【正文】 丙烷所占的百分比為 % ??? ?? WP P? 丁烷所占的百分比為 % B ???? WP? 將重量百分比換算成摩爾分?jǐn)?shù) 按下式計算 CCBBAAAAA /// / MMM MX ??? ? ??? (4) 有關(guān)數(shù)據(jù)如表 5 所示： 表 5 各組分子量 組分 分子式 分子量 丙烯 C3H6 丙烷 C3H8 丁烷 C4H10 計算舉例：丙烯進(jìn)料摩爾組成： ????X 同理可以得到各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)列于表 6 表 6 各組分的摩爾分?jǐn)?shù) 計算進(jìn)料量和塔底產(chǎn)量 根據(jù)進(jìn)料、塔頂產(chǎn)量和塔底產(chǎn)量的關(guān)系有： ??? ??????? WPF XWXPXF WPF （ 5） 因為 10000kg/hP ? ,有 ??? ?? ??? WF WF10 000 15 00093 所以得到： 組分 進(jìn)料摩爾數(shù) 塔頂產(chǎn)品摩 爾分?jǐn)?shù) 塔釜液摩爾分?jǐn)?shù) 丙烯 丙烷 丁烷 0 共計 1 1 1 圖 4 精餾塔物料流程圖 年產(chǎn) 8 萬噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計（精餾工段） 第 14 頁 (共 47 頁 ) kg / 4?W k g / 0 84 0 00 0 ???F 從而有關(guān)系圖如圖 4 示 物料衡算結(jié)果列表 綜合以上計算結(jié)果可以得到物料衡算一覽表如表 7 所示： 表 7 物料計算一覽 組分 C3H6 C3H8 C4H10 共計 分子量 — 進(jìn) 料 kg/h kg% 100 Mol% 100 塔 頂 kg/h 0 — Kg% 0 100 Mol% 0 100 塔 釜 kg/h — Kg% 100 Mol% 100 塔溫的確定 計算進(jìn)料溫度 由已知條件知操作壓力為 )絕對壓 力(M P a8 0 ?P 假設(shè)泡點(diǎn)進(jìn)料溫度為 45℃ ，查參考書（ 1） P2022，圖 23 得到平衡常數(shù) K 值如表 8 所示： 表 8 45℃ 下進(jìn)料物料的平衡常數(shù) 進(jìn)料 Xi Ki XiKi C3H6 C3H8 C4H10 共計 1 則有 0 1 6 7 3 1 ???????? ii XK 所以定塔進(jìn)料溫度為 45℃ 。 塔板數(shù)和實際回流比的確定 假定 R 值為 15 則可以由 1min??RRR 查參考書 (2)P293 圖 636 吉利蘭關(guān)聯(lián)圖查得 1min??NNN 計算舉例： 取 R=15 則有 in ???R RR 查圖得 in???N NN 解得 N= 同理可以得到當(dāng)取不同 R 值時 N 的變化列表 13 所示 ： 表 13 不同回流比下對應(yīng)的塔板數(shù) R （ RRmin） /（ R+1） （ NNmin） /（ N+1） N 13 14 15 16 由上表中可以看到塔板數(shù)在 R=～ 15 之間變化為最慢 ∴ 取 ?N 塊考慮到板效率取實際板 100T ?N 塊 計算板效率：按參考資料（ 1） （ 254）式 P141 % ??? NNE (10) 年產(chǎn) 8 萬噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計（精餾工段） 第 18 頁 (共 47 頁 ) 確定進(jìn)料位置 按參考資料 (3)P1356 因為是泡點(diǎn)進(jìn)料，所以用 (733)式 ????????????????????????????????????????1 0 0lo g2 0 gSr2phwlflfhsrNNXXXXPWNN (11) 其中 sN 為提餾段塔板數(shù)， rN 為精餾段 塔板數(shù) 帶入數(shù)據(jù)可以得到： ??????????????? ???????????????????1 0 00 0 3 1 5 9 3 0 6 7 1 0 0 0 0 4 4l o g2 0 o gSr2srNNNN 解得 ?N ?N 所以進(jìn)料位置為從塔頂?shù)?62 塊板進(jìn)料。 計算每小時塔頂產(chǎn)量（每年的操作時間按 8000 小時計算） 由題目給定的原始數(shù)據(jù)可以得到 每小時塔頂?shù)漠a(chǎn)量為 80000000/8000=10000kg/h。 (3)液體丙烯的熱導(dǎo)率關(guān)聯(lián)式 27 T100. 1 2560. 0 006 05 3T0. 2 906λ ????? 