【正文】 ..................................... 2 丙烯的生產技術進展 ........................................... 3 概況 ..................................................... 3 丙烯的來源 ............................................... 3 丙烯的生產方法 ........................................... 3 丙烯生產新技術現(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 確定關鍵組分 ............................................. 5 計算每小時塔頂產量 ....................................... 5 物料衡算計算結果見表 .................................. 7 塔溫的確定 ................................................... 7 確定進料溫度 ............................................. 7 確定塔頂溫度 ............................................. 8 確定塔釜溫度 ............................................. 8 第 3 章 精餾塔板數(shù)及塔徑的計算 .......................... 10 塔板數(shù)的計算 ................................................ 10 最小回流比的計算 ........................................ 10 計算最少理論板數(shù) ........................................ 11 塔板數(shù)和實際回流比的確定 ................................ 11 確定進料位置 ................................................ 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 計算混合液塔頂、塔釜、進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 浮閥塔塔板結構尺寸確定 ...................................... 18 塔板布置 ................................................ 18 溢流堰及降液管設計計算 .................................. 19 塔高的計算 .................................................. 20 第四章 流體力學計算及塔板負荷性能圖 .................... 22 水利學計算 .................................................. 22 塔板總壓力降的計算 ...................................... 22 霧沫夾帶 ................................................ 23 淹塔情況校核 ............................................ 26 浮閥塔的負荷性能圖 .......................................... 27 霧沫夾帶線 .............................................. 27 液泛線 .................................................. 28 降液管超負荷線 .......................................... 29 泄露線 .................................................. 29 液相下限線 .............................................. 30 操作點 .................................................. 30 總 論 ................................................. 32 致 謝 ................................................. 33 參考文獻 .............................................. 34 附錄 .................................................. 36 西北大學?？飘厴I(yè)論文（設計） I 年產 萬噸丙烯精餾裝置工藝設計 摘 要 本設計任務為設計一個精餾塔來進行丙烯－丙烷混合物的分離，采用連續(xù)操 作方式的浮閥精餾塔。 