【正文】 g/h），W丙烷=（kg/h），W C4=（kg/h））脫乙烷塔總物料衡算結(jié)果見表313。采用清晰分割法計(jì)算塔頂和塔底各組分的分布情況，見表37：表37 物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’氫氣甲烷 W’’乙烯 D’ D’乙烷丙烯丙烷C4合計(jì)100D’W’物料衡算：以100kg/h為基準(zhǔn)進(jìn)料，則；；解得：D’=，W’=根據(jù)表37，以100kg/h為進(jìn)料基準(zhǔn)時(shí)，算得的最終塔頂和塔底的分布情況見表38。脫丙烷塔H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8 C4 C5+H2CH4C2H4C2H6C3H6C3H8 C4C3H8 C4 C5+圖31 脫丙烷塔物料衡算流程圖（1） 進(jìn)入塔的物料：①F=(kg/h)（其中F氫氣 =(kg/h)，F(xiàn)甲烷=103(kg/h)，F(xiàn)乙烯=104(kg/h)，F(xiàn)乙烷 =103(kg/h)，F(xiàn)丙烯 =104(kg/h)，F(xiàn)丙烷 =(kg/h)，F(xiàn) C4 =103（kg/h），F(xiàn) C5+ =104（kg/h）） ②（2）出塔的物料：（3）進(jìn)=出已知：%，釜液中丙烷含量≤%,則表32 脫丙烷塔的進(jìn)料、出料組成：（—質(zhì)量分?jǐn)?shù)%，下同）組分aF（%）aD（%）aw（%）氫氣甲烷乙烯乙烷丙烯丙烷≤C4C5+，氫氣、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯為輕組分，丙烷為輕關(guān)鍵組分，C4為重關(guān)鍵組分，C5+為重組分。(二) 產(chǎn)品丙烯的純度：丙烯≥％；%，%，%，乙烯精餾塔塔頂乙烯純度≥％，脫丁烷塔塔頂C4餾分≥％。堿洗后的裂解氣經(jīng)過干燥塔（2）干燥之后后，進(jìn)入脫丙烷塔（3），塔頂分出C3以下餾分，即甲烷、氫、C2餾分和C3餾分，再進(jìn)入Ⅳ段壓縮，然后進(jìn)入加氫脫炔反應(yīng)器（9），之后經(jīng)冷箱（10）進(jìn)入脫甲烷塔（4），塔頂分出甲烷、氫，塔釜是C2以上餾分，送入脫乙烷塔（5）。故而，最終確定的丙烯生產(chǎn)方法是烴類熱裂解法，分離工藝是前脫丙烷前加氫工藝。(2)深冷分離 深冷分離是將裂解氣冷卻到100℃以下，此時(shí)裂解氣中除HCH4以外的其它組分全部被冷凝下來，然后再根據(jù)裂解氣中各低碳烴相對(duì)揮發(fā)度的不同，用精餾的方法逐一進(jìn)行分離[3]。因?yàn)?，我國煉油廠工業(yè)規(guī)模之大、廠家之多，加之烴類裂解制丙烯的技術(shù)相對(duì)較成熟，故本設(shè)計(jì)采用烴類熱裂解法生產(chǎn)丙烯。雖然丙烷脫氫技術(shù)已經(jīng)成熟，但是，我國目前尚不具備建設(shè)丙烷脫氫廠的條件。這可以解決煉廠和石腦油裂解副產(chǎn)的出路問題,還可以增產(chǎn)高附加值的乙烯、丙烯產(chǎn)品,成為近年研究較為活躍的領(lǐng)域。丙烯在酸性催化劑存在下聚合，生成二聚體、三聚體和四聚體的混合物，可用作高辛烷值燃料。不溶于水，溶于有機(jī)溶劑，是一種屬低毒類物質(zhì)。由于本人能力的限制和一些條件的制約，在設(shè)計(jì)的過程中可能不盡完善，請(qǐng)相關(guān)閱讀人士批評(píng)指正。關(guān)鍵詞：丙烯；熱裂解；浮閥塔The Separation Process Design of Propylene of 100,000 tons Liu YangDirector：Cui Xiuyun （College of Chemistry and Chemical Engineering，Huangshan University， Huangshan，Anhui 245041）Abstract: The design is about the separation process of propylene of 100,000 tons. In the design of propylene, it simply introduced the nature, purpose, method of production and separation. Combining