【正文】 由53℃被冷卻至 38℃，同更多的氫氣混合，通過(guò)第二段催化劑床層，出料溫度 57℃，含有不足 5181。 16 來(lái)自第二段的純凈出料送到甲烷汽提塔 DA407，在此汽提出多余的氫氣和甲烷。汽提塔塔頂物料用冷卻水在 EA422 中冷凝送到回流罐。丙烯精餾塔采用雙塔系統(tǒng)，便于設(shè)備維修和操作。精餾塔再沸器的熱量是由循環(huán)急冷水 EA425 或 EA430(低壓蒸汽)提供的。DA410 塔釜溫度為 52℃，塔頂溫度℃。⑾ 丙烯制冷丙烯制冷系統(tǒng)是一個(gè)用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的離心壓縮機(jī) GB501 的四段閉路系統(tǒng)。壓縮機(jī)出口排氣在 EA501 中用冷卻水冷凝。⑿ 乙烯制冷乙烯制冷系統(tǒng)提供三個(gè)冷級(jí):101℃，75℃和63℃ 。使用蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的離心式壓縮機(jī) GB601。出口氣通過(guò)向乙烯精餾塔中沸器 EA603 提供熱量被進(jìn)一步脫過(guò)熱和冷凝。⒀ 廢堿處理單元來(lái)自堿洗塔的廢堿首先在 FA237 中用汽油洗滌，然后貯存在貯罐 FB232 中，再送進(jìn)氧化反應(yīng)器。來(lái)自反應(yīng)器頂?shù)姆磻?yīng)完的出料被引入洗滌塔 DA236，在塔中富氮惰性氣體放空，塔底液體用泵送出并用冷卻水在 EA237 中冷卻。⒁ 裂解汽油加氫單元(DPG 單元)從 C5～200℃裂解汽油中分離出 C5餾分，C 9～200℃組份，剩下的 C6～C 8組份，在使用魯姆斯的一段和二段 DPG 工藝的裂解汽油加氫單元中被加氫。① 脫戊烷塔、脫壬烷塔來(lái)自界區(qū)外的粗裂解汽油送到脫戊烷塔 HDA751，在那里 C5和較輕組分作為塔頂產(chǎn)品被脫除。脫戊烷塔進(jìn)料中所含的水分從塔頂分離并從回流罐的接受器中采出，脫戊烷塔底物流送到 DA7752，再沸器用中壓蒸汽，采用負(fù)壓操作，用壓縮來(lái)的丙烯冷卻塔頂不凝氣，循環(huán) 17 塔底物 C9餾份用塔底循環(huán)泵送往 FB809，塔頂采出 C6～C 8部分送到 FA755，剩余部分送到 UFB855。補(bǔ)充氫氣單獨(dú)充入反應(yīng)器。通過(guò)改變冷卻的循環(huán)液體的比例來(lái)控制反應(yīng)器入口溫度，此溫度需隨著催化劑的活性下降而逐漸提高。用超過(guò)反應(yīng)所需要的過(guò)剩氫氣來(lái)維持反應(yīng)器中氫分壓，未反應(yīng)的氣體同氫氣進(jìn)料中的甲烷和在反應(yīng)器中從液態(tài)產(chǎn)品中分離出來(lái)的氫氣氣體一起被送到壓縮機(jī)吸入罐作為二段的補(bǔ)充進(jìn)料。包括進(jìn)料循環(huán)氣體和補(bǔ)充氫氣的整個(gè)氣相被送到二段反應(yīng)器 ，進(jìn)料中所存的烯烴被加氫，硫化物轉(zhuǎn)化成烴和H2S。催化劑活性隨時(shí)間而降低，需要升高反應(yīng)器入口溫度，當(dāng)操作溫度范圍達(dá)到上限時(shí)，用常規(guī)的蒸汽/空氣方法現(xiàn)場(chǎng)再生催化劑。冷卻后的汽相/液相混合物隨之在高壓閃蒸罐 FA756 中被分離。從汽提塔底部出來(lái)的產(chǎn)品預(yù)熱汽提塔進(jìn)料后經(jīng) EA770 冷卻至 40℃送往 FB857。 工藝條件控制指標(biāo)(1) 裂解爐操作條件的選擇① 物料橫跨溫度提高物料的橫跨溫度有利于降低輻射段熱負(fù)荷。通常，將裂解原料的起始裂解反應(yīng)溫度作為裂解該物料的橫跨溫度。② 稀釋蒸汽比 18 增大稀釋蒸汽比可降低爐管內(nèi)的烴分壓，因而有利于裂解的選擇性，并減少裂解過(guò)程中的結(jié)焦。當(dāng)輕質(zhì)原料裂解時(shí)，稀釋蒸汽～。因此，提高裂解的選擇性對(duì)于已建成的裂解爐而言，其輻射管結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)確定。本次設(shè)計(jì)的管式裂解爐，在裂解原料為乙烷的情況下，裂解深度為50% 時(shí)，爐出口溫度控制在830～840℃，本設(shè)計(jì)的爐出口溫度為840 ℃。但是，由于裂解氣冷卻過(guò)程中將在廢熱鍋爐中形成結(jié)焦，不論在清潔管的情況下廢熱鍋爐出口裂解氣溫度降到什么程度，隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，廢熱鍋爐出口裂解氣溫度將開至某一溫度才趨于平穩(wěn)。當(dāng)裂解原料為乙烷時(shí)，廢熱鍋爐初期出口溫度控制在320～340℃，終期出口溫度控制在380～420℃。