【正文】 101驗算 6 T201驗算 6 T301驗算 6 裝置原則工藝流程圖 7 生產(chǎn)流程簡述 7第三章 物料衡算 8 T101物料衡算 8 清晰分割 8 操作條件的確定 9 驗證T101清晰分割是否成立 10 確定最小回流比Rm 12 確定最適宜的回流比 12 確定進(jìn)料溫度 13 T201物料衡算 13 清晰分割 13 T201操作條件確定 14 驗證T201清晰分割是否成立 16 確定最小回流比 17 T301的物料衡算 19 清晰分割 19 T301操作條件 20 驗證T301清晰分割是否成立 21 確定最小回流比 21 確定理論塔板數(shù) 22 全塔效率及確定實際板數(shù) 23 確定進(jìn)料溫度及壓力 23 各塔操作條件匯總 24第四章 能量衡算 25 T101能量衡算 25 冷凝器熱負(fù)荷 25 再沸器熱負(fù)荷 26 計算傳熱劑用量 26 T201能量衡算 27 冷凝器熱負(fù)荷 28 再沸器熱負(fù)荷 28 計算傳熱劑用量 29 T301能量衡算 30 冷凝器熱負(fù)荷 30 再沸器熱負(fù)荷 31 計算傳熱劑用量 31第五章 設(shè)備工藝計算及選型 34. 精餾塔的設(shè)計與選型 34 T101的設(shè)計與選型 34 T201的設(shè)計與選型 40 T301的選型與設(shè)計 44 塔體的初步設(shè)計 58 換熱器的計算及選型 60 T101換熱器的計算及選型 60 T201換熱器的計算及選型 61 T301換熱器的計算及選型 62第六章 原材料、動力消耗定額及消耗量 65 原材料 65 動力消耗 65 冷卻水及蒸汽用量 65第七章 設(shè)計結(jié)果匯總 66第八章 小結(jié) 75 設(shè)計陳述 75 體會和收獲 75致謝 76參考文獻(xiàn) 77中國石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 前言 生產(chǎn)任務(wù)情況表11原料組成序號原料組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，m%1丙烷2異丁烷3正丁烷4異戊烷5正戊烷6環(huán)戊烷7異己烷合 計100 產(chǎn)品及規(guī)格：①液化氣：C5及C5+組分含量≤%；②異戊烷：iC50純度≥%；③正戊烷：n C50純度≥%。 通過計算理論塔板數(shù)、回流比、塔的操作壓力、操作溫度、產(chǎn)品流率、塔高、塔徑， 確定了填料塔的填料和板式塔F型浮閥塔板，并進(jìn)行了塔板水力學(xué)的校核計算。另外，輕烴作為一種新型清潔能源，市場前景非?？捎^。所以設(shè)計合理優(yōu)化的輕烴分離裝置，在化工生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。關(guān)鍵詞：輕烴；分離；精餾；設(shè)計ABSTRACT Light hydrocarbon,which has many excellent physical and chemical properties for manufactacturing pharmacy,dye,gasoline and refrigerant, is widely used as raw materials. As a novel clean fuel, light hydrocarbon has a very promising future for , reasonable design optimization of separation device, in chemical light hydrocarbons pivotal status in the production of chemical reaction.The design of the main production process for the separation of light hydrocarbon section in the calcultion. Suit light hydrocarbon fictions from oil refinery were selected,the rational separation sequence was oprimized according the demand for raw materials’ position and the product target. By calculating the required number of theoretical plates, reflux ratio, the tower operating pressure, operating temperature, product flow rate, high tower, tower diameter calculations,it calculate tower on the plate using the Ftype floating valve tray and a tray of checking hydraulics calculation.Keywords: Lighter hydrocarbon。公用工程：排水、供電、供熱、冷凍以及采暖通風(fēng)等。 產(chǎn)品性能用途及市場需求 輕烴主要來自石油煉廠的塔頂油、催化重整油或是溶劑油廠的直餾餾分。液化氣、天然氣、汽油，都是由碳?xì)鋬煞N元素組成，這種由碳?xì)鋬煞N元素組成的物質(zhì)統(tǒng)稱為輕烴。煉油廠生產(chǎn)的碳五是以戊烷為主的液態(tài)烴類混合物。產(chǎn)品用途：可以作聚乙烯生產(chǎn)中催化劑的溶劑、可發(fā)性聚苯乙烯的發(fā)泡劑、聚氨酯泡沫體系的發(fā)泡劑、脫瀝青溶劑等；其辛烷值高，可用于汽車、飛機(jī)燃料。我國的油田和煉廠的輕石腦油資源豐富，“碳五輕石腦油綜合利用技術(shù)”利用廉價的原料生產(chǎn)較高附加值的產(chǎn)品，使石油資源得到合理利用，可給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。可以預(yù)見，其市場開發(fā)潛力較大。