年产量5.4万吨丙烯精馏塔工艺设计说明
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
撰写设计说明书一份（不少于8000字）；绘制主要设备装配图一；绘制带控制点的工艺流程图一。
2.（论文）的基本要求和容：
1）设计方案的选择及流程说明；
2）物料衡算、热量衡算；
3）塔板数、塔径计算；
4）溢流装置、塔盘设计；
5）流体力学计算、塔板负荷性能图；
6）绘制带控制点的工艺流程图一、主体设备装配图一。
2.2.4物料衡算计算结果见表2.57
2.3塔温的确定7
2.3.1确定进料温度7
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
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33百度文库
参考文献34
附录36
年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计
摘
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，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，其余部分经产品冷却器冷却后送入贮罐。
关键词： 丙烯，精馏塔，浮阀塔，雾沫夹带量，开孔率
1
1.1
1.1.1
化学式C3H6,结构简式为CH3-CH=CH2,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 ；易液化，临界温度为920C，临界压力为4.56MPa；由于它易燃，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为 （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。
1.2
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速度将达到5.8%，丙烯资源供应略微紧。到2010年，中国丙烯的表观消费量将到达1049万吨。从当量需求来看，丙烯供需矛盾十分突出。到2010年，丙烯当量需求的年均增长率将达到7.6%，超过丙烯生产能力的增长速度。到2010年，中国对丙烯的当量需求将达到1905万吨，供需缺口将达到825万吨，届时将还有大量丙烯衍生物进口，中国丙烯开发利用前景的广阔。由于聚丙烯（PP）需求的快速增长，亚洲丙烯市场正逐渐趋于供应短缺。在今后10年中，将有大量以乙烷为原料的裂解装置生产能力逐渐建立起来，市场供应丙烯原料。事实上，从全球围来说，丙烯并不短缺，但从亚洲的情景来看，今后几年中亚洲丙烯的需要主要来自北美，北美估计有100万吨/年裂解生产能力，由于目前的港口限制，其中约50万吨/年丙烯出口。
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。
1.1.2
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 -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 -氢取代反应，生成3-氯-1-丙烯，这是制取甘油、树脂的原料（ -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。
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15
3.4.3初选板间距及塔径的估算16
3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定18
毕业设计
题目：年产量为5.4万吨丙烯的精馏工艺装置设计
学生
学 号
指导教师
院 系
专 业
年 级
毕业设计任务书
设计（论文）题目：年产5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计
1.设计（论文）的主要任务及目标：
通过本次毕业设计加深学生精馏过程的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本毕业设计的主要容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。
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
7）完成设计说明书一份（不少于8000字）。
3.设计条件
1）设计原始数据见下表
原始数据
组成
进料组成
（质量分数/%）
塔顶组成
（质量分数/%）
塔釜组成
（质量分数/%）
丙烯
92.75
99.6
<15.2
丙烷
7.25
0.4
2）操作压力p=1.74Mpa
3）年开工时间为8000h；
4）年生产能力54000t。
摘要I
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20
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
2.（论文）的基本要求和容：
1）设计方案的选择及流程说明；
2）物料衡算、热量衡算；
3）塔板数、塔径计算；
4）溢流装置、塔盘设计；
5）流体力学计算、塔板负荷性能图；
6）绘制带控制点的工艺流程图一、主体设备装配图一。
2.2.4物料衡算计算结果见表2.57
2.3塔温的确定7
2.3.1确定进料温度7
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
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33百度文库
参考文献34
附录36
年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计
摘
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，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，其余部分经产品冷却器冷却后送入贮罐。
关键词： 丙烯，精馏塔，浮阀塔，雾沫夹带量，开孔率
1
1.1
1.1.1
化学式C3H6,结构简式为CH3-CH=CH2,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 ；易液化，临界温度为920C，临界压力为4.56MPa；由于它易燃，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为 （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。
1.2
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速度将达到5.8%，丙烯资源供应略微紧。到2010年，中国丙烯的表观消费量将到达1049万吨。从当量需求来看，丙烯供需矛盾十分突出。到2010年，丙烯当量需求的年均增长率将达到7.6%，超过丙烯生产能力的增长速度。到2010年，中国对丙烯的当量需求将达到1905万吨，供需缺口将达到825万吨，届时将还有大量丙烯衍生物进口，中国丙烯开发利用前景的广阔。由于聚丙烯（PP）需求的快速增长，亚洲丙烯市场正逐渐趋于供应短缺。在今后10年中，将有大量以乙烷为原料的裂解装置生产能力逐渐建立起来，市场供应丙烯原料。事实上，从全球围来说，丙烯并不短缺，但从亚洲的情景来看，今后几年中亚洲丙烯的需要主要来自北美，北美估计有100万吨/年裂解生产能力，由于目前的港口限制，其中约50万吨/年丙烯出口。
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。
1.1.2
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 -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 -氢取代反应，生成3-氯-1-丙烯，这是制取甘油、树脂的原料（ -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。
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15
3.4.3初选板间距及塔径的估算16
3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定18
毕业设计
题目：年产量为5.4万吨丙烯的精馏工艺装置设计
学生
学 号
指导教师
院 系
专 业
年 级
毕业设计任务书
设计（论文）题目：年产5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计
1.设计（论文）的主要任务及目标：
通过本次毕业设计加深学生精馏过程的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本毕业设计的主要容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。
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
7）完成设计说明书一份（不少于8000字）。
3.设计条件
1）设计原始数据见下表
原始数据
组成
进料组成
（质量分数/%）
塔顶组成
（质量分数/%）
塔釜组成
（质量分数/%）
丙烯
92.75
99.6
<15.2
丙烷
7.25
0.4
2）操作压力p=1.74Mpa
3）年开工时间为8000h；
4）年生产能力54000t。
摘要I
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20
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