【正文】 的回流比表311 T101求適宜的R及N計算數(shù)據(jù)表R/RmRXYNN（R+1）以R/Rm為x軸，N（R+1）為y軸作圖可得：圖31 T101最小回流比示意圖由《化工分離工程》[2]7071頁的吉利蘭圖，由圖31得，當R/Rm=，R=, =。由Fensk公式：Nm= （31）（上式中Nm包括再沸器）Nm = =以計算釜液中乙烷的摩爾分率為例，則 === 104kmol/hx乙烷=W乙烷/W=106同理， 釜液異丁烷x異丁烷=104，塔頂正戊烷x正戊烷=104塔頂異戊烷x異戊烷=108，塔頂正己烷x正己烷=109所以塔1101清晰分割是合理的。表38 T101塔底各組分基本數(shù)據(jù)組分正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷,atm123℃122℃所以，=122℃。表37 T101塔頂溫度基本數(shù)據(jù)溫度組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷50℃53℃所以，塔頂溫度取53℃。(二) 計算塔頂、塔底溫度(1) 求塔頂溫度由前面計算得知，應(yīng)用露點方程=1試差求得，其中，= /。管線壓力=。 塔T101物料衡算 T101清晰分割物料衡算令正丁烷為輕關(guān)鍵組分，異戊烷為重關(guān)鍵組分，回收率均為99%，假設(shè)清晰分割，可得下表： 表35 T101清晰分割物料衡算表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計進料質(zhì)量流量kg/h17083質(zhì)量分數(shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分數(shù)mol%100續(xù)表組分丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計塔頂餾出液質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分數(shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分數(shù)mol%100塔釜餾出液質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分數(shù)m%100摩爾流量kmol/h摩爾分數(shù)mol%100 確定塔的操作壓力及溫度(一) 確定回流罐壓力 取=40℃，塔頂采用冷凝器，查得40℃下，塔頂各組分的飽和蒸汽壓，由=/P及泡點方程[2] =1可得：=。表33 T201估算物料平衡表組分進料kmol/h塔頂kmol/h塔釜kmol/h正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計正己烷純度：﹥98%，所以合格。T101取輕關(guān)鍵組分為正丁烷，重關(guān)鍵組分為異戊烷，設(shè)回收率為99%，假設(shè)進料為100kmol/h，則可估算物料平衡表：表32 T101清晰分割物料衡算匯總組分進料kmol/h塔頂kmol/h塔釜kmol/h丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷異己烷正己烷合計100所以組分含量：＜3%，所以合格。 第三章 物料衡算簡捷計算主要步驟：一．假設(shè)滿足清晰分割，進行初步物料衡算二．確定塔的操作壓力及溫度三．確定、四．校核物料平衡五．確定R、N六．確定進料位置七．板式塔還需計算全塔效率及實際板數(shù) 原始數(shù)據(jù)的獲得，每年按開工7200小時計算，則流量為17083kg/h。缺點：A、B兩組份相對揮發(fā)度較近，且放在第一個塔分離，增加了板間汽相流率，造成了塔直徑增加，設(shè)備費用增加。 　　 。 　　。只有流程確定后，其他各項工作才能展開，工藝流程設(shè)計影響各個方面，而各個方面的變化又反過來影響工藝流程的設(shè)計，設(shè)計使工藝流程發(fā)生較大的變化?？梢灶A(yù)見，其市場開發(fā)潛力較大。它具有建站靈活，占地少，可集群管網(wǎng)供氣，儲運安全便捷，價格適宜等優(yōu)勢，具備了向市場推廣的條件。我國的油田和煉廠的輕石腦油資源豐富，“碳五輕石腦油綜合利用技術(shù)”利用廉價的原料生產(chǎn)較高附加值的產(chǎn)品，使石油資源得到合理利用，可給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。