【正文】 DWDW? ?????? ??? 或 9 2 .7 5 0 .9 9 6 0 .1 5 2100 DWDW???? ??? 解得： /W kg h? 100 /D k g h? ? ? 丙烷： 38 1 % %WX C H ? ? ? 式中 F —— 原料液流量， kg/h； D —— 塔頂產(chǎn)品（餾出量）流量， /kgh ； W —— 塔底產(chǎn)品（釜殘液）流量， /kgh ； wx —— 釜液中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 由題目給定 ： 54000000/8000=6750kg/h 計算塔釜質(zhì)量組成 設(shè)計比丙烷重的全部在塔底，比丙烷輕的全部在塔頂。 計劃每年生產(chǎn) 54000t 丙烯 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計） 5 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)鍵組分在塔底分出。在塔釜有再沸器作用。 2 丙烯精餾塔的物料衡算及熱量衡算 本設(shè)計的初步流程是把從裝置外脫乙烷塔來的混合物料 1 做為進(jìn)料，送入精餾塔內(nèi)。 丙烯生產(chǎn)新技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 目前增產(chǎn)丙烯的新技術(shù)研究主要集中在四個方面。 （ 2） 醇脫水：是實驗室中制備烯烴的重要方法，在催化劑的作用下，加熱時，醇脫水可以生 成烯烴，醇催化脫水一般分為兩類：液相催化脫水，以濃硫酸為催化劑，加熱時，醇即脫水生成烯烴；氣相催化脫水，以氧化鋁為催化劑，加熱時，醇的蒸汽即在氧化鋁表面上生成烯烴。近年來，中國丙烯工業(yè)都是以進(jìn)口為主，出口相對較少。 丙烯的來源 世界上丙烯的來源有蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯、煉廠催化裂化裝置干氣、丙烷脫氫、甲醇制烯烴以及近年來所開發(fā)的烯烴轉(zhuǎn)化、烯烴易位等工藝。丙烯需求增長速度一直高于乙烯，丙烯及其衍生物需求和產(chǎn)能近年來均以較高的增長率發(fā)展。在所有石油化工原料中，丙烯的產(chǎn)量和消費量增長最快。 丙烯的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展 概況 丙烯是最早被采用的化工原料，也是生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的主要烯烴之一。在今后 10 年中，將有大量以乙烷為原料的裂解裝置生產(chǎn)能力逐漸建立起來，市場供應(yīng)丙烯原料。到 2021 年，中國對丙烯的當(dāng)量需求將達(dá)到 1905 萬噸，供需缺口將達(dá)到 825 萬噸，屆時將還有大量丙烯衍生物進(jìn)口，中國丙烯開發(fā)利用前景的廣闊。從當(dāng)量需求來看，丙烯供需矛盾十分突出。但同期下游裝置對丙烯的需求量年均增長速度將 達(dá)到 %，丙烯資源供應(yīng)略微緊張。預(yù)計 2021 年，乙烯聯(lián)產(chǎn)丙烯的生產(chǎn)能力將達(dá)到約 722 萬噸 /年，丙烯總生產(chǎn)能力將達(dá)到 1080 萬噸 /年。近年來，由于丙烯下游產(chǎn)品的快速發(fā)展，極大的促進(jìn)了中國丙烯需求量的快速增長。丙烯還能直接氧化制取丙酮。與氯在高溫下發(fā)生 ? 氫取代反應(yīng)，生成 3氯 1丙烯，這是制取甘油、樹脂的原料（ ? 位在不同的條件下得到不同的氧化產(chǎn)物）。丙烯與苯發(fā)生傅氏反應(yīng)，生成異丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。在與極性試劑加成時，主要得到符合馬爾可夫尼可夫規(guī)則的產(chǎn)物，如與硫酸加成，主要生成硫酸氫異丙酯，再經(jīng)水解生成異丙醇。高濃度丙烯對人有麻醉作用，濃度較低時，對眼睛和皮膚有刺激作用。 本文就是對精餾塔的一些物料、熱量衡算，工藝計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計及冷制精餾裝置工藝流程圖，設(shè)備裝備圖和塔板負(fù)荷性能圖等。浮閥塔已成為國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型。將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點溫度后送入精餾塔內(nèi)，塔頂上升蒸汽采用全凝汽冷凝，全凝汽主要用于準(zhǔn)備控制回流比，冷凝器在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入貯罐。原料為年產(chǎn)量 54000 噸的產(chǎn)品，其中丙烯的含量為 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù) )，塔頂丙烯的含量為 ％，塔釜殘夜中丙烯的含量不高于 2％。 1）設(shè)計原始數(shù)據(jù)見下表 原始數(shù)據(jù) 組成 進(jìn)料組成 （質(zhì)量分?jǐn)?shù) /%） 塔頂組成 （質(zhì)量分?jǐn)?shù) /%） 塔釜組成 （質(zhì)量分?jǐn)?shù) /%） 丙烯 丙烷 2）操作壓力 p= 3）年開工時間為 8000h； 4）年生產(chǎn)能力 54000t。 2.（論文）的基本要求和內(nèi)容： 1）設(shè)計方案的選擇及流程說明； 2）物料衡算、熱量衡算 ； 3） 塔板數(shù)、塔徑計算； 4） 溢流裝置、塔盤設(shè)計； 5） 流體力學(xué)計算、塔板負(fù)荷性能圖 ； 6）繪制帶控制點的工藝流程圖一張、主體設(shè)備裝配圖一張。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 年產(chǎn) 萬噸丙烯精餾塔的工藝設(shè)計 （論文）的主要任務(wù)及目標(biāo)： 通過本次畢業(yè)設(shè)計加深學(xué)生精餾過程的理解，提高綜合運用知識的能力；掌握本畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容、工程設(shè)計或撰寫論文的步驟和方法；提高制圖能力，學(xué)會應(yīng)用有關(guān)設(shè)計資料進(jìn)行設(shè)計計算和理論分析的方法，以提高學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，逐步增強(qiáng)實際工程訓(xùn)練。 撰寫設(shè)計說明書一份（不少于 8000 字）；繪制主要設(shè)備裝配圖一張；繪制帶控制點的工藝流程圖一張。 7）完成設(shè)計說明書一份（不少于 8000字）。 目 錄 摘 要 ............................................................ I 第 1 章 緒 論 ........................................... 2 丙烯的性質(zhì) ................................................... 2 丙烯的物理性質(zhì) ........................................... 2 丙烯的化學(xué)性質(zhì) ........................................... 2 丙烯的發(fā)展前景 ............................................... 2 丙烯的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展 ........................................... 