天津大學(xué)化工分離工程教案第7章習(xí)題和解答-資料下載頁
2025-01-15 02:44本頁面
【正文】 i C 4 nC 4 C 5 C 6 C 7 合計(jì) 如附圖所示，可以有五種不同的分離方案。根據(jù)沸點(diǎn)差及產(chǎn)品純度考慮，異丁烷和正丁烷之間分離要求最高，應(yīng)將其分離放在最后，故 (a)、(d)、(e)三種流程可不予考慮。根據(jù)產(chǎn)品組成，作流程(b)和(c)中第一塔與第二塔的物料衡算，如下表所示。與流程(c)相比，流程(b)的餾出液與釜液之比更接近于1，因此可認(rèn)為流程(b)可能是較好的方案。 第一塔流率， kmol/h 第二塔流率， kmol/h 餾出液 釜液 餾出液 釜液 流程 (b) 流程 (c) 例 78 附圖 不同塔序的分離方案 [例79] 在以柴油為裂解原料的乙烯裝置中，來自裂解爐的裂解氣經(jīng)廢熱鍋爐和淬冷器急冷后降溫到 200 o C左右進(jìn)入深冷分離系統(tǒng)，裂解氣組成(不計(jì)水蒸氣)見附表1。 例 79附表1 裂解氣組成 組分 摩爾， % 組分 摩爾， % 甲烷 甲基乙炔 +丙二烯 乙烯 碳四 乙烷 碳五 乙炔 碳六 碳八 丙烯 燃料油 丙烷 其它 主要分離產(chǎn)品的規(guī)格為： ①高純度乙烯 乙烯：＞ % (mol)；乙炔：＜ 510 6 （ mol） ②高純度丙烯 丙烯 ＞99. 5% (mol)； 乙烯 ＜ 10 10 6 （ mol） ；乙炔 ＜ 1 10 6 （ mol） ； 甲基乙炔 +丙二烯 ＜ 5 10 6 （mol）。 ③甲烷富氣 甲烷 ＞ 95 % (mol)；乙烯 ＜% (mol)； ④ 碳三液化氣 丙烯 ＜ 15% (mol)；碳四餾分 ＜ 1 % (mol)； ⑤ 碳四餾分 碳三烴 ＜ % (wt)；碳五烴 ＜ % (wt)； ⑥ 碳五及汽油餾分 碳四烴 ＜ %(wt)。 ASTM終沸點(diǎn) 205 0 C。 試以探試法合成可能的分離流程。 解 ：（ 1）加氫方案 產(chǎn)品規(guī)格要求乙炔等有害組分的含量極為嚴(yán)格，允許含量為 1510 6 。用精餾方法達(dá)到這么高的純度是比較困難或不經(jīng)濟(jì)的，因此應(yīng)通過催化加氫使乙炔轉(zhuǎn)化成乙烯和乙烷。催化加氫有兩種工藝，一種是裂解氣全餾分加氫，稱為前加氫，另一種是碳二餾分加氫，稱為后加氫。通過催化加氫方法，還可將甲基乙炔和丙二烯轉(zhuǎn)化成為丙烯和丙烷，作為液化氣使用。 (2)輕烴分離流程的確定 ①由于乙烯與乙烷和丙烯與丙烷兩個(gè)二元混合物中的兩組分間沸點(diǎn)差均很小，故這兩個(gè)二元系統(tǒng)是最難分離的混合物。同時(shí)，乙烯與丙烯的回收率要求也最高，因此根據(jù)探試規(guī)則(2)和(4)，應(yīng)把乙烯與乙烷的分離和丙烯與丙烷的分離放在最后。 ②第一個(gè)分離塔應(yīng)如何切割餾分，根據(jù)不同的探試規(guī)則可以得出不同的結(jié)論： (a)根據(jù)探試規(guī)則（ 1），應(yīng)采用按沸點(diǎn)由低而高，逐個(gè)脫除輕組分的流程，即順序分離流程。我國(guó)從美國(guó)魯默斯公司引進(jìn)乙烯裝置都采用這種流程。 (b)根據(jù)探試規(guī)則（7），應(yīng)減少進(jìn)深冷系統(tǒng)的物料數(shù)量，因此第一個(gè)塔應(yīng)是脫乙烷塔，使比碳二重的餾分都不進(jìn)深冷系統(tǒng)，我國(guó)吉林化工廠乙烯裝置就采用這種前脫乙烷的流程。 (c)根據(jù)探試規(guī)則（6），應(yīng)把容易聚合結(jié)焦的丁二烯首先分離掉，因此應(yīng)采用前脫丙烷流程。我國(guó)上海石油化工股份公司從日本三菱公司引進(jìn)的乙烯裝置就采用這種流程。美國(guó)的斯通韋柏斯特公司和勃朗公司也采用過前脫丙烷流程。 上述三種流程能同時(shí)存在是因?yàn)楦髯杂胁煌膬?yōu)缺點(diǎn)，這些優(yōu)缺點(diǎn)因不同情況而異。由此可見，分離方案的取舍不僅取決于每個(gè)塔系本身能耗的高低，而且還取決于不同分離流程所引起的其他工藝部分能耗的變化。因此，分離流程的確定必須結(jié)合過程特點(diǎn)對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行分析和計(jì)算，才能得出全面而正確的結(jié)論。
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