【正文】 工業(yè)出版社 .1988:55~56 [12]石油化學工業(yè)部石油化工規(guī)劃設計院編 ,塔的工藝計算 [M].北京 :石油化學工業(yè)出版社 ,1977 [13]盛若瑜 .丙烯 丙烷分離計算新方法 [J].煉油設計 ,1993,23(3):63~65 [14]李茂軍 .應用 PRO/Ⅱ 軟件提高丙烯精餾塔丙烯收率 [J].煉油設計 ,1996,26(1):61~62 [15]李茂軍 .丙烯精餾塔中丙烯收率及塔板效率的研究 .第八屆 SimSci中國用戶年會 會議論文 ,1996,35~42 [16]何良知等 .用兩種軟件對比計算提高流程模擬質量 .第八屆 SimSci中國用戶年會 會議論文 ,1996,67~75 [17] 楊青云等 . 氣體分餾裝置丙烯精餾塔三種軟件包的計算對比 [J]. 煉油設計 ,20xx,30(8):35~38 [18]路德維希 EE 編著 .化工裝置的工藝設計 (第二版 )[M].北京 :化學工業(yè)出版社 ,1983,26~27 [19]北京化工研究院 “板式塔 ”專題組 .浮閥塔 [M].北京 :燃料化學工業(yè)出版社 ,1975，46～ 48 [20]袁一主編 .化學工程師手冊 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,20xx 四、國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 （一）國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 國際國內近十幾年來對丙烯有著迅猛的需求增長。這種趨勢打破了原有的以聚乙烯為主要石化戰(zhàn)略產品的格局，形成比翼齊飛之勢。全球丙烯產量 1994 年為 3710萬噸， 20xx 年為 6489 萬噸，年平均增長率為 %。我國 “九五 ”以來，丙烯的年平均增長率高達 %，遠遠高于全球石化產品年增長率 %的行業(yè)均值。我國的丙烯生產企業(yè)有 60 多家，年產量在 10 萬噸以上的約 20 家。其中，大部分為煉油廠丙烯開題報告 Ⅱ 生產企業(yè)，乙烯蒸汽裂解生產丙烯的廠家相對較少，以煉 化一體化為主的生產企業(yè)丙烯產量約占全國丙烯總產量的 70%。這其中，催化裂化裝置貢獻最大。催化裂化裝置液化石油氣產品收率約 10%～ 15%，丙烯約占液化石油氣的 20%～ 30%(Wt%)。在催化裂化工藝基礎上，我國相繼開發(fā)成功了多產低分子烯烴 (以丙烯為主 )的催化裂解(Deep Catalytic Cracking，簡稱 DCC)及最大量生產液化石油氣和汽油的 MGG/ARGG工藝，并且實現(xiàn)了工業(yè)化生產。 目前生產丙烯主要工藝如下： ① 石腦油蒸汽裂解法 ； ② 煉廠二次加工重 (渣 )油的催化裂化法 ； ③ 丙烷脫氫法 ；④ 以甲醇為原料 的縮合法 (MTO 法 )等。 生產丙烯的新工藝 —— Propylur 由德國 Lurgi和 SudChemie 共同開發(fā)的新法制取丙烯工藝 Propylur 法可使用多 種原料如輕石腦油、催化裂化汽油、裂解裝置 /催化裂化的選擇加氫的 C4/C5 餾分。C4+烯烴通過反應制得丙烯、乙烯和部分丁烯。 原料中的不可轉化烷烴、芳烴和環(huán)烷烴不發(fā)生反應，而可轉化的烯烴約有 85%發(fā)生反應，產物組成為 30%丁烯、 10%乙烯、約 40%～ 45%為丙烯反應催化劑為SudChemie 特制的沸石型催化劑，此種催化劑還可用于甲醇制丙烯和乙烯工藝。 此 工藝在反應進料中混入大量蒸汽，其作用包括：使反應物料分壓較低；生焦量小，無需連續(xù)再生；抑制膠質形成；潛熱正是吸熱反應所需，可傳輸至反應區(qū)。 增產丙烯的工藝方法： ① 改進催化劑法。改進催化劑，以增產丙烯是近年來催化裂化增產丙烯的熱門方法之一。國內相關研究單位推出了多種系列的增產丙烯催化劑。較高收率及較高選擇性的催化劑一般能使丙烯增產 1%～ 2%(Wt%)。 ② 回煉輕汽油法。由于催化裂化 (FCC)汽油中的烯烴主要集中在 C5～ C8。組分之中，清潔燃料中汽油的烯烴含量被要求在 30%(V%)以下，利用催化裂化吸互收穩(wěn) 定塔抽出富含烯烴的 C5～ C7，組分返回催化裂化提升管底部回煉，使得汽油中的烯烴進一步轉化，達到有效地降低 DCC 汽油烯烴含量并增產丙烯的目的。當汽油回煉量占 4%～ 7%時，丙烯質量產率增加 1 個百分點左右。但是這一回煉方式某種程度上犧牲了部分高辛烷值汽油組分，且回煉使得裝置總體加工處理能力有所下降。 