【正文】 表 各組分的摩爾分?jǐn)?shù) 進(jìn)料 塔頂產(chǎn)品 塔釜液 丙烯 丙烷 共計(jì) （ 2）計(jì)算進(jìn)料量和塔底產(chǎn)品量 項(xiàng) 目 組 分 項(xiàng) 目 組 分 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 根據(jù)進(jìn)料、塔頂產(chǎn)量和塔底產(chǎn)量的關(guān)系有： ? FDF D WF x D x W x???? ? ? ? ? （ ） 已知： 6750 /D kg h? 則 ： ? 67500 . 9 3 0 6 6 7 5 0 0 . 9 9 6 2 0 . 1 5 8 1FW??? ? ? ? ? 解得： kg h? 675 0 573 .12 97 732 297F k g h? ? ? 式中 Fx —— 原料液易揮發(fā)組分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)； Dx —— 餾出液中易揮發(fā)組分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)； Wx —— 釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)。 表 物料衡算 進(jìn)料量 /(kg/h) 餾出液量 /(kg/h) 釜液量 /(kg/h) 丙烯 丙烷 共計(jì) 100 D + F D W?? （ ） 0 .1 5 2 1 5 .2 %7 .2 5 0 .0 0 4 0 .1 5 2100 WDWDW? ?????? ??? 或 9 2 .7 5 0 .9 9 6 0 .1 5 2100 DWDW???? ??? 解得： /W kg h? 100 /D k g h? ? ? 丙烷： 38 1 % %WX C H ? ? ? 式中 F —— 原料液流量， kg/h； D —— 塔頂產(chǎn)品（餾出量）流量， /kgh ； W —— 塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┝髁浚?/kgh ； wx —— 釜液中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 計(jì)劃每年生產(chǎn) 54000t 丙烯 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 物料衡算 確定 關(guān)鍵組分 按多組分精餾確定關(guān)鍵組分；揮發(fā)度高的丙烯作為輕關(guān)鍵組分在塔頂分出；揮發(fā)度低的丙烷作為重關(guān)鍵組分在塔底分出。 2 丙烯精餾塔的物料衡算及熱量衡算 本設(shè)計(jì)的初步流程是把從裝置外脫乙烷塔來的混合物料 1 做為進(jìn)料，送入精餾塔內(nèi)。 （ 2） 醇脫水：是實(shí)驗(yàn)室中制備烯烴的重要方法，在催化劑的作用下，加熱時(shí)，醇脫水可以生 成烯烴，醇催化脫水一般分為兩類：液相催化脫水，以濃硫酸為催化劑，加熱時(shí)，醇即脫水生成烯烴；氣相催化脫水，以氧化鋁為催化劑，加熱時(shí)，醇的蒸汽即在氧化鋁表面上生成烯烴。 丙烯的來源 世界上丙烯的來源有蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯、煉廠催化裂化裝置干氣、丙烷脫氫、甲醇制烯烴以及近年來所開發(fā)的烯烴轉(zhuǎn)化、烯烴易位等工藝。在所有石油化工原料中，丙烯的產(chǎn)量和消費(fèi)量增長最快。在今后 10 年中，將有大量以乙烷為原料的裂解裝置生產(chǎn)能力逐漸建立起來，市場供應(yīng)丙烯原料。從當(dāng)量需求來看，丙烯供需矛盾十分突出。預(yù)計(jì) 2021 年，乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯的生產(chǎn)能力將達(dá)到約 722 萬噸 /年，丙烯總生產(chǎn)能力將達(dá)到 1080 萬噸 /年。丙烯還能直接氧化制取丙酮。丙烯與苯發(fā)生傅氏反應(yīng)，生成異丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。高濃度丙烯對人有麻醉作用，濃度較低時(shí)，對眼睛和皮膚有刺激作用。浮閥塔已成為國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型。原料為年產(chǎn)量 54000 噸的產(chǎn)品，其中丙烯的含量為 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )，塔頂丙烯的含量為 ％，塔釜?dú)堃怪斜┑暮坎桓哂?2％。 2.（論文）的基本要求和內(nèi)容： 1）設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說明； 2）物料衡算、熱量衡算 ； 3） 塔板數(shù)、塔徑計(jì)算； 4） 溢流裝置、塔盤設(shè)計(jì)； 5） 流體力學(xué)計(jì)算、塔板負(fù)荷性能圖 ； 6）繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一張、主體設(shè)備裝配圖一張。 撰寫設(shè)計(jì)說明書一份（不少于 8000 字）；繪制主要設(shè)備裝配圖一張；繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一張。 目 錄 摘 要 ............................................................ I 第 1 章 緒 論 ........................................... 2 丙烯的性質(zhì) ................................................... 2 丙烯的物理性質(zhì) ........................................... 2 丙烯的化學(xué)性質(zhì) ........................................... 2 丙烯的發(fā)展前景 ............................................... 2 丙烯的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展 ........................................... 3 概況 ..................................................... 3 丙烯的來源 ............................................... 3 丙烯的生產(chǎn)方法 ........................................... 3 丙烯生產(chǎn)新技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ............................. 4 第 2 章 丙烯精餾塔的物料衡算及熱量衡算 ................... 4 確定關(guān)鍵組分 ............................................. 5 計(jì)算每小時(shí)塔頂產(chǎn)量 ....................................... 5 物料衡算計(jì)算結(jié)果見表 .................................. 7 塔溫的確定 ................................................... 