【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 烷 甲烷、乙烷、丙烷 乙烯 丁烷和丁烯 甲基乙炔 丙二烯 1， 3丁二烯 氫氣 甲醇 O2 H2O 總硫 ≥ ％ ≤ vol％ ≤ 100volppm ≤ 10 volppm ≤ 5 volppm ≤ 10volppm ≤ 5 volppm ≤ 10 volppm － ≤ 5 volppm ≤ 5 volppm ≤ 1 volppm 1/月 1/周 3 氫氣 界區(qū) 氫氣 甲烷 O2 ≥ 98wt％ ≤ wt ％ ≤ 5 volppm 1/月 1/周 4 反應(yīng)氣 R0201 氫氣 氮?dú)? 甲烷 乙烷 乙烯 丙烷 丙烯 按需要 1/月 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 10 表 14 原料一覽表 公用工程規(guī)格 主要公用工程規(guī)格 如 下列表所示： 表 15 工藝水 (過(guò)濾水 ) 表 壓 力 + 溫 度 1－ 22 OC Fe2++Fe3+ 氧耗量 4mg/L 溶氧量 ≥ 5mg/L 可溶固體 100mg/L 可溶 SiO2 12mg/L 總硬度 (CaCO3) 1mg/L－ N/L 總堿度 (CaCO3) － N/L 濁度 3 度 PH 表 16 脫鹽水表 壓 力 溫 度 DEW + 20+10 OC HPDEW MPa 20+10 OC 表 17 循環(huán)冷卻水表 壓 力 上水 + 下水 + 溫 度 上水≤ 31 OC 下水≤ 41 OC Fe2++Fe3+ 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 11 氧耗量 12mg/L 可溶固體 300mg/L 可溶 SiO2 36mg/L 總堿度 (CaCO3) 3mg/L－ N/L 總堿度 (CaCO3) － N/L 濁度 10 度 PH 7－ 污垢熱阻 OC/KJ 表 18 電力表 電 壓 型 式 頻 率 高壓 6KV+7％ 三相三線中性點(diǎn)不接地 50+－ Hz 低壓 380/220V+7％ 三相五線中性點(diǎn)接地 50+－ Hz 表 19 氮?dú)獗? 壓 力 溫 度 水含量 油含量 氧含量 13N MPa 環(huán)境溫度 ≤ 5 volppm 無(wú) ≤ 20 volppm 5N Mpa 環(huán)境溫度 ≤ 5 volppm 無(wú) ≤ 20 volppm 2N MPa 環(huán)境溫度 ≤ 5 volppm 無(wú) ≤ 20 volppm 表 110 儀表空氣（無(wú)油）表 壓力 － 溫度 環(huán)境溫度 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 12 露點(diǎn) ≤ 40 OC（ MPa） 油含量 無(wú) 表 111 裝置空氣表 壓力 － 溫度 環(huán)境溫度 表 112 蒸汽凝液表 壓力 + 溫度 100 OC 油含量 無(wú) 硬度 鐵 100 mg/L － － 表 113 蒸汽表 壓 力 溫 度 中壓蒸汽（ 25S） + 250+10 OC 低壓蒸汽 (7S) + 200+10 OC 表 114 消防水表 壓 力 溫 度 低壓消防水 + 1－ 22 OC 高壓消防水 MPa 1－ 22 OC 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 13 第 2 章 工藝計(jì)算 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依據(jù)為： （ 1） 年產(chǎn)量 ： 萬(wàn)噸。 （ 2） 年 工作日： 7200 小時(shí)。 （ 3） 廢膠損失 率： 1％ 。 （ 4） 乙烯、丙烯、 ENB 的單程轉(zhuǎn)化率分別為： ％ 、 ％ 、 ％ 。 （ 5） 乙烯、丙烯、 ENB 的總轉(zhuǎn)化率分別為： ％ ， ％ ， ％ 。 （ 6） 每小時(shí)生產(chǎn)合格膠料量： G= hkg / 92472 00%)11( 85 0000 00 ??? （ 7）主要原料指標(biāo)見(jiàn)下表： 表 21 主要原料一覽表 原 料 指 標(biāo) 乙烯純度 丙 烯純度（含丙烷） ％ ％ （ 8） 乙丙橡膠質(zhì)量組成：乙烯：丙烯： ENB=::。 （ 9） 進(jìn)料中氫氣和乙烯的比值： 1： 10450。 （ 10）各股物料計(jì)算中乙烯、丙烯、乙叉降冰片烯、丙烷、己烷、氫氣、氮?dú)?、膠料組分?jǐn)?shù)下標(biāo)分別為 8。 （ 11） 安托因公式 ： LogPv=A– B/(t+C) 主要原料的安托因子如下表 22所示： 表 22 安托因子一覽表 安托因子 A B C 使用溫度范圍℃ 乙烯 585 255 153— 91 丙烯 247 112— 32 丙烷 108— 25 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 14 己烷 25— 92 氫氣 260— 248 氮?dú)? 219— 183 物料衡算框圖 D0201T0201T0202E0203E0206H1H2H3 BE31 E11E34PH11H12 H13 H14 H15H31 H32精制E33E35E36A1A2A14A12A11A13F1F2A21A22CC1D1D2P E2E3E12E1E32B1V 0202V 0201 21 物料衡算流程 圖 物料衡算及熱量衡算 加料量及去單體回收工段的 量 （ 1） 進(jìn)料量 = ? ?每 小 時(shí) 生 產(chǎn) 的 膠 料 量 膠 料 中 該 組 分 的 百 分 含 量某 組 分 進(jìn) 料 量 該 組 分 總 轉(zhuǎn) 化 率 該 組 分 的 純 度 乙烯的進(jìn)料量 = hkg /.6285%% % ??? hkg / ??氫氣進(jìn)料量 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 15 丙烯的進(jìn)料量 = hkg /%% % ??? 丙烷的進(jìn)料量 = ? ? hkg /%% ??? ENB 的進(jìn)料量 = hkg /%% % ??? 己烷及氮?dú)?進(jìn)料量 如下表 23 所示： 表 23 己烷及氮?dú)膺M(jìn)料量表 序號(hào) H11 H12 H13 H15 H2 H31 H32 己烷 kg/h 550 1925 550 1100 5500 13750 氮?dú)?kg/h （ 2） 去單體回收工段 物料量 ： 各組分回收 物料量 =新鮮進(jìn)料量 反應(yīng)物料量 乙烯回收 物料量 = % 1 9 2 46285 ??? kg/h 丙烯 回收 物料量 = k g / % 1 9 2 5 8 2 ??? 丙烷 回收 物料量 =16. 62 kg/h 氫氣 回收 物料量 =氮?dú)?回收 物料量 =++（ 3） 聚合工段 出料量 膠料的量 =ENB 出料量 =ENB 進(jìn)料量（ 1總轉(zhuǎn)化率） =? ? ? % =（ 4） 過(guò)程 物料 平衡 表 表 24 物料表 （ kg/h） 組分 乙烯 丙烯 丙烷 ENB 己烷 氫氣 氮?dú)? CAT 膠料 總計(jì) 進(jìn)料 6285 回收 出料 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 16 T0201 物料及熱量衡算 1．基礎(chǔ)依據(jù) （ 1）乙丙橡膠的年產(chǎn)量 85000 噸 /年，即 （ 2） T0201 進(jìn)口原料的組成為： 00 00 037 87 654321 ?? ?????? ，WW ，W，W，W，W，WW （ 3）進(jìn)料總量 C= h/92 154 .56k g%12 .9411 924 .8 ??膠料質(zhì)量分?jǐn)?shù) 膠料量 2．