目前戊烷產(chǎn)品還沒有國家統(tǒng)一標準，但生產(chǎn)企業(yè)有各自的企業(yè)標準，且與國外同類產(chǎn)品的標準相當。[1]主要生產(chǎn)原料為油田輕烴、原油預(yù)處理裝置的拔頭油、加氫裝置的輕石腦油、重整加氫后的混合烴、煉廠氣分裝置的C5及乙烯裝置裂解副產(chǎn)的C5餾分，也可采用C5醚化后的混合C5分離精制處理得到，也可采用環(huán)戊二烯加氫制得。山東金升有色金屬集團公司已將液化石油氣成功地用于德國克虜伯熔煉爐的銅冶煉工藝代替了原煤氣燃燒工藝減少了硫、磷等雜質(zhì)的危害提高了銅材質(zhì)量。有色金屬冶煉中要求燃料熱質(zhì)穩(wěn)定無燃爐產(chǎn)物無污染而液化石油氣都具備了這些條件。在火場中受熱的容器有爆炸危險其蒸氣比空氣重能在較低處擴散到相當遠的地方遇明火會引著回燃。遇明火、高熱極易燃燒爆炸。(四)正己烷低毒、有微弱的特殊氣味的無色液體，℃，℃；具有一定的毒性，會通過呼吸道、皮膚等途徑進入人體，長期接觸可導(dǎo)致人體出現(xiàn)頭痛、頭暈、乏力、四肢麻木等慢性中毒癥狀，嚴重的可導(dǎo)致暈倒、神志喪失、甚至死亡。南京棲霞山采用五塔精餾生產(chǎn)流程制得發(fā)泡戊烷不僅發(fā)泡率大(達到50%60%)且穩(wěn)定性好、沸點高、能耗小大大提高了發(fā)泡戊烷的附加值。例如在煉廠拔頭油的碳五餾分中主要含有正戊烷和異戊烷。與氧化劑能發(fā)生強烈反應(yīng)，甚至引起燃燒；液體比水輕，不溶于水，可隨水漂流擴散到遠處，遇明火即引起燃燒；屬于低毒類，高濃度可引起眼與呼吸道粘膜輕度刺激癥狀和麻醉狀態(tài)，甚至意識喪失，慢性作用為眼和呼吸道的輕度刺激。產(chǎn)品用途：可以作聚乙烯生產(chǎn)中催化劑的溶劑、可發(fā)性聚苯乙烯的發(fā)泡劑、聚氨酯泡沫體系的發(fā)泡劑、脫瀝青溶劑等；其辛烷值高，可用于汽車、飛機燃料。在煉廠鉑重整拔頭油的碳五餾分中含有異戊烷在催化裂化汽油的碳五餾分中也含有異戊烷(勝利原油中約含2%)工業(yè)級的異戊烷含雜質(zhì)是沸點相近的烷烴、環(huán)烷不飽和烴及水分其不飽和烴用濃硫酸洗滌除去水分用無水氯化鈣、五氧化二磷或金屬鈉等脫水劑脫除工業(yè)生產(chǎn)可用分子篩脫水最后再分餾精制分餾液用高溫活化的硅膠吸附柱除去微量的直鏈烴即得精制異戊烷產(chǎn)品。分子式：C5H12；℃，沸點：℃，相對密度(水=1) ，相對蒸氣密度(空氣=1) ，飽和蒸氣壓(kPa) (℃)， 燃燒熱(kJ/mol) ，臨界溫度(℃) ，臨界壓力(MPa) ；純品為無色透明的易揮發(fā)液體，具有令人愉快的芳香氣味，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機溶劑；極易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸，且對人體具有麻醉及輕度的刺激作用，皮膚長期接觸可發(fā)生輕度皮炎。 產(chǎn)品用途：煉油廠在進行原油催化裂解與熱裂解時所得到的副產(chǎn)品；主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣，可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機燃料[1]。進一步評比的方法有調(diào)優(yōu)合成法和算法合成技術(shù)。在實際設(shè)計中有必要評比若干不同的塔序方案，以明確在該具體條件下哪個因素是主要的。(4)分離很好回收率的組分的塔應(yīng)放在塔序的最后。(2)最困難的分離應(yīng)該放在塔序的最后。使用該方法可免于對所用可能的分離順序進行考察，在不作設(shè)計和設(shè)備費估計的情況下很快地選出較好的分離順序[10]。 分離順序的選擇用經(jīng)驗法確定分離順序。在提餾段，其液相在下降的過程中，其輕組分不斷地提餾出來，使重組分在液相中不斷地被濃縮，在塔底獲得重組分的產(chǎn)品。在精餾塔中，原料從塔中部適當位置進塔，將塔分為兩段，上段為精餾段，不含進料，下段含進料板為提餾段，冷凝器從塔頂提供液相回流，再沸器從塔底提供氣相回流。加壓精餾:對常溫常壓下為氣體的物系(如空氣)進行精餾分離，可采用加壓精餾以提高混合物的沸點。減壓精餾:用于常壓下物系沸點較高，使用高溫加熱介質(zhì)不經(jīng)濟或熱敏性物質(zhì)不能承受的情況。精餾按操作壓力可分為以下三類[6]。 