【正文】 ..................................... 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(shì) ............................. 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。 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)?？飘厴I(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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(guó)丙烯的表觀消費(fèi)量西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 將到達(dá) 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(chǎn)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(chǎn)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(shí)得到的煉廠氣中含有丙烯，經(jīng)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(chǎn)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(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù)如 表 所示： 表 原始數(shù)據(jù)列表 物料名稱 進(jìn)料組成 重量 % 塔頂組成 重量 % 塔釜組成 重量 % 丙烯 丙烷 設(shè)定其操作壓力為 P=(表壓 )。 表 各組分的相對(duì)分子質(zhì)量 分子式 相對(duì)分子質(zhì)量 丙烯 36CH 丙烷 38CH 計(jì)算舉例： 丙烯進(jìn)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(jìn)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(jì)算得各組分的摩爾分?jǐn)?shù)如表 所示。 再假設(shè)：塔釜溫度為 49℃ ，查 參考資料 1，圖 135 得 k 值。 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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(jì)，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(fù)荷， /kcal h ； 39。 計(jì)算舉例：塔頂 對(duì)比溫度 3 1 7 .1 5 0 .8 6 9 83 6 4 .6 1 9 2r i c iTT yT? ? ?? 對(duì)比壓力 1 8 . 4 0 . 4 0 4 54 5 . 4 8 6 5r i c iPP yP? ? ?? 塔釜 對(duì)比溫度 3 2 2 .1 5 0 .8 7 3 33 6 8 .8 6 8 5r i c iTT yT? ? ?? 對(duì)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(jì)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(gè)； 0d —— 閥孔直徑， 0 ? 。 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間不應(yīng)小于 3~5s ，計(jì)算結(jié)果均滿足要求。 其中氣相負(fù)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(zhǎng)度 39。 浮閥塔的負(fù)荷性能圖 霧沫夾帶線 取霧沫夾帶 10%e? 按夾帶量經(jīng)驗(yàn)式計(jì)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???