【正文】 求最小回流比，據(jù)參考書（ 1） P54（ 2136）式 1m inji iPij ???? RaXa ? (8) 最小回流比為 59 91 00 99 Piijm i n ??????????? ? ?a XaR 計(jì)算最小理論板數(shù) 由已知數(shù)據(jù)可以得到： 過程論述 第 17 頁 (共 47 頁 ) 塔頂丙烯 ——丙烷的相對(duì)揮發(fā)度為 塔釜丙烯 ——丙烷的相對(duì)揮發(fā)度為 ??a 則有 1 1 6 1 3 wp ???? aa? 根據(jù)參考書（ 1） P52 式（ 2131） ABWBADBAm in lg/lgaXXXXN ???????? ????????????????? (9) 有 （塊） m i n ??????? ?????????????N 則確定最小的理論塔板數(shù)為 塊。 過程論述 第 15 頁 (共 47 頁 ) 確定塔頂溫度 假設(shè)塔頂露點(diǎn)溫度為 44℃ ，同理查圖得 K 值列于表 9 所示： 表 9 44℃ 下塔頂物料的平衡常數(shù) 塔頂物料 yi≈Xi Ki yi/Ki C3H6 C3H8 C4H10 0 0 共計(jì) 因?yàn)橛???iiKy ，所以頂塔頂溫度為 44℃ 。 物料衡算 確定關(guān)鍵組分 按多組分精餾確定關(guān)鍵組分； 揮發(fā)度高的丙烯作為輕關(guān)鍵組分在塔頂分出； 揮發(fā)度低的丙烷作為重關(guān)鍵組分在塔釜分出。經(jīng)過反應(yīng)后塔頂氣體物料經(jīng)過精餾塔頂冷凝器冷凝后，冷凝液用回流泵抽出，一部分送回精餾塔頂部作為回流，另一部分經(jīng)丙烯冷卻器冷卻至 40℃ 后送出裝置，即為目標(biāo)產(chǎn)物丙烯；而塔底物料大部分為丙烷，經(jīng)過丙烷冷卻器冷卻至 40℃ 后，用丙烷送出泵送出裝置。 此式適用溫度范圍為 113~172K。表 2 列出了氣體丙烯的粘度和熱導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)值： 223K? = g/ml。 實(shí)驗(yàn)值： ol1 8 . 4 1 0 K J / m( 2 2 5 . 7 K ) ol2 3 . 0 9 5 K J / m( 8 7 . 9 K )bVTVT ??ΔHΔH (4)蒸氣壓關(guān)聯(lián)式 2 4 77 8 55 . 9 4 4 5lo g v ??? tP 式中 Pv—蒸氣壓， kPa； T—溫度， ℃ 。由于丙烯分子中含有雙鍵，因此丙烯的化學(xué)性質(zhì)非?；顫? 能發(fā)生聚合反應(yīng)，烴化反應(yīng)等各種具有重要工業(yè)意義的化學(xué)反應(yīng)及其主要的衍生物。在塔中，上升的蒸氣中所含的重組分向液相傳遞，而下降液體中的輕組分向氣相傳遞。 綜上所述，本設(shè)計(jì)從節(jié)省能 量，純度要求等各方面考慮，選用高壓丙烯精餾的常規(guī)工藝流程。方案論證 第 7 頁 (共 47 頁 ) 3 方案論證 丙烯精餾一般可分兩種工藝流程：一種是低壓精餾工藝流程 ,大多采用熱泵系統(tǒng)．另一種是高壓精餾工藝流程，塔頂冷凝多采用水冷，塔釜加熱多采用急冷水加熱． 低壓熱泵工藝流程 （ a）閉式熱泵系統(tǒng) （ b）開式熱泵系統(tǒng) 圖 1 低壓丙烯精餾熱泵流程 1— 丙烯精餾塔； 2— 塔頂冷凝器； 3— 回流罐； 4— 回流泵； 5— 急冷水加熱； 6— 蒸氣制冷壓縮機(jī) ； 上圖中（ a）閉式熱泵系統(tǒng)，由丙烯壓縮機(jī)，再沸器，冷凝器組成封閉循環(huán)系統(tǒng) 。 為了彌補(bǔ)丙烯供應(yīng)的不足。典型的工業(yè)化應(yīng)用工藝有Lummu 公司的 Catofin 工藝及 UOP 公司的 Oleflex 工藝，另外還有 Phillips 公司的STAR 工藝和 Linde 公司 的工藝。目前成熟的低碳飽和烷烴脫氫工藝基本上是催化脫氫法。 DCC 的操作有兩種不同的方式：最大量生產(chǎn)丙烯 (工型 )以及最大量生產(chǎn)異構(gòu)烯烴 (II 型 )，使用 RIPP 開發(fā)的專利沸石催化劑， DCC(工型 )工藝可生產(chǎn) 20%丙烯 ,而 FCC 工藝的丙烯產(chǎn)率為 5%左右。 FCC 裝置增產(chǎn)丙烯 （ 1）常規(guī)催化裂化裝里增產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的途徑 年產(chǎn) 8 萬噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段） 第 4 頁 （共 47 頁） 常 規(guī) FCC 裝置增產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的途徑包括 :① 選擇合適的催化劑 .目前 ,FCC 裝置通常采用 Re 一 USY/USY分子篩提高輕烯烴產(chǎn)率 ,對(duì)于采用產(chǎn)氣助劑的裝置 ,主催化劑的選擇依據(jù)為減少氫轉(zhuǎn)移反應(yīng) ,增加汽油沸程范圍內(nèi)烯烴 .