7 確定進(jìn)料溫度 ............................................. 7 確定塔頂溫度 ............................................. 8 確定塔釜溫度 ............................................. 8 第 3 章 精餾塔板數(shù)及塔徑的計(jì)算 .......................... 10 塔板數(shù)的計(jì)算 ................................................ 10 最小回流比的計(jì)算 ........................................ 10 計(jì)算最少理論板數(shù) ........................................ 11 塔板數(shù)和實(shí)際回流比的確定 ................................ 11 確定進(jìn)料位置 ................................................ 11 全塔熱量衡算 ................................................ 12 冷凝器的熱量衡算 ........................................ 12 再沸器的熱量衡算 ........................................ 13 全塔熱量衡算 ............................................ 13 板間距離的選定和塔徑的確定 .................................. 14 計(jì)算混合液塔頂、塔釜、進(jìn)料的密度及氣體的密度 ............ 14 求液體及氣體的體積流量 .................................. 15 初選板間距及塔徑的估算 .................................. 16 浮閥塔塔板結(jié)構(gòu)尺寸確定 ...................................... 18 塔板布置 ................................................ 18 溢流堰及降液管設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................. 19 塔高的計(jì)算 .................................................. 20 第四章 流體力學(xué)計(jì)算及塔板負(fù)荷性能圖 .................... 22 水利學(xué)計(jì)算 .................................................. 22 塔板總壓力降的計(jì)算 ...................................... 22 霧沫夾帶 ................................................ 23 淹塔情況校核 ............................................ 26 浮閥塔的負(fù)荷性能圖 .......................................... 27 霧沫夾帶線 .............................................. 27 液泛線 .................................................. 28 降液管超負(fù)荷線 .......................................... 29 泄露線 .................................................. 29 液相下限線 .............................................. 30 操作點(diǎn) .................................................. 30 總 論 ................................................. 32 致 謝 ................................................. 33 參考文獻(xiàn) .............................................. 34 附錄 .................................................. 36 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） I 年產(chǎn) 萬噸丙烯精餾裝置工藝設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)計(jì)一個(gè)精餾塔來進(jìn)行丙烯－丙烷混合物的分離，采用連續(xù)操 作方式的浮閥精餾塔。 浮閥塔的優(yōu)點(diǎn)是：生產(chǎn)能力大、操作彈性大、塔板效率高、氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小、塔的造價(jià)低。 關(guān)鍵詞： 丙烯 ，精餾塔，浮閥塔，霧沫夾帶量，開孔率 西北大學(xué)專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 1 緒 論 丙烯的性質(zhì) 丙烯的物理性質(zhì) 化學(xué)式 C3H6,結(jié)構(gòu)簡式為 CH3CH=CH2,烯烴同系列中第二個(gè)成員，是僅次于乙烯和苯的重要有機(jī)工業(yè)原料，丙烯是無色易燃?xì)怏w，帶有甜味，熔點(diǎn)為 ,沸 點(diǎn)為 ；液態(tài)時(shí)相對密度為 ；易液化，臨界溫度為 920C，臨界壓力為 ；由于它易燃，與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為 % ~ %（體積）；遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)，該氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相對遠(yuǎn)的地方，遇火源會(huì)著火回燃，燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳等氣體，不溶于水，溶于有機(jī)溶劑。丙烯與氯和水起加成反應(yīng)，生成 1氯 2丙醇，再與堿反應(yīng)生成環(huán)氧丙烷，它是生產(chǎn)丙二醇、聚酯纖維的原料 .丙烯在酸性催化劑（如硫酸、無水氫氟酸等）存在下聚合，生成二聚體、三聚體和四聚體的混合物，可用做高辛烷值燃料；在齊格勒 納塔催化劑存在下聚合生成高分子聚丙烯，與乙烯共聚合成乙丙橡膠。丙烯醛、丙烯酸和丙烯晴分子中具有雙鍵，可以作為單體進(jìn)行聚合，得到不同性質(zhì)和用途的高聚物。到 2021 年 ，中國將不斷新增大型乙烯生產(chǎn)裝置，同時(shí)煉廠生產(chǎn)能力還將繼續(xù)擴(kuò)大，這將增加丙烯的產(chǎn)出。到 2021 年，中國丙烯的表觀消費(fèi)量西北大學(xué)專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 將到達(dá) 1049 萬噸。由于聚丙烯（ PP） 需求的快速增長，亞洲丙烯市場正逐漸趨于供應(yīng)短缺。一方面廣泛用于制取烷基化合物和疊合汽油，以提高汽油的辛烷值；另一方面大量用于制造化工產(chǎn)品，如聚丙烯、環(huán)氧丙烷、異丙醇、丙三醇、丙烯晴和異