【正文】 位 指標物料橫跨溫度 ℃ 660稀釋蒸汽比 裂解爐出口溫度 ℃ 840廢熱鍋爐出口溫度 ℃ 420(2) 丙烯精餾塔操作條件的選擇丙烯精餾塔工藝條件參數如下表。表 24 丙烯精餾塔工藝條件參數工藝條件項目 單位 指標塔頂壓力 MPa 塔頂溫度 ℃ 40塔底壓力 MPa 塔底溫度 ℃ 51側線壓力 MPa 側線溫度 ℃ 43 19 第三章、 乙烯裝置的物料衡算 物料衡算 裂解裝置的物料衡算⑴ 總物料圖石腦油熱裂解初分餾壓縮堿洗干燥冷卻脫甲烷脫乙烷脫丙烷脫丁烷H2 提純甲烷化C3 餾份加氫丙烯精餾燃料油乙烯精餾汽油乙烯 C4 餾份 丙烯 丙烷圖 31 總物料圖⑵ 計算條件乙烯收率 %（wt%） ；丙烷產率 %（wt%） ；丙烯產率 %（wt%） ；C 4 產率 %（wt% ） ；輕汽油產率 %（wt% ） ；乙烯產量 10 萬噸/ 年。⑶ 物料衡算原料石腦油量：10/%= 萬噸/年丙烷產量：%= 萬噸/年丙稀產量： %= 萬噸/年產量：%= 萬噸/年4C 20 輕汽油產量：%= 萬噸/年 丙烯精餾塔物料衡算⑴ 物料示意圖 DFWS圖 33 物料示意圖⑵ 計算條件丙烯純度：≥%（W t%）丙烷在塔頂的損失率：%（mol%）丙烯在塔底的損失率：%（mol%）丙烯在塔頂的損失率：%（mol%）甲烷在側線的損失率：%（mol%）丙烯精餾塔為飽和氣體進料，其進料見表。表 34 丙烯精餾塔進料組成組成 流量Fi（kmol/h ）yFi（ kmol/h）甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 丁烯 ∑ ⑶ 物料衡算① iHLHWDSSWDSS??lnllnl ?????????????????????????????—輕重關鍵組分的相對揮發(fā)度LH—組分 i 的相對揮發(fā)度i 21 = =iH?WiHDi,?iH?iK—組分 i 的相平衡常數iK式中： ﹣????????丙 烯Sln ????????丙 烷WDSln（% ）= kmol/h， ??丙 烯 丙 烯%=， 表 35 丙烯精餾塔物料衡算結果表組成 甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 丁烯　 　 4 　iH,? 1 　Wi, 1 　 1 　 iSD???????7573951﹣34﹣878　??917 71626 0　 iW0 0 0 　??iSDy? 0　 WiX0 0 0 ② 采用與上面類似的方法求得：（%）= kmol/h， ?甲 烷 ?甲 烷S%= kmol/h， kmol/h丙 烯D丙 烯﹣ ??????丙 烯Sln ??????甲 烷Dln表 36 塔頂側線物料衡算表組分D+S塔頂 DiyDiK側線 siXsiK甲烷6942 1271481 22 乙烯821767099313.7150808243.71乙烷0591662.51343512.51丙烯187.571655 0.99182.975 0.995丙烷8226016424280.84806244040.87③ 最小回流比的計算側線以上部分表 37 側線以上物料衡算表組分 DiXSiSiKSiyfX?全?甲烷 148156985911.8426乙烯3108243.7130571941187乙烷63512.51411881490丙烯 0.995 472丙烷242844040.8738314118 1 q=0Xif???1?? ?側線以下部分表 38 側線以下物料衡算表組分 FiXiDDiXiSSiX全?DiX?甲烷0142 2714811.84269乙烯405567093115080824187374in?iD 23 組分 FiXiDDiXiSSiX全?DiX?乙烷949916613435149047丙烯 55 182.975 472 丙烷20164242880624404 14399丁烯1352 0 0 0 0404 0 q=0qXiF???1?? ?. 熱量衡算丙烯精餾塔熱量衡算 丙烯精餾塔熱流示意圖 QDFWLVSB圖 35 丙烯精餾塔熱流示意圖 熱量衡算采用與脫丙烷塔熱量衡算相同的方法來求解丙烯精餾塔分凝器及再沸器的相應熱負荷，以及對應的冷劑和熱劑的用量 各物流對應的焓值通過查文獻得到，見下表：表 314 各物流對應的焓值組成HFiHDiHViHLiHWiHSi 24 甲烷828181646682乙烯747373535474乙烷434141202242組成HFiHDiHViHLiHWiHSi丙烯717070404370丙烷424141111542丁烯959494606395可計算出各物流的焓值如下： 107kJ/h??ViiVHMQ105 kJ/h?DiiD 107 kJ/hLiiL 106 kJ/hFiiF105 kJ/h?WiiW106 kJ/h?對塔頂進行熱量衡算： LDVCQ??故冷凝器熱負荷 ﹣10 7 kJ/h?LD對塔頂進行熱量衡算 SWBFQ故再沸器熱負荷 107kJ/h ?LFSVB塔頂用 30℃的冷卻水冷凝介質 2258kJ/kg= kmol/h水?kJ/????）