the domestic propylene production situation, choose the hydrocarbons heat cracking method to produce acrylic. In the design process, through the various equipment material balance calculations, heat balance calculations,determine the float valve tower process parameters and process index of equipment type selection. At the same time, painted with the control points of the process flow diagram and float valve tower equipment figure.Keywords: Propylene；Thermal Cracking；Float Valve Tower67引言丙烯，是三大合成材料之一，它主要用于生產(chǎn)丙烯晴、異丙烯、丙酮和環(huán)氧丙烷等，而這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于合成纖維、合成塑料、涂料、橡膠、樹脂等高聚物的合成。在設(shè)計(jì)中簡單介紹了丙烯的性質(zhì)、用途、生產(chǎn)方法和分離方法。結(jié)合國內(nèi)丙烯的生產(chǎn)狀況，選擇了烴類熱裂解法生產(chǎn)丙烯。丙烯系列產(chǎn)品的重要性，在基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)中僅次于乙烯系列產(chǎn)品。1．緒論 概述丙烯結(jié)構(gòu)式為： ，其分子量：。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生產(chǎn)丙烯晴、異丙烯、丙酮和環(huán)氧丙烷等。丙烯在酸性催化劑存在下與苯反應(yīng)，生成異丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。(2)丙烷脫氫法 丙烷脫氫是強(qiáng)吸熱過程,可在高溫和相對(duì)低壓下獲得合理的丙烯收率。其原因關(guān)鍵在于能否獲得穩(wěn)定而又相對(duì)低廉的丙烷資源。(1)油吸收精餾分離 利用CC4作為吸收劑，將裂解氣中除了HCH4以外的其它組分全部吸收下來，然后在根據(jù)各組分相對(duì)揮發(fā)度不同，將其逐一分開。其優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高，分離效果好，缺點(diǎn)是但投資較大，流程復(fù)雜，動(dòng)力設(shè)備較多，需要大量的耐低溫合金鋼。(1)生產(chǎn)能力：年產(chǎn)10萬噸丙烯；(2)生產(chǎn)方法：烴類熱裂解法；(3)分離工藝：前脫丙烷前加氫工藝；(4)生產(chǎn)天數(shù)：330天；(5)產(chǎn)品純度：丙烯≥％；(6)操作參數(shù):,操作溫度為按組分組成計(jì)算后的泡點(diǎn)溫度。在脫乙烷塔頂分出乙烯和乙烷，送入乙烯精餾塔（6），通過精餾操作塔頂?shù)靡蚁┊a(chǎn)品，塔釜分出丙烯和丙烷，物料平分為兩股輸送入丙烯精餾塔A（7）與丙烯精餾塔B（8），通過精餾操作塔頂?shù)玫奖┊a(chǎn)品。(三) 計(jì)算基準(zhǔn)（kg/h）：P=1108247。采用清晰分割法 計(jì)算塔頂和塔底各組分的分布情況，見表33：表33 物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’氫氣甲烷乙烯乙烷丙烯丙烷’’C4 D’’C5+合計(jì)100D’W’物料衡算：以100kg/h為基準(zhǔn)進(jìn)料，則：解得：D’=65kg/h， W’=35kg/h根據(jù)表33，以100kg/h為進(jìn)料基準(zhǔn)時(shí)，算得的最終塔頂和塔底的分布情況見表34。