（0℃）微溶于水。

化学性质：化学性质很稳定，不容易发生化学反应。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.4～9.5％（体积）。

主要用途：丙烷是裂解乙烯和丙烷的原料，也可用原料和冷冻剂，在有机合成中，可用于制造含氧化合物和低级硝集烷等。

1.3.4丙烯

物理性质：化学式 CH3CH＝CH2 无色略带甜味的气体，沸点-47.7℃，临界温度92℃,临界压力4.56MPa。

化学性质：化学性质活泼，易发生氧化、加成、聚合等反应。

主要用途：是基本有机化工的重要基本原料，工业上主要由烃类裂解所得到的裂解气和石油炼厂的炼厂气分离获得，用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等。用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。

1.3.5丙烷

物化性质：无色气体，气体的相对密度1.56（空气＝1）。液体相对密度0.531（0℃）微溶于水，

化学性质：化学性质很稳定，不容易发生化学反应。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2.4～9.5％（体积）。

主要用途：丙烷是裂解乙烯和丙烷的原料，也可用原料和冷冻剂，在有机合成中，可用于制造含氧化合物和低级硝集烷等。

1.3.6丁烯

物理性质：常态下均为无色气体，不溶于水，溶于有机溶剂。有微弱芳香气味。分子