主題 輕烴的分離原理輕烴分離技術(shù)是現(xiàn)在最常用的技術(shù)之一，研究輕烴分離技術(shù)至關(guān)重要。除了熱值高、燃燒排放清潔外，與天然氣和液化石油氣相比，其運輸、貯存、分銷更為方便安全，不僅可作為居民飲食、洗浴、采暖等各種生活用燃氣設(shè)施的氣源，也是機關(guān)、學校、飯店等公用事業(yè)和玻璃、陶瓷、建材、食品等工業(yè)企業(yè)烹飪、采暖、制冷和生產(chǎn)加熱設(shè)施的理想氣源。輕烴具有一系列優(yōu)良的物理化學性質(zhì)。用其所制成的燃氣在使用上和天然氣、液化石油氣是一樣的。液態(tài)輕烴中最輕的部分是CC6，飽和的C5 、C6是鼓泡制氣的最好原料，再重一點的部分就是汽油、煤油和柴油等。天然氣的主要成份是C1，含少量的C2，液化石油氣的主要成份是CC4，它們在常溫常壓下呈氣態(tài)，叫氣態(tài)輕烴。中國石油大學勝利學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄第一章 總 述 1 前言 1 主題 1 輕烴的分離原理 1 分離順序的選擇 2 產(chǎn)品性能用途 2 生產(chǎn)現(xiàn)狀 4 發(fā)展前景 4第二章 工藝流程設(shè)計 6 工藝流程設(shè)計 6 工藝方案 6第三章 物料衡算 8 原始數(shù)據(jù)的獲得 8 塔T101物料衡算 10 T101清晰分割物料衡算 10 確定塔的操作壓力及溫度 11 確定最小回流比 13 確定最適宜的回流比 14 全塔效率及確定實際塔板數(shù) 15 進料溫度及壓力的確定 16 塔T201物料衡算 16 塔T201清晰分割物料衡算 16 確定塔的操作壓力及溫度 17 驗證T201清晰分割是否成立 19 確定最適宜的回流比 19 全塔效率及確定實際塔板數(shù) 20 進料溫度及壓力的確定 21 塔T301物料衡算 22 清晰分割物料衡算 22 確定塔的操作壓力及溫度 23 驗證T301清晰分割是否成立 24 確定最小回流比 25 全塔效率及確定實際塔板數(shù) 26 進料溫度及壓力的確定 27第四章 能量衡算 29 T101能量衡算 29 焓值計算 29 熱負荷的計算 29 計算傳熱劑用量 31 T201 能量衡算 31 焓值計算 31 熱負荷的計算 31 計算傳熱劑用量 32 T301 能量衡算 32 焓值計算 32 熱負荷的計算 32 計算傳熱劑用量 33 三塔熱量衡算表 33第五章 設(shè)備工藝計算及選型 35 T101的設(shè)計與選型 35 塔徑的計算 35 塔高的計算 38 塔體設(shè)計 39 T201的設(shè)計與選型 51 塔徑的計算 51 塔高的計算 54 塔板的設(shè)計與布置 54 T301的設(shè)計與選型 65 塔徑的計算 65 塔高的計算 68 塔板的設(shè)計與布置 68第六章 塔體設(shè)計 80 T101塔體初步設(shè)計 80 初步設(shè)計 80 接管的設(shè)計 80 T201塔體初步設(shè)計 82 初步設(shè)計 82 接管的設(shè)計 82 T301塔體初步設(shè)計 84 初步設(shè)計 84 接管的設(shè)計 84第七章 換熱器的設(shè)計與選型 86 T101換熱器的計算與選型 86 進料換熱器E101的選用 86 塔頂冷凝器E102的選用 86 再沸器E103的選用 87 T201換熱器的計算與選型 87 進料換熱器E201的選用 87 塔頂冷凝器E202的選用 87 再沸器E203的選用 88 T301換熱器的計算與選型 88 進料換熱器E301的選用 88 塔頂冷凝器E302的選用 89 再沸器E303的選用 89第八章 設(shè)計結(jié)果匯總表 90第九章 小 結(jié) 96 設(shè)計陳述 96 體會和收獲 96參考文獻 97致 謝 98第一章 總 述 前言“烴”就是碳、氫兩種元素以不同的比例混合而成的一系列物質(zhì)。其中較輕的部分，就叫做輕烴[6]。C5C16的烴在常溫常壓下是液態(tài)，我們就叫它液態(tài)輕烴。如果把石油按碳原子數(shù)排列起來分成段，第一段就是天然氣，即碳一、碳二；第二段是液化石油氣，即碳三、碳四，這兩段在常溫常壓下呈氣態(tài)，是氣態(tài)輕烴；我們制氣所用的原料主要是油氣田開采過程中以碳五碳六為主的這段伴生副產(chǎn)品，在常溫常壓下呈液態(tài)。輕烴永遠與石油、天然氣共存。輕烴燃氣與天然氣一樣，都是清潔燃料。所以設(shè)計合理優(yōu)化的輕烴分離裝置，在化工生產(chǎn)中占有舉足輕重