式中 λ— 熱導(dǎo)率， W/(m 丙烯的傳遞性質(zhì) (1)氣態(tài)丙烯粘度和熱導(dǎo)率 在臨界點(diǎn)附近以及當(dāng)對比溫度為 1~2 時的高壓狀態(tài)，壓力對氣體粘度的影響非常大。 丙烯的熱力學(xué)性質(zhì) (1)理想氣體定壓熱容方程 310273Gp TTTC ??? ??????? 式中 GpC ——理想氣體定壓熱容， k)J/(mol? ； T——溫度， K。過程論述 第 9 頁 (共 47 頁 ) 4 過程論述 基本原理 丙烯精餾是利用丙烯和丙烷，丙炔（甲基乙炔和丙二烯）揮發(fā)度的差異，實現(xiàn)連續(xù)的高純度分離。但仍需開發(fā)其他丙烯來源，包括丙烷脫氫甲醇制丙烯（ MTP）、烯烴轉(zhuǎn)化（以乙烯和丁烯為原料生產(chǎn)丙烯）技術(shù)等。一般用于異丁烷 (iC4)脫氫制取甲基叔丁基醚 (MTBE)的原料異丁烯和用丙烷 (C3)脫氫制丙烯的工藝。 DCC 技術(shù)是由中石化石油化工科學(xué)研究院 (RIPP)開發(fā)并工業(yè)化， DCC 工藝是常規(guī) FCC 操作與蒸 汽裂解的組合，其工藝條件比 FCC 苛刻 , 操作溫度為 580℃ ，而且是低空速和大汽量，但其對進(jìn)料的丙烯收率可高達(dá) 16%~20%，并還可增產(chǎn)大量丁烯，因此 ,如果需要多生產(chǎn)氣體產(chǎn)品， DCC工藝將會是一條經(jīng)濟(jì)的增產(chǎn)丙烯的技術(shù)路線。近二十年內(nèi) ,新建乙烯裝置規(guī)模增大了一倍。羅姆斯公司開發(fā)的 Ethelene20xx 乙烯工藝得到推廣應(yīng)用。聚丙烯具有優(yōu)良的性能，可替代常規(guī)材料和昂貴的高密度聚乙烯 (HDPE)和丙烯睛 —烯一苯乙烯 (ABS)，在丙烯衍生物中增長速度最快，并且將持續(xù)增長 [7]。丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的重要烯烴之一。由于丙烯的后續(xù)加工過程對丙烯的純度和其中各種雜質(zhì)的含量要求越來越嚴(yán)格，所以在裂解產(chǎn)物的分離系統(tǒng)中，一般要求在丙烯精餾塔塔頂?shù)玫郊兌却笥?%的聚合級丙烯或純度大于 95%的化學(xué)級丙烯。丙烯作為一種重要的有機(jī)化工原料 其下游產(chǎn)品種類繁多，需求量巨大。在丙烯需求增長的同時，生產(chǎn)丙烯的技術(shù)也向多樣化方向發(fā)展。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(wù) 1） 了解石油催化裂化進(jìn)展和技術(shù)裝備的最新動態(tài)； 2） 掌握氣體分餾技術(shù)的共同特點(diǎn)和流程； 3） 設(shè)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(jié)構(gòu)計算； 6） 繪制四張工程圖紙（帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、 精餾塔和再沸器工藝結(jié)構(gòu)裝配圖）； 7） 對本設(shè)計的評述和體會； 8） 外文翻譯。為了達(dá)到產(chǎn)品所要求的規(guī)格，必須脫除這開題報告 Ⅱ 些雜質(zhì)，對裂解氣進(jìn)行凈化。主要方法有催化重整，催化裂化，催化加氫裂化，烴類熱裂解。塔的能量轉(zhuǎn) 化，物料衡算，塔板效率，回流比，塔的反應(yīng)溫度，及其附屬的換熱設(shè)備都是研究的對象。由于催化裂化 (FCC)汽油中的烯烴主要集中在 C5～ C8。C4+烯烴通過反應(yīng)制得丙烯、乙烯和部分丁烯。我國 “九五 ”以來，丙烯的年平均增長率高達(dá) %，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球石化產(chǎn)品年增長率 %的行業(yè)均值。丙烯供應(yīng)量快速增長的主要原因是衍生物聚丙烯的需求高速增長所致。 完成畢業(yè) 論文 (設(shè)計 )所需的條件及上機(jī)時數(shù)要求 需收集有關(guān)物性計算參數(shù)和企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時需安裝并學(xué)會使用繪圖軟件 AutoCAD、 CAXA 和繪圖儀，上機(jī)時數(shù)約 200 小時。 4．畢業(yè) 論文 (設(shè)計 )應(yīng)完成的主要內(nèi)容 （ 1）了解石油催化裂化進(jìn)展和技術(shù)裝備的最新動態(tài) （ 2）掌握氣體分餾技術(shù)的共同特點(diǎn)和流程 （ 3）設(shè)計出合理的精餾工藝流程 （ 4）作出全面的物料平衡和熱量平衡 （ 5）完成丙烯精餾塔和再沸器的工藝結(jié)構(gòu)計算 （ 6）繪制四張工程圖紙（帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、精餾塔和再沸器工藝結(jié)構(gòu)裝配圖） （ 7）對本設(shè)計的評述和體會 （ 8）外文翻譯一篇 5．