【正文】 ........................... 42 ..................................................................... 42 .................................................................... 43 塔徑的確定 ..................................................................................... 45 塔板數(shù)的確定 ................................................................................... 46 IV 第五章 換熱器計(jì)算 ............................................................ 47 ............................................................................ 47 Aspen脫重塔流程 ................................................................. 47 ............................................................................. 47 ..................................................................... 55 。 ............................................................. 58 .................................................................................... 58 浮頭式換熱器的介紹 ....................................................................... 59 換熱器的定型表達(dá) ........................................................................... 60 各設(shè)備重要接管口口徑確定 ........................................................... 60 管徑確定的一般要求 .................................................................... 60 管徑的確定 .................................................................................... 61 第六章 泵的計(jì)算 .............................................................. 61 .................................................................................... 61 泵汽蝕余量的計(jì)算 ...................................................................... 61 泵的揚(yáng)程的計(jì)算 ............................................................................ 62 泵的選型 .......................................................................................... 63 ................................................................................ 63 第七章 物料平衡匯總表 .................................................. 64 物料平衡匯總表 ............................................................................. 64 ............................................................................. 64 結(jié) 論 .................................................................................. 72 V 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................................ 73 致 謝 .................................................................................. 74 附 錄 .................................................................................. 75 齊魯工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 摘 要 我國煉油工藝的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以催化裂化為主，催化裂化的副產(chǎn)物中大約有 60%是碳四餾分，它的主要組分有異丁烷、正丁烷、正丁烯、異丁烯和 2丁烯，其中異丁烷含量可高達(dá) 34%，烯烴含量可達(dá) 40%以上。 近年來，隨著碳四餾分利用的研發(fā)深入和不斷發(fā)展，對催化裂化碳四餾分的需求日益增加。為了更好的提高工業(yè)生產(chǎn)能力，基于投資少，能耗低，效益高的設(shè)計(jì)思路，本文對年產(chǎn) 30 萬噸 MTBE 脫重塔系進(jìn)行模擬研究。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是C4， C5 在脫重塔的分 離，利用 Aspen Plus 軟件進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并對塔系設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型。模擬研究內(nèi)容來自于實(shí)際生產(chǎn) MTBE 過程中的脫重塔系。 脫重塔系主要包括脫重塔，塔頂空冷器和水冷器，回流罐，塔頂采出水冷器，塔底再沸器，塔底采出水冷器。針對 C4 與 C5 氣體的分離，首先經(jīng)過物料衡算得到參考數(shù)據(jù)，然后通過 Aspen Plus 設(shè)計(jì)軟件確定達(dá)到分離要求的各種塔參數(shù)和換熱器的參數(shù)，并對設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)。最后對精餾塔分離后的 C4 與 C5 組分流出物的輸送進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定了泵的型號。 關(guān)鍵詞： C4， C5, 精餾塔 , Aspen Plus 模擬 , 優(yōu)化 齊魯工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 ABSTRACT The characteristic of China39。s oil refining is catalytic cracking process, and the main byproduct is C4 fractions (about 60%). The C4 fractions include isobutane, butane, butylene, isobutene and 2butene. The isobutane content is as high as 34%, and the olefin content can be up to 40%. In recent years, the demand for C4 fractions increased because of the development of C4 utilization. In order to improve industrial production capacity, the good design ideas based on less investment, low energy consumption and high efficiency are needed. In our work, the studies on heavy tower system in the process of 300,000 ton MEBT annual production are carried out. The design is focus on the C4, C5 separation by Aspen Plus simulation. The important contents include process simulation, equipment design and selection. Furthermore, the simulation studies on heavy tower system are from the actual process of MTBE. The heavy tower system include heavy ponents separation tower, air and water cooler on tower top, reflux drum, overhead products cooler, the tower bottom reboiler and bottom products cooler. The raw reference data are obtained through material balance. The suitable parameters for the tower and heat exchanger are obtained by Aspen Plus calculation and optimization, and the corresponding equipments are also designed. Finally, the material handling system is designed, and the right pump model is selected. Key words: C4, C5, rectification tower, Aspen Plus simulation, optimization 齊魯工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第一章 概述 設(shè)計(jì)描述 本設(shè)計(jì)是對 C4 綜合利用，繼 30 萬噸異構(gòu)化項(xiàng)目研究中脫重塔系的研究設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)針對市場對 MTBE 的 巨大 需求，對裂解氣進(jìn)行處理，分離 C4 與 C5 組分，為后面生產(chǎn) MTBE 提供原料，順帶副產(chǎn)品正丁烷和異丁烷等。通過計(jì)算塔，換熱器，泵等設(shè)備參數(shù)，完成對 C4， C5 的模擬分離，達(dá)到分離要求，設(shè)計(jì)附帶工藝管道及儀表流程圖等圖紙完善設(shè)計(jì)。 MTBE綜合分析 MTBE簡介 MTBE（ methyl tertbutyl ether），溶點(diǎn) 109℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，是一種無色、透明、高辛烷值的液體，具有醚樣氣味，是生產(chǎn)無鉛、高辛烷值、含氧汽油的理想調(diào)合組份，作為汽油添加劑已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)普遍使用。它不僅能有效提高汽油辛烷值，而且還能改善汽車性能，降低排氣中 CO 含量，同時(shí)降低汽油生產(chǎn)成本。另外， MTBE 還是一種重要化工原料，如通過裂解可制備高純異丁烯。 MTBE是含氧量為 %的有機(jī)醚類。它的蒸汽比空氣重，可沿地面擴(kuò)散，與強(qiáng)氧化劑共存時(shí)可燃燒。 MTBE 的純度約為 97%~%，分子式為： CH3OC(CH3)3，相對分子量： ， CAS NO.： 1634044。 MTBE的化學(xué)性質(zhì) MTBE用途 （ 1） MTBE（甲基叔丁基醚）作為汽油添加劑已經(jīng)在世界范圍內(nèi)普遍應(yīng)用。它不僅能有效提高汽油辛烷值，而且還能改善汽車性能，降低排氣中 CO 含量，同時(shí)降低汽油生產(chǎn)成本。本裝置生產(chǎn)的 MTBE 將全部用于汽油調(diào)和 表 11 為MTBE 的化學(xué)性質(zhì) 。 （ 2） MTBE 另一個主要用途是通過將 MTBE 裂解生產(chǎn)純度較高的異丁烯。而高純度的異丁烯的用途也越加廣泛，用量增加迅速。 1）異丁烯聚合。低分子量聚異丁烯（ LPIB）由 于熱穩(wěn)定性好、裂解無殘?zhí)?、耐化學(xué)品及耐候等特點(diǎn)，因而被廣泛用于潤滑油添加劑、電絕緣材料、粘合劑、 膩?zhàn)幽z以及其它高聚聚物共混改質(zhì)等領(lǐng)域。特別是近年來，隨著潤滑油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和進(jìn)步，中分子量聚異丁烯（ MPIB）的需求日趨減少，中、高檔二行程 內(nèi)燃機(jī)油及其它領(lǐng)域?qū)?LPIB 的需求量越來越大。 2）以異丁烯為原料生產(chǎn)丁基橡膠。 3）異丁烯水合可以合成叔丁醇；異丁烯氧化可以生成甲基丙烯醛，甲基丙烯醛氧化生成甲基丙烯酸，再和甲醇酯化生成甲基丙烯酸甲酯；異丁烯和甲醛反應(yīng)生成異戊橡膠的單體異戊二烯等。 齊魯工業(yè)大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9