開題報告 Ⅱ （二） 研究的主攻方向 目前制造丙烯的工藝已經卓有成效，現(xiàn)在以及未來的研究方向主要是催化劑的更新。同時隨著石油市場的惡性演變，丙烯的生產工藝將偏向于以天然氣和丙烷為原料，以滿足丙烯的市場需求。 丙烯的精餾是研究和設計的 重點。精餾過程的能耗不可忽視，如何做好其能量的綜合利用與有效分配是此設計過程應考慮的重點。塔的能量轉化，物料衡算，塔板效率，回流比，塔的反應溫度，及其附屬的換熱設備都是研究的對象。 五、主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路 本設計主要是丙烯精餾段的工藝設計。其關鍵是丙烯精餾塔及附屬設備的設計，以及丙烯精餾段的工藝流程的優(yōu)化。 需重點研究的關鍵問題是通過丙烯精餾段的物料衡算和能量衡算，優(yōu)化工藝流程，確定丙烯精餾段流程中設備的工藝結構和尺寸，基本思路如下： （一） 丙烯精餾段流程的確定 原油經過一 次加工，即常壓蒸餾和減壓蒸餾，使石油得到初步的分離。將原油切割成幾個餾分。常壓蒸餾得到氣體，石腦油，煤油，輕柴油，重柴油及常壓重油。常壓重油則經過減壓蒸餾，得到減一線餾分油，減二線餾分油，減三線餾分油，減四線餾分油及減壓渣油。為了滿足生產的需要，又對各個餾分油進行二次加工。主要方法有催化重整，催化裂化，催化加氫裂化，烴類熱裂解。其中通過對相應餾分進行烴類熱裂解或者催化裂化都可以得到丙烯產物。 能制取烯烴的原料有天然氣，煉廠氣，輕油（汽油和煤油），柴油，及重油，經高溫作用發(fā)生裂解得到裂解氣。裂解爐出口的高溫裂 解氣經換熱器冷卻，再經急冷器進一步冷卻后，溫度可以降到 200～ 300℃ 之間。將急冷的裂解氣進一步冷卻到常溫，并在冷卻過程中分餾出裂解氣中的重組分（如：燃料油，裂解汽油，水分），這個環(huán)節(jié)稱為裂解氣的預分餾。 同時，在裂解氣中含有 H2S， CO2， H2O， C2H2， CO 等氣體雜質，來源主要有三個方面：一是原料中帶來；二是裂解反應過程生成；三是裂解氣處理過程引入。這些雜質的含量雖然不大，但是對深冷分離過程是有害的。而且這些雜質不除去，進入乙烯，丙烯產品，使產品達不到規(guī)定的標準。為了達到產品所要求的規(guī)格，必須脫除這開題報告 Ⅱ 些 雜質，對裂解氣進行凈化。主要包括酸性氣體的脫除（一般采用堿洗或者乙醇胺法），脫水（吸附干燥），炔烴脫除（催化加氫溶劑吸收）。 經過預分餾、凈化后所得裂解氣，因其中除含有丙烯外，還含有一定數(shù)量的其它組分，需再經壓縮制冷液化后，進入精餾分離系統(tǒng)。主要流程如上圖所示： 一般丙烯精餾塔的進料為丙烯和丙烷的混合物，含有少量的丙炔（甲基乙炔，丙二烯）。由于丙烯對丙烷相對揮發(fā)度甚低，因而塔板數(shù)較多，回流量大。早期為降低回流比，相應采取較低操作壓力，為節(jié)省能耗，不少采用熱泵流程。近期，由廣泛采用急冷水加熱丙烯精餾塔再沸器， 即節(jié)省能耗，又簡化工藝流程，應節(jié)省投資。在餾分油裂解裝置中，用急冷水加熱的高壓丙烯精餾工藝流程已完全取代了低壓熱泵丙烯精餾工藝流程。高壓丙烯精餾工藝流程如圖 1 所示：其中 1丙烯精餾塔， 2塔頂冷凝器， 3回流罐， 4回流泵， 5急冷水加熱再沸器 圖 1 丙烯精餾段流程圖 （二） 工作任務 1） 了解石油催化裂化進展和技術裝備的最新動態(tài)； 2） 掌握氣體分餾技術的共同特點和流程； 3） 設計合理的精餾工藝流程； 4）做 出全面的物料衡算和熱量衡算； 5） 完成丙烯精餾塔和再沸器的工藝結構計算； 6） 繪制四張工程圖紙（帶控制點工藝流程圖、設備平面布置圖、精餾塔和再沸器工藝結構裝配圖）； 7） 對本設計的評述和體會； 8） 外文翻譯。 開題報告 Ⅱ 六、完成畢業(yè) 設計 (論文 )所必須具備的工作條件 繪圖軟件 AUTOCAD CAXA 和繪圖儀 七、工作的主要階段、進度與時間安排 11 月 20 日 —1 月 08 日，查尋資料并完成開題報告及開題報告答辯； 3 月 15 日 —4 月 30 日，開展設計并完成設計初稿，交指導老師審閱； 5 月 01 日 — 5 月 31 日，完成工程圖繪制電子版，交指導老師審閱； 6 月 01 日 —6 月 15 日，畢業(yè)設計論文裝訂成冊 ，提交評閱老師評閱 ； 6 月 17 日 —6 月 18 日，完成畢業(yè)設計論文答辯； 6 月 19 日 —6 月 20 日，畢業(yè)設計論文資料歸檔，完成整個畢業(yè)設計。 