表 24 丙烯精餾塔工藝條件參數(shù)工藝條件項(xiàng)目 單位 指標(biāo)塔頂壓力 MPa 塔頂溫度 ℃ 40塔底壓力 MPa 塔底溫度 ℃ 51側(cè)線壓力 MPa 側(cè)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(jì)算條件乙烯收率 %（wt%） ；丙烷產(chǎn)率 %（wt%） ；丙烯產(chǎn)率 %（wt%） ；C 4 產(chǎn)率 %（wt% ） ；輕汽油產(chǎn)率 %（wt% ） ；乙烯產(chǎn)量 10 萬(wàn)噸/ 年。表 34 丙烯精餾塔進(jìn)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(guān)鍵組分的相對(duì)揮發(fā)度LH—組分 i 的相對(duì)揮發(fā)度i 21 = =iH?WiHDi,?iH?iK—組分 i 的相平衡常數(shù)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(jié)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(cè)線物料衡算表組分D+S塔頂 DiyDiK側(cè)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(jì)算側(cè)線以上部分表 37 側(cè)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(cè)線以下部分表 38 側(cè)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(lái)求解丙烯精餾塔分凝器及再沸器的相應(yīng)熱負(fù)荷，以及對(duì)應(yīng)的冷劑和熱劑的用量 各物流對(duì)應(yīng)的焓值通過(guò)查文獻(xiàn)得到，見下表：表 314 各物流對(duì)應(yīng)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(jì)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(duì)塔頂進(jìn)行熱量衡算： LDVCQ??故冷凝器熱負(fù)荷 ﹣10 7 kJ/h?LD對(duì)塔頂進(jìn)行熱量衡算 SWBFQ故再沸器熱負(fù)荷 107kJ/h ?LFSVB塔頂用 30℃的冷卻水冷凝介質(zhì) 2258kJ/kg= kmol/h水?kJ/????）（水?CL塔底再沸器內(nèi)介質(zhì)為 120℃的飽和水蒸汽 ?BLQ?所以 =?BQ丙烯精餾塔熱量衡算結(jié)果表表 315 丙烯精餾塔熱量衡算結(jié)果表項(xiàng)目 數(shù)據(jù)冷凝器熱負(fù)荷 QC ﹣ 107 kJ/h 25 再沸器熱負(fù)荷 QB 107kJ/h冷劑流量 LC 熱劑流量 LB 設(shè)備尺寸衡算與選型 丙烯精餾塔的設(shè)備尺寸計(jì)算與選型(1) 塔板數(shù)的計(jì)算① 最小理論板數(shù)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(shù)為 塊9379min??N② 理論板數(shù) NT 查文獻(xiàn)[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(shù)為 NT=32+84+80=196(2) 精餾塔設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和條件① 塔頂條件下的參數(shù) P= t=40℃該條件下的物性數(shù)據(jù)由文獻(xiàn)[4]和[6] 查得填入下表。s)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。表 331 進(jìn)料物性數(shù)據(jù)表組成ρi(kg/m3)μi(03Pa1 = 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(shù) P= t=51℃該條件下的物性數(shù)據(jù)由文獻(xiàn)[4]和[6] 查得填入下表。s)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。本設(shè)計(jì)選用 250Y 波紋板填料。填料裝入塔內(nèi)時(shí)，上下填料盤的板片方位互相垂直。由于它是規(guī)整填料結(jié)構(gòu)，故壓力降較一般亂堆填料低，因而空塔氣速可以提高。③ 操作彈性大。 97 12(4) 塔徑的計(jì)算① 精餾段流動(dòng)參數(shù) [10]?LVFP?查填料指南 91 頁(yè)圖 48 得 CS=（～）C max [10]取 CS=== 30 ????????m