物料衡算 （ 1） 進(jìn)料中各組分的量及組分?jǐn)?shù) 某組分流量 =總流量 C該組分質(zhì)量分?jǐn)?shù) 乙烯含量 = % ? =丙烯含量 = % ? =ENB 含量 = ? % =丙烷含量 = 2 9 9% 2 1 5 4 .5 6 ?? kg/h=己烷含量 = % 2 1 5 4 . 5 6 ?? kg/h=氫氣含量 = % 2 1 5 4 . 5 6 ?? kg/h=氮?dú)夂?= % ? =H13+H31+H2=550+5500+=HX 總含量 =膠料含量 = kg/h 塔釜的溫度為 ℃ ,塔頂出料溫度為 ℃ ,按清 析分割法乙烯、丙烯、丙烷、氫氣、氮?dú)獾惹褰M分全部以氣體狀態(tài)從塔頂出料，塔釜流出液中僅包括部分己烷、膠料和 ENB。 （ 2） T0201 塔釜出口物料中各組分的量 ENB 含量 =ENB 進(jìn)料量 = kg/h= kmol/h 己烷含量 =H1+H2+H3H14= kg/h= kmol/h 膠料出料量 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 17 根據(jù)過(guò)程物料衡算 ,進(jìn)入聚合工段的己烷全部從 T0201 塔釜流出。 （ 3） T0201 塔頂出口中各組分的量及組分?jǐn)?shù) 乙烯含量 =乙烯進(jìn)料量 =丙烯含量 =丙烯進(jìn)料量 =丙烷含量 =丙烷進(jìn)料量 = kg/h=己烷含量 =總進(jìn)料量 塔釜出料量 = kg/h= kmol/h 表 25 T0201物料平衡表 項(xiàng)目 C1 D1 D2 組分 質(zhì)量 /kg 摩爾 量 /kmol 質(zhì)量 /kg 摩爾 量/kmol 質(zhì) 量 /kg 摩爾量 /kmol 乙烯 6285 丙烯 ENB 丙烷 己烷 6 氫氣 氮?dú)? CAT 膠料 總量 總量 總計(jì) 3．熱量衡算 （ 1） 選擇溫度為 0℃時(shí)各組分的焓值為 0kJ （ 2）各物質(zhì) 0— t℃ 的平均定壓熱容如下表 26 所示： 表 26 物質(zhì) 0— t℃的平均定壓熱容表 物質(zhì) 乙烯 丙稀 丙烷 己烷 吉林化工學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 18 Cp/ [kj/(kmol K)] 0～ ℃ (g) 0～ 105℃ (g) 0～ 45℃ (l) 0～ ℃ (l) b．進(jìn)料及液化帶進(jìn)熱量 （ 1） C1 進(jìn)料的條件 45℃ ， P=；帶進(jìn)的熱量 1Q : ? ?? tQ pii1 = 0)45()( ???????? = kJ/ （ 2） H2 進(jìn)料條件 T=105℃ ， P=；帶進(jìn)的熱量 2Q : kJ / 8 9 6 3 5 90)105( ?????? ? tQ pii （ 3） 己烷 105℃時(shí)的蒸發(fā)焓 ?? VH 26269kJ/kmol， 液化放出的熱量 3Q : 3 ( = 612 .31 590 .27 =5 789 68 .76 kJ/hvQH ? ? ? ? ?出 料 液 體 量 進(jìn) 料 液 體 量 ） 26269 （ ） （ 4） H13， H31 進(jìn)料條件 T=40℃， P=；帶進(jìn)的熱量 4Q : ? ? 4 7 9 8 ?????? ? tQ pii （ 1） D1 出料溫度 T=℃ ,P=；帶出的熱量 5Q ： ? ?? tQ pii5 )( ????????? = 6kJ/ （ 2） D2 出料條 件 T=℃ ,P=；從塔釜流出的物料中己烷質(zhì)量百分含量達(dá) 90％ ，帶出大部分的熱量。膠料和 ENB 質(zhì)量百分含量約 10％ ，取帶出的熱量為溶劑帶出熱量 5％ 。塔釜出料帶走的熱量 6Q : kJ / 7 8 3 0 7 1 01 .0 50)( ??????? ? tQ pii （ 3） T0201 塔內(nèi)平均溫度 2T =85℃。丙烯，丙烷，己烷在各自的