畢業(yè) 論文 (設(shè)計 )的目標(biāo)及具體要求 Ⅰ （ 1） ~ 收集資料，完成開題報告并提交指 導(dǎo)老師審閱。 長江大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計 (論文 ) 題 目 名 稱 年產(chǎn) 8 萬噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計（精餾工段） 題 目 類 型 畢業(yè)設(shè)計 系 部 專 業(yè) 班 級 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 輔 導(dǎo) 教 師 時 間 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 原始數(shù)據(jù)： 原材料、中間產(chǎn)品、成 品物性數(shù)據(jù)及企業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)。 （ 7） ～ 畢業(yè)答辯，成績評定。近年來全球丙烯需求年增長率達(dá) %，其需求速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過乙烯。全球丙烯產(chǎn)量 1994 年為 3710萬噸， 20xx 年為 6489 萬噸，年平均增長率為 %。 生產(chǎn)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。 ② 回?zé)捿p汽油法。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(shè)計過程應(yīng)考慮的重點(diǎn)。為了滿足生產(chǎn)的需要，又對各個餾分油進(jìn)行二次加工。而且這些雜質(zhì)不除去，進(jìn)入乙烯，丙烯產(chǎn)品，使產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。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。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。 [關(guān)鍵詞 ] 丙烯；精餾；精餾工段；設(shè)計英文摘要 Ⅶ Technologic Design of Annual Production of 80,000 Tons Propylene （ Rectification Section） Student： Department of Chemical Engineering supervison： Department of Chemical Engineering [Abstract] The propylene is one of the important anic industrial chemicals. With the rapid growths of demand of propylene derivative such as polypropylene, the demand of propylene to the society has been increasing year by year. The demand of propylene grows rapidly, meanwhile the technology of propylene also develops to diversity. At present, 66% propylene in the world has e from the installment in which ethylene is produced by the deposition of hydrocarbon steam. And 32% propylene in the world has e from fluidization catalytic cracking (FCC) unit of the refinery． The minority is obtained by the dehydrogenation of propane, other transformation of alkene and the cracking reaction. In this paper, contin