② 使用擇形助劑 .對(duì)于大多數(shù)FCC 裝置而言 ,采用擇形助劑 ZSM 一 5 是提高輕烯烴產(chǎn)率最有效和最簡(jiǎn)便的方法 .③選擇合適的原料 .石蠟基進(jìn)料比環(huán)烷基進(jìn)料能產(chǎn)生更多的低碳烯烴 .④ 優(yōu)化裝置操作 ,達(dá)到更高的苛刻度 .⑤ 改進(jìn)進(jìn)料注人系統(tǒng)和提升管終端設(shè)施 ,減少過度裂化 . （ 2）國外流化催化裂化裝里增產(chǎn)丙烯工藝和技術(shù) 近年來 ,國 外的一些大型石油公司開發(fā)了許多 FCC 增產(chǎn)丙烯工藝和技術(shù) ,如Maxofin 工藝 ,SCC 工藝 , Petro FCC 技術(shù) ,分路噴霧技術(shù) SFI 等 .1998 年 ,Mobil 公司和Kelloge 公司聯(lián)合開發(fā)了 Maxofin 工藝 ,通過高含量 ZSM5 沸石催化劑作為 FCC 催化劑的添加劑 和第二級(jí)提升管中瓦斯油二次裂化相結(jié)合 ,并采用 Atomax2TM 原料噴嘴和封閉旋風(fēng)分離器 ,實(shí)現(xiàn)最大丙烯產(chǎn)率 .該工藝應(yīng)用于加工能力為 1500kt/a 的 FCC 裝置 ,在不需要大量的提升蒸汽或苛刻操作條件下 ,可使米納斯減壓瓦斯油原料的丙烯產(chǎn)率達(dá)到 %,年產(chǎn)丙烯 Lummus 公司開發(fā)了選擇組分裂化 (SCC)工藝 ,該工藝?yán)酶呖量潭?FCC 操作 ,高含量 ZSM 一 5 助劑 ,石腦油組分選擇性循環(huán)裂化 ,使丙烯產(chǎn)率達(dá)到 18%~20%,再利用 SCC 技術(shù)增產(chǎn)的乙烯與丁烯在固定床氣相反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行易位反應(yīng) ,這樣在無需補(bǔ)充乙烯的條件下又可增產(chǎn)丙烯 9%~12%,使丙烯總收率達(dá)25%~30%.UOP 公司開發(fā)了 Petro FCC 技術(shù) ,使用循環(huán)線傳送反應(yīng)器催化劑返回到提升管 ,提高了提升管劑 /油比 ,實(shí)驗(yàn)證明 , 丙烯產(chǎn)率可超過 20%(占進(jìn)料 ).分路噴霧技術(shù) SFI是 ,將原有 FCC 裝置稍加改進(jìn) ,可將部分汽油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴 ,并生產(chǎn)高辛烷值汽油 .SFI的工業(yè)裝置實(shí)驗(yàn)證明 ,在選用 USY催化劑 ,油漿循環(huán)量為 11%,轉(zhuǎn)化率約 %,相比于常規(guī) FCC裝置 ,汽油產(chǎn)率降低 %,汽油辛烷值提高 . （ 3）國內(nèi)流化催化裂化裝里增產(chǎn)丙烯技術(shù) 國內(nèi)對(duì) FCC 裝置增產(chǎn)丙烯的工藝研究較多 ,并已獲得豐碩成果 ,開發(fā)了 DCC, MGG,MIO 工藝 ,使我國煉廠丙烯產(chǎn)量大幅度增長。伊朗國家石化公司規(guī)劃建設(shè)的四套裂解裝 置規(guī)為 1000~1100kt/a。 乙烯裂解裝置規(guī)模趨向大型化、低成本化對(duì)于生產(chǎn)能力為 900kt/a 的乙烯裝置 ,其固定生產(chǎn)成本已由以前 22 美分 /kg 降低到 美分 /kg。 殼牌公司還開發(fā)了延長裂解爐使用壽命的爐管涂層新技術(shù) ,使反應(yīng)爐管使用壽命由 3~6 年延長到 6~10 年。 近幾年蒸汽裂解技術(shù)得到進(jìn)一步提高。 蒸汽裂解技術(shù) 在蒸汽裂解制乙烯過程中，不同原料和操作條件下的丙烯收率不盡相同。丙烯需求的增長主要是由聚丙烯、環(huán)氧丙烷和丙烯酸的增長帶動(dòng)的， 20xx 年全球丙烯需求量為 5818 萬噸，其中聚丙烯的丙烯川量占 60%。面對(duì)丙烯的供不應(yīng)求 人們致力于各種生產(chǎn)丙烯方式的研究。年產(chǎn) 8 萬噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段） 第 2 頁 （共 47 頁） 2 選題背景 課題的來源、目的和意義 丙烯的生產(chǎn)工藝來源于社會(huì)實(shí)際的生產(chǎn)， 丙烯對(duì)人們的生產(chǎn)生活有重大的作用。但熱泵流程需要壓縮機(jī)，投資較大，不利于裝置的長遠(yuǎn)發(fā)展。一般丙烯精餾塔的進(jìn)料為丙烯和丙烷的混合物，其中含有少量的丙炔 (甲基乙炔，丙二烯 )。 丙烯大多以聯(lián)產(chǎn)物或副產(chǎn)物的形式出現(xiàn)。 [關(guān)鍵詞 ] 丙烯；精餾；精餾工段；設(shè)計(jì)英文摘要 Ⅶ Technologic Design of Annual Production of 80,000 Tons Propylene （ Rectification Section） Student： Department of Chemical Engineering supervison： Department of Chemical Engineering [Abstract] The propylene is one of the important anic industrial chemicals. With the rapid growths of demand of propylene derivative such as polypropylene, the demand of propylene to the society has been increasing year by year. The demand of propylene grows rapidly, meanwhile the technology of propylene also develops to diversity. At present, 66% propylene in the world has e from the installment in which ethylene is produced by the deposition of hydrocarbon steam. And 32% propylene in the world has e from fluidization catalytic cracking (FCC) unit of the refinery． The minority is obtained by the dehydrogenation of propane, other transformation of alkene and the cracking reaction. In this paper, continuous production method is taken. But the object of study is the process of rectifying section． The feed of propylene rectification tower is the mixture of propylene and propane， which contains a small amount of propyne (methyl acetylene and propadiene). When it is heated to a specific temperature through a preheater, it is fed into the tower and the towerboard decline in the upper concourse of the liquid return after plate dropped by the end of the inflow tower in the reboiler, traying in each floor， backing up steam and liquid contacted with each other, and transfering mass and heat． When operated, part of liquid from the reboiler at the bottom of tuwer was removed as residual liquid, and some liquid gasification, followed by the steam rising through layers tray. The vapor at top of tower was consadensated after entering the condenser, and some condensate liquid pump used as a return to the top liquid, the rest of the cooler was sent as the top product output. First of all, the material balance and energy balance, to make sure the fundamental parameters of the rectification tower. Then some related design related to the reboiler and condenser was done so as to design the propylene rectifying process. [Keywords] propylene； rectification； rectification section； design 前 言 第 1 頁 (共 47 頁 ) 年產(chǎn) 8 萬噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) （精餾工段） 1 前言 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們物質(zhì)條件的提高 對(duì)有機(jī)產(chǎn)品的需求量也越來越大。在每層塔板上，回