3 概況 ..................................................... 3 丙烯的來源 ............................................... 3 丙烯的生產(chǎn)方法 ........................................... 3 丙烯生產(chǎn)新技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ............................. 4 第 2 章 丙烯精餾塔的物料衡算及熱量衡算 ................... 4 確定關(guān)鍵組分 ............................................. 5 計算每小時塔頂產(chǎn)量 ....................................... 5 物料衡算計算結(jié)果見表 .................................. 7 塔溫的確定 ................................................... 7 確定進(jìn)料溫度 ............................................. 7 確定塔頂溫度 ............................................. 8 確定塔釜溫度 ............................................. 8 第 3 章 精餾塔板數(shù)及塔徑的計算 .......................... 10 塔板數(shù)的計算 ................................................ 10 最小回流比的計算 ........................................ 10 計算最少理論板數(shù) ........................................ 11 塔板數(shù)和實際回流比的確定 ................................ 11 確定進(jìn)料位置 ................................................ 11 全塔熱量衡算 ................................................ 12 冷凝器的熱量衡算 ........................................ 12 再沸器的熱量衡算 ........................................ 13 全塔熱量衡算 ............................................ 13 板間距離的選定和塔徑的確定 .................................. 14 計算混合液塔頂、塔釜、進(jìn)料的密度及氣體的密度 ............ 14 求液體及氣體的體積流量 .................................. 15 初選板間距及塔徑的估算 .................................. 16 浮閥塔塔板結(jié)構(gòu)尺寸確定 ...................................... 18 塔板布置 ................................................ 18 溢流堰及降液管設(shè)計計算 .................................. 19 塔高的計算 .................................................. 20 第四章 流體力學(xué)計算及塔板負(fù)荷性能圖 .................... 22 水利學(xué)計算 .................................................. 22 塔板總壓力降的計算 ...................................... 22 霧沫夾帶 ................................................ 23 淹塔情況校核 ............................................ 26 浮閥塔的負(fù)荷性能圖 .......................................... 27 霧沫夾帶線 .............................................. 27 液泛線 .................................................. 28 降液管超負(fù)荷線 .......................................... 29 泄露線 .................................................. 29 液相下限線 .............................................. 30 操作點 .................................................. 30 總 論 ................................................. 32 致 謝 ................................................. 33 參考文獻(xiàn) .............................................. 34 附錄 .................................................. 36 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計） I 年產(chǎn) 萬噸丙烯精餾裝置工藝設(shè)計 摘 要 本設(shè)計任務(wù)為設(shè)計一個精餾塔來進(jìn)行丙烯－丙烷混合物的分離，采用連續(xù)操 作方式的浮閥精餾塔。設(shè)計中采用泡點進(jìn)料，操作壓力為(表壓 )。 浮閥塔的優(yōu)點是：生產(chǎn)能力大、操作彈性大、塔板效率高、氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小、塔的造價低。 該 物系屬于分離物系，操作回流比取最小回流比的 倍，塔釜采用間接蒸汽加熱，以提供足夠的熱量，塔底產(chǎn)品冷卻后至貯罐。 關(guān)鍵詞： 丙烯 ，精餾塔，浮閥塔，霧沫夾帶量，開孔率 西北大學(xué)?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計） 2 1 緒 論 丙烯的性質(zhì) 丙烯的物理性質(zhì) 化學(xué)式 C3H6,結(jié)構(gòu)簡式為 CH3CH=CH2,烯烴同系列中第二個成員，是僅次于乙烯和苯的重要有機(jī)工業(yè)原料，丙烯是無色易燃?xì)怏w，帶有甜味，熔點為 ,沸 點為 ；液態(tài)時相對密度為 ；易液化，臨界溫度為 920C，臨界壓力為 ；由于它易燃，與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限為 % ~ %（體積）；遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險，該氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相對遠(yuǎn)的地方，遇火源會著火回燃，燃燒會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