表38 最終物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’氫氣甲烷乙烯乙烷丙烯丙烷C4合計(jì)100由表38可得，（kg/h）時(shí)，塔頂和塔底的出料為：F=（kg/h）(其中F氫氣 =（kg/h），F(xiàn)甲烷=103（kg/h），F(xiàn)乙烯=104（kg/h），F(xiàn)乙烷 =103（kg/h），F(xiàn)丙烯 =104（kg/h），F(xiàn)丙烷 =（kg/h），F(xiàn) C4 =（kg/h）)D=%F==（kg/h）（其中D氫氣=（kg/h），D甲烷=（kg/h），D乙烯=（kg/h））W=FD==（kg/h）（其中W甲烷=（kg/h），W乙烯=（kg/h），W乙烷=103（kg/h），W丙烯=104（kg/h），W丙烷=（kg/h），W C4==（kg/h））脫甲烷塔總物料衡算結(jié)果見表39。表313 脫乙烷烷塔物料衡算結(jié)果表：組分FiDiWikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXi甲烷1103103000乙烯000乙烷103103丙烯104105丙烷103000C41030005103總計(jì)111乙烯精餾塔的進(jìn)料中輕組分甲烷只占有極小的比例，故計(jì)算時(shí)可略去不記。表317 乙烯精餾塔物料衡算結(jié)果表：組分FiDiWikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXikg/hkmol/hXi乙烯乙烷103丙烯11030001104總計(jì)111C3H6C3H8 C4H10C3H6C3H8C3H6C3H8 C4H10丙烯精餾塔圖35 丙烯精餾塔物料衡算流程圖由于采用兩個(gè)丙烯精餾塔并聯(lián)制丙烯，且丙烯精餾塔A與丙烯精餾塔B產(chǎn)量相同，故本設(shè)計(jì)只對(duì)丙烯精餾塔A做工藝計(jì)算，B塔各數(shù)據(jù)參見A塔。表320 最終物料在塔底塔頂?shù)姆植记闆r：組分進(jìn)料，F(xiàn)’塔頂，D’塔底，W’C3H6C3H8C4H10（正）0合計(jì)100由表320可得，（kg/h）時(shí)，塔頂和塔底的出料為：F=（kg/h）（其中F丙烯=（kg/h），F(xiàn)丙烷 =（kg/h），F(xiàn)正丁烷 =（kg/h））D=%F==（kg/h）（其中D丙烯=（kg/h）,D丙烷=（kg/h））W=FD==（kg/h）（其中W丙烯=（kg/h），W丙烷=（kg/h），W正丁烷=（kg/h））丙烯精餾塔總物料衡算結(jié)果見表321。③塔底泡點(diǎn)溫度操作壓強(qiáng)：P= =950kPa同上，假設(shè)T=39℃ ，因?yàn)镻=570kPa，查PKT圖[5]得各組分的K值見下表：表44 各組分的K值組分xiKiyi=Kixi乙烯乙烷丙烯11042105∑Kixi=≈，故塔底泡點(diǎn)溫度為39℃。K乙烷KJ/KgK丙烯KJ/KmolK2040表410 汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol203040經(jīng)插值計(jì)算，得表411 插值計(jì)算后液體比熱容數(shù)據(jù)表CP(比熱容)溫度℃丙烯J/mol分析上表，本設(shè)計(jì)設(shè)定脫甲烷塔、脫丙烷塔、,各塔均泡點(diǎn)進(jìn)料。KK丙烯J/molK表416 汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃甲烷KJ/mol乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol10021．2780020其中，90℃經(jīng)插值計(jì)算，得，96℃條件下， KJ/KgK乙烷KJ/KgK966表418 插值計(jì)算后汽化熱數(shù)據(jù)表HV(汽化熱)溫度℃甲烷KJ/mol乙烯KJ/mol乙烷KJ/mol丙烯KJ/mol丙烷KJ/mol正丁烷KJ/mol96622．25塔釜中料液帶出的甲烷含量極小，可略去不計(jì)。K乙烷KJ/KgK2099．0306080其中，20℃與40℃K。K丙烷KJ/KgK KJ/KgK乙烯J/molK正丁烷KJ/KgK。K。K正丁烷KJ/Kg(二)塔頂露點(diǎn)溫度計(jì)算操作壓強(qiáng)：P===同上，假設(shè)T=44℃ ，因?yàn)镻=，查PKT圖[5]得各組分的K值見下表：表53 各組分的K值組分yiKixi= yi ／Ki丙烯丙烷正