（水?CL塔底再沸器內介質為 120℃的飽和水蒸汽 ?BLQ?所以 =?BQ丙烯精餾塔熱量衡算結果表表 315 丙烯精餾塔熱量衡算結果表項目 數據冷凝器熱負荷 QC ﹣ 107 kJ/h 25 再沸器熱負荷 QB 107kJ/h冷劑流量 LC 熱劑流量 LB 設備尺寸衡算與選型 丙烯精餾塔的設備尺寸計算與選型(1) 塔板數的計算① 最小理論板數由 Fensk 方程 1lgmin??????????????LHWDXN?19lgin??????????????LHS上 37lmi?????????????LHFN?中 1lgin??????????????LHW下所以全塔的最小塔板數為 塊9379min??N② 理論板數 NT 查文獻[5]Gilliland ?? R 解得：.i??上上 329.?上同理可得 84?中N80下所以全塔的理論塔板數為 NT=32+84+80=196(2) 精餾塔設計的主要依據和條件① 塔頂條件下的參數 P= t=40℃該條件下的物性數據由文獻[4]和[6] 查得填入下表。表 330 塔頂物性數據表組成ρi(kg/m3)μi(103Pas)σi(103N/m)yDi Ki XDi XDi′甲烷160 0 6197288乙 22 0 3 26 烯 0 9931 .7 2684 6962乙烷220 0 762.55046580丙烯4855 60.9988丙烷470 024280.840289002675丁烯570 0 0.320 0氣相平均分子量 kg/kmol??液相平均分子量 kg/kmol671iLX氣相密度 kg/?PT液相密度 ?iDL?39。1 = kg/m3液相黏度 ?DiDX?液相表面張力 103N/m?iL?② 進料條件下的參數 P=18atm t=45℃該條件下的物性數據由文獻[4]和[6] 查得填入下表。表 331 進料物性數據表組成ρi(kg/m3)μi(03Pas)σi(103N/m)XFi KFiyFi XFi′甲烷1602 0011 9517乙烯2207 040553.75210270乙烷2203 09492.674244丙烯47082 1.01 2丙烷46085 20.9 36丁烯56525 13520.3445970180 27 氣相平均分子量 kg/kmol?? 液相平均分子量 = 氣相密度 kg/?PT 液相密度 ?iFLF?39。1 = kg/m3 液相黏度 ?FiX? 液相表面張力 103N/m?iL?③ 塔底條件下的參數 P= t=51℃該條件下的物性數據由文獻[4]和[6] 查得填入下表。表 332 塔底物性數據表組成ρi(kg/m3)μi(103Pas)σi(103N/m)XWi KWiyWi XWi′甲烷160 0 01 0 0乙烯220 0 04.0 0 0乙烷220 0 02.7 0 0丙烯460 11.14 6丙烷450 70.99 1丁烯555 18980.475922428 氣相平均分子量 ??WiVyM 液相平均分子量 kg/ 氣相密度 kg/?PTW 液相密度 ?iL?39。1= kg/m3LW? 液相黏度 ?WiLX? 28 液相表面張力 103N/m??WiLX?④ 精餾段的物性參數氣相平均分子量 ??? 液相平均分子量 ?? 氣相密度 ?液相密度 kg/m3??液相黏度 ???????液相表面張力 103N/??LL?⑤ 提餾段的物性參數氣相平均分子量 kg/kmol???液相平均分子量 kg/kmol??氣相密度 ?液相密度 ??液相黏度 ??????液相表面張力 103N/??LL?⑥ 精餾段流量?RDLkg/?mm3/?Lh?m3/s136.?S???DRVkg/??mm3/?Vh? 29 m3/.?SV⑦ 提餾段流量kmol/.????FLqkg/?mm3/???Lh?m3/s.?S????VFqVkg/????mm3/?m3/s103?S(3) 填料的選取填料是填料塔的核心構件，它提供了氣液相接觸傳質與換熱的表面，與塔內件一起決定了填料塔的性能，填料主要分散裝填料和規(guī)整填料兩大類。本設計選用 250Y 波紋板填料。波紋填料屬于規(guī)整填料。填料裝入塔內時，上下填料盤的板片方位互相垂直。此種填料的優(yōu)點為：① 壓力降小，生產能力大。由于它是規(guī)整填料結構，故壓力降較一般亂堆填料低，因而空塔氣速可以提高。② 由于其結構緊湊，具有很大的比表面，且填料的結構能促進氣、液分布均勻化，使傳質效率提高。③ 操作彈性大。250Y 波紋板填料幾何特性查文獻[10]如下：表 333 250Y 波紋板填料幾何特性型號比表面積/（ m2/m3）波紋傾角孔隙率 %峰高 /mm250Y250 45176。 97 12(4) 塔徑的計算① 精餾段流動參數 [10]?LVFP?查填料指南 91 頁圖 48 得 CS=（～）C max [10]取 CS=== 30 ????????m