關鍵詞： 丙烯 ，精餾塔，浮閥塔，霧沫夾帶量，開孔率 西北大學專科畢業(yè)論文（設計） 2 1 緒 論 丙烯的性質 丙烯的物理性質 化學式 C3H6,結構簡式為 CH3CH=CH2,烯烴同系列中第二個成員，是僅次于乙烯和苯的重要有機工業(yè)原料，丙烯是無色易燃氣體，帶有甜味，熔點為 ,沸 點為 ；液態(tài)時相對密度為 ；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，該氣體比空氣重，能在較低處擴散到相對遠的地方，遇火源會著火回燃，燃燒會產生一氧化碳、二氧化碳等氣體，不溶于水，溶于有機溶劑。丙烯醛、丙烯酸和丙烯晴分子中具有雙鍵，可以作為單體進行聚合，得到不同性質和用途的高聚物。到 2021 年，中國丙烯的表觀消費量西北大學?？飘厴I(yè)論文（設計） 3 將到達 1049 萬噸。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品，如聚丙烯、環(huán)氧丙烷、異丙醇、丙三醇、丙烯晴和異丙基苯等。 丙烯的生產方法 （ 1） 從裂解氣、煉廠氣中分離：石油化工廠裂解石油得到的石油裂解氣中含有丙烯，煉油廠煉制石油時得到的煉廠氣中含有丙烯，經過一系列的步驟，可以從它們中分離出丙烯，這是工業(yè)上大規(guī)模生產丙烯的方法。流程圖如右圖所示： 原始數(shù)據(jù) 根據(jù)已知條件，設計初始數(shù)據(jù)如 表 所示： 表 原始數(shù)據(jù)列表 物料名稱 進料組成 重量 % 塔頂組成 重量 % 塔釜組成 重量 % 丙烯 丙烷 設定其操作壓力為 P=(表壓 )。 表 各組分的相對分子質量 分子式 相對分子質量 丙烯 36CH 丙烷 38CH 計算舉例： 丙烯進料摩爾組成： 36 0 .9 2 7 5 4 2 .0 8 0 .9 3 0 60 .9 2 7 5 4 2 .0 8 0 .0 7 2 5 4 4 .0 9Fx C H ??? 丙烷進料摩爾組成： 38 1 0 .9 3 0 6 0 .0 6 9 4Fx C H ? ? ? 丙烯塔頂摩爾組成： 38 0 .9 9 6 0 / 4 2 .0 8 0 .9 9 6 20 .9 9 6 0 / 4 2 .0 8 0 .0 0 4 / 4 4 .0 9Dx C H ??? 丙烷塔頂摩爾組成： 38 1 0 .9 9 6 2 0 .0 0 3 8Dx C H ? ? ? 丙烯塔釜摩爾組成： 36 0 . 1 5 2 0 / 4 2 . 0 8 0 . 1 5 8 10 . 1 5 2 0 / 4 2 . 0 8 0 . 8 4 8 0 / 4 4 . 0 9wx C H ??? 丙烷塔釜摩爾組成： 38 1 81 19Fx C H ? ? ? 同理，計算得各組分的摩爾分數(shù)如表 所示。 再假設：塔釜溫度為 49℃ ，查 參考資料 1，圖 135 得 k 值。 西北大學?？飘厴I(yè)論文（設計） 13 再沸器的熱量衡算 依據(jù) 參考資料 6,32 頁式（ 630），再沸器熱損失忽略不計，得 ```W V W LW L mQ V H W H L H? ? ? （ ） ? ?` VW LWV H H?? 式中 WQ —— 再沸器的熱負荷， /kcal h ； 39。 計算舉例：塔頂 對比溫度 3 1 7 .1 5 0 .8 6 9 83 6 4 .6 1 9 2r i c iTT yT? ? ?? 對比壓力 1 8 . 4 0 . 4 0 4 54 5 . 4 8 6 5r i c iPP yP? ? ?? 塔釜 對比溫度 3 2 2 .1 5 0 .8 7 3 33 6 8 .8 6 8 5r i c iTT yT? ? ?? 對比壓力 1 8 . 4 0 . 4 3 2 94 2 . 5 0 2 9r i c iPP yP? ? ?? 式中 cT —— 臨界溫度， K ； cp —— 臨界壓力， aP 。L 初選板間距及塔徑的估算 （ 1）計算塔徑 查 參考資料 6,148 頁表 94，依據(jù)流量初選塔徑 ，板間距為 500mm 。 精餾段閥孔氣速 10 1 .5 0 1 54 4 .3 5 1 3u m s? ?? 提餾段閥孔氣速 10 1 .5 3 04 2 .6 9 6 9u m s? ?? （ 4）確定浮閥數(shù)及開孔率 根據(jù) ud? ? （ ） 式中 N —— 閥孔數(shù)，個； 0d —— 閥孔直徑， 0 ? 。 液體在降液管內的停留時間不應小于 3~5s ，計算結果均滿足要求。 其中氣相負荷 VVLVCV ???? ? （ ） 精餾段 34 4 . 3 5 1 30 . 6 5 4 3 0 . 2 0 9 74 7 6 . 9 4 1 2 4 4 . 3 5 1 3VC m s? ? ?? 提餾段 34 2 . 6 9 6 90 . 7 2 2 9 0 . 2 3 0 74 5 2 . 2 5 2 8 4 2 . 6 9 6 9VC m s? ? ?? 溢流的流程長度 39。 浮閥塔的負荷性能圖 霧沫夾帶線 取霧沫夾帶 10%e? 按夾帶量經驗式計算 ? ? 0 . 9 5 20 . 1 5 9 0 . 0 5 2 1 . 7 210% 5 0 0 0 . 7 0 . 5 8 5 0 0 . 1 4 0 5Lh u?? ???? ???? ??上 精餾段 1 3 .70 .0 1 2 5 10 .0 5 2 1 .7 2Lu h??? ?????上 提餾段 1 3 .70 .0 0 9 2 6 10 .0 5 2 1 .7 2Lu h???