我們國家提出貫徹開發(fā)與節(jié)約并重的方針，改善能源結(jié)構(gòu)與布局，依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，因地制宜地開拓可替代氣源、以提高城市現(xiàn)代化，發(fā)展經(jīng)濟(jì)、減少環(huán)境污染、提高城市品位，這將是各級政府主管部門今后的首要任務(wù)。 。（2）生產(chǎn)方案的確定實現(xiàn)輕烴多組分混合物分離根據(jù)各組分相對揮發(fā)度和物性（沸點）不同。缺點：A、B兩組份相對揮發(fā)度較近，且放在第一個塔分離，增加了板間汽相流率，造成了塔直徑增加，設(shè)備費用增加。 T101驗算 T101取輕關(guān)鍵組分為正丁烷，重關(guān)鍵組分為異戊烷。物料平衡計算如下表：表25 T301物料平衡表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷合計進(jìn)料，kmol/h塔頂，kmol/h塔釜，kmol/h 正戊烷：n C50純度=D/D100%=%97% 合理。塔底餾出物B、C、D經(jīng)冷卻器E201后變?yōu)橐合?，進(jìn)入塔T201，分餾后塔頂?shù)玫紹異戊烷組分經(jīng)冷凝后進(jìn)入產(chǎn)品儲罐V202，部分回流至T201。假設(shè)清晰分割作物料衡算。查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》得如下表： 表35 塔底溫度試差表組分正丁烷異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷∑Pixi/PWxi，mol%Pi (100 oC)Pi (90 oC) 由上表數(shù)據(jù)內(nèi)插，可得TW=95℃。綜上，℃，塔底溫度為95℃。表39 T101實際回流比及理論板數(shù)數(shù)據(jù)表R/RmRxYNN（R+1） 表中X=，Y=。 T201物料衡算 清晰分割 T201取重關(guān)鍵組分為正戊烷，輕關(guān)鍵組分為異戊烷，回收率分別為98%，97%。假設(shè)一系列溫度得下表：表313 塔頂溫度基本數(shù)據(jù)組分正丁烷異戊烷正戊烷∑yi/Piyi，mol%PSi(40 oC)PSi(50 oC)PSi(46 oC) 由上表數(shù)據(jù)內(nèi)插，得TD=46℃，即塔頂溫度為46℃。 驗證T201清晰分割是否成立以重關(guān)鍵組分正戊烷為基準(zhǔn)，i=PSi/PHS。 確定最小回流比計算最小回流比由Underwood公式(36)，取飽和進(jìn)料q＝1。表319 T301清晰分割物料衡算表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷合計進(jìn)料質(zhì)量流率kg/h質(zhì)量分率m%100摩爾流率kmol/h 摩爾分率mol%100塔頂餾出液質(zhì)量流率kg/h質(zhì)量分率m%100摩爾流率kmol/h摩爾分率mol%100塔釜液質(zhì)量流率kg/h質(zhì)量分率m%100摩爾流率kmol/h摩爾分率mol%100 T301操作條件水做冷卻劑，因塔頂出料，故取回流罐溫度為40℃，由泡點方程即∑Pixi=PF進(jìn)行試差，查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》得一系列PSi，得下表：表320 回流罐溫度表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷xi，mol%PSi，atm 由上表可得Pb =∑Psixi =。 塔底溫度的確定PW= atm，應(yīng)用泡點方程∑Pi xi = PW=：表322 塔底溫度基本數(shù)據(jù)組分正戊烷環(huán)戊烷異己烷∑Pi xi xi，mol%PSi(60 oC)PSi(70 oC)PSi( oC) 由上表數(shù)據(jù)得，當(dāng)TW=℃時，∑Pi xi≈。 確定最小回流比由Underwood公式(36)，取飽和進(jìn)料q＝1。由芬斯克方程可得：由上式得N精=，N提=則實際精餾段板數(shù)：，圓整為36塊。327 進(jìn)料溫度試差表組分異戊烷正戊烷環(huán)戊烷異己烷∑Pixixi，mol%PSi(40 oC)PSi(50 oC)由上表數(shù)據(jù)內(nèi)插，可得TF= ℃， ℃。 冷凝器熱負(fù)荷體系選取如圖：VQCLD圖41 冷凝器負(fù)荷體系示意 Q=(R+1)D(HV－HLD) （41）=(+1)() =106kmol/h 再沸器熱負(fù)荷 能量衡算范圍如圖：QD QLQWQB QV QFQˊ圖42 再沸器熱負(fù)荷衡算范圍示意 由全塔熱量衡算式：QF+QB+ QL =Qˊ+QD+QV+QW即：FHF+DRHLD+QB=D(R+1)HV +WHW+Qˊ 其中Qˊ=5%max(QB，QC)，令Qˊ=則有 QB=[(R+1)DHV+WHW－FHF－RDHLD ] / （42） =106kmol/h 由于QBQC，所以假設(shè)成立。根據(jù)各部分組成，計算回流罐的焓值HLD，塔頂焓值HV，進(jìn)料焓值HF及塔底焓值HW。 mC=QC/Cp△t =105 kg/h(2)蒸汽用量：(℃)， =可得 mB= QB/=103 kg/h(3)T201的原料冷卻用水量：T201進(jìn)料溫度為 ℃，將T101的塔釜出料有95℃，℃。 冷凝器熱負(fù)荷體系選取如圖：VQCLD圖45 冷凝器負(fù)荷體系示意 Q=(R+1)D(HV－HLD)=(+1)()=106 kJ/h 　再沸器熱負(fù)荷 能量衡算范圍如圖：QD QLQWQB QV QFQˊ圖46 再沸器熱負(fù)荷衡算范圍示意 由全塔熱量衡算式：QF+QB+ QL=Qˊ+QD+QV+QW即：FHF+DRHLD+QB=D(R+1)HV +WHW+Qˊ，其中Qˊ=5%max(QB，QC) 假設(shè) Qˊ= 則：QB= [(R+1)DHV+WHW－FHF－RDHLD ]/ =106 kJ/h 由于QBQC，所以假設(shè)成立?！?Q= GW2 (HW－H﹚=105kJ/hm=Q/Cp△t=1671kg/h表45 T10T20T301能量匯總表項目設(shè)備質(zhì)量流率kg/h熱焓kJ/kg溫度℃熱量kJ/hT101進(jìn)塔進(jìn)料8500106再沸器106小計106出塔冷凝器106塔頂出料105塔釜出料.95106損失105小計106T201進(jìn)塔進(jìn)料106再沸