八、指導教師審查意見 指導教師（簽字）： 年 月 日 Ⅲ 長江大學工程技術學院畢業(yè) 設計 (論文 )指導教師評審意見 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 指導教師 職 稱 評審日期 評審參考內容： 畢業(yè)論文 (設計 )的研究內容、研究方法及研究結果， 難度及工作量，質量和水平，存在 的主要問題與不足 。學生的學習態(tài)度和組織紀律，學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設計 )是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯 。 評審意見： 指導教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 Ⅳ 長江大學工程技術學院畢業(yè) 設計 (論文 )評閱教師評語 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論 文 (設計 )題目 評閱教師 職 稱 評閱日期 評閱參考內容： 畢業(yè)論文 (設計 )的研究內容、研究方法及研究結果， 難度及工作量，質量和水平， 存在的主要問題與 不足。學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設計 )是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯 。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 Ⅴ 長江大學工程 技術學院畢業(yè) 設計 (論文 )答辯記錄及成績評定 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 答辯時間 20xx 年 6 月 日 ～ 時 答辯地點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問（分條摘要列舉） 學生 回答情況評判 三、答辯小組對學生答辯成績的評定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設計 )最終成績評定 (依據(jù)指導教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學校關于畢業(yè)論文 (設計 )評 分的相關規(guī)定 ) 等級 (五級制 )： _______ 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 系答辯委員會主任 (簽名 )： 系 (蓋章 ) 中文摘要 Ⅵ 年產 8 萬噸丙烯的生產工藝設計 （精餾工段） 學 生： XXX 化學工程系 指導老師： XXX 化學工程系 [摘要 ] 丙烯是重要的有機化工原料。隨著聚丙烯等丙烯衍生物需求的迅速增長，社會對丙烯的需 求逐年增加。在丙烯需求增長的同時，生產丙烯的技術也向多樣化方向發(fā)展。目前世界上有 66%的丙烯來自烴類蒸汽裂解制乙烯裝置， 32%來自煉油廠流化催化裂化 (FCC)裝置，少量由丙烷脫氫和其他的烯烴轉化和裂化反應得到 [2]。 文章采用連續(xù)生產，研究的只是生產工藝中的精餾工段，丙烯精餾塔的進料為丙烯和丙烷的混合物，含有少量的丙炔 (甲基乙炔，丙二烯 )， 經預熱器加熱到指定的溫度后，送入塔的進料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板下降，最后流入塔的再沸器中。在每層塔板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進行傳質、傳熱。操 作時，從塔底再沸器取出部分液體作為塔釜殘液排出，部分液體氣化，產生的蒸氣依次上升通過各層塔板。塔頂蒸氣進入冷凝器中被冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經冷卻器后被送出作為塔頂產品輸出。 本設計首先對塔進行了物料衡算和能量衡算，確定塔的基本參數(shù)，其次對再沸器和冷凝器也做了相關的設計，以達到對丙烯精餾工段的工藝設計。 [關鍵詞 ] 丙烯；精餾；精餾工段；設計英文摘要 Ⅶ Technologic Design of Annual Production of 80,000 Tons Propylene （ Rectification Section） Student：