丙烯精制塔工艺设计-复制

丙烯精制塔工艺设计-复制内容摘要：

的计算 ........................................................................................... 52 物沫夹带校核 ................................................................................................... 53 液泛校核 ........................................................................................................... 53 塔板负荷性能图 .................................................................................................... 54 塔高的确定 ............................................................................................................. 56 66 塔板结构尺寸设计结果汇总 ................................................................................. 57 7 设备附属选型 .............................................................................................................. 58 丙烯精制塔附属设备选型计算 ............................................................................ 58 丙烯精制塔全凝器的选择 ............................................................................. 58 丙烯精制塔再沸器的选型 .............................................................................. 59 丙烷冷却器的选择 ......................................................................................... 61 丙烯冷却器的选择 ......................................................................................... 62 接力泵的选择 ................................................................................................... 63 丙烯精制塔 回流泵的选择 .............................................................................. 64 附属设备选型及汇总表 .................................................................................. 64 设计计算结果汇总 .......................................................................................................... 65 谢词 ...................................................................................................... 错误 !未定义书签。 参考文献 ...................................................................................... 错误 !未定义书签。 1 概述 气分装置发展概况 气体分馏是指对液化石油气的进一步分离。 炼厂液化气中的主要成分是 C C4 的烷烃和烯烃，即丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。 这些烃的沸点很低，如丙烷的沸点 是－ ℃ ，丁烷 为－ ℃ ，异丁烯 为－ ℃ ，在常温常压下均为气体，但在一定的压力下（ 以上）可呈液态， 利用其不同沸点进行精馏加以分离。 由于彼此之间沸点差别不大，分馏精度要求很高，要用几个多层塔板的精馏塔。 塔板数越多塔体就越高，所以炼油厂的气体 分馏装置都有数个高而细的塔。 气体分馏装置要根据需要分离出哪几种产品以及要求的纯度来设定装置的工艺流程。 气体分馏装置中的精馏塔一般为三个或四个，少数为五个，实际中可根据生产需要确定精馏塔的个数。 一般地，如要将气体分离为 n个单体烃或馏分，则需要精馏培的个数为 n－ 1。 气分装置包括气体的压缩和冷却系统、稳定系统、脱硫化氢和二氧化碳的碱精制系统和分离系统。 精制的原料进入精馏塔，然后连续在精馏塔进行分离，分出丙烯、丙烷、 轻 C4馏分 （主要是异丁烷、异丁烯、 l丁烯组分）、 重 C4 馏分 （主要为 2丁烯和正丁烷）及戊烷馏分。 气分装置的原料来源、组成 气分装置的原料主要来自 重整车间、加氢裂化、催化裂化、焦化 等车间分离出来的 C1~C4组分。 具体组成如下图： C2 C3= C30 iC 40 iC 4= C41= nC40 反C42= 顺C42= C5 H2S 有机硫 12 丙烯精制产品的用途、价值 丙烯在常温常压下为无色可燃性气体，比空气重，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 %～ （体积），可溶于乙醇和乙醚，微溶于水。 丙烯是石油化工基本原料之一，可用以生产多种重要有机 化工原料，可以生产丙烯腈，环氧丙烷，环氧氯丙烷，异丙醇，丁醇，辛醇等，也可直接合成聚丙烯，乙丙烷等。 丙稀可做聚丙稀、异丙醇的原料，还可做腈纶、丙烯睛等产品的原料，丙烯在我国的需要量很大，它是三大合成材料的重要原材料。 分离方案的确定 生产流程方案的数目由下列公式决定： Z＝［ 2（ C－ 1）］。 ／ C。 （ C1）。 其中： Z—— 方案数目 C—— 主要组分数 原料主要有三个组分： C2176。 、 C3＝ 、 C3176。 ，生产方案有两种： 13 （A）CC3。 3=C3。 2C。 C 3=（B）。 C3=C3原料C2。 原料 图 1 1 丙烯精制生产流程 方案 图 图（ A）为按挥发度递减顺序采出，图（ B）为按挥发度递增顺序采出。 在基本有机化工生产过程中，按挥发度递减的顺序依次采出馏分的流程较常见。 因各组分采出之前只需一次汽化和冷凝，即可得到产品。 而图（ B）所示方法中，除最难挥发组分外。 其它组分在采出前需经过多次汽化和冷凝才能得到产品，能量（热量和冷量）消耗大。 并且，由于物料的内循环增多，使物料处理量加大，塔径也相应加大，再沸器、冷凝器的传热面积相应加大，设备投资费用大，公用工程消耗增多，故应选用图（ A）所示的生产方案。 由于原料中的 3C 和 03C 常压下沸点相近，都在－ 40℃以下，如在常压下分离这两个组分需采用深冷的方法，使用制冷剂，工艺流程复杂，附属设备多，设备的投资费用加大，根据烃的沸点随压力增加而升高的特点，采用高压分离的方法，用冷却水即可满足工艺要求，只是采用高压分离丙稀，精馏塔应有较多的塔板数和较大的回流比，所以本设计采用常温加压分离方法，采用相对挥发度递减顺序流程方案分离出丙稀。 丙烯精制设备确定 本装置的平面布置应严格遵循《炼 油装置平面设计的主要原则》设计，宜采用同类设备集中与流程方式相结合的方案布置。 在装置内设有塔区、罐区、操作 14 区三部分，同时应考虑装置的主要泄漏地点在罐区和原料泵附近。 东北地区风向多为西北风，故装置按流程顺序应为南北走向，以防止泄漏后可燃气体被吹出装置而引起事故。 丙烯精制工艺流程的叙述 来自气分车间的碳三进入原料罐内，罐中碳三经脱乙烷塔进料泵再经流量控制阀、原料预热器预热后由进入脱乙烷塔，采用精馏原理，对碳三中的碳二进行分离，塔顶馏分进入分凝器至回流罐，塔顶不凝器由回流罐顶经控制阀进入高压罐网，回流罐 液体靠回流泵再经控制阀打回塔顶，为塔盘提供液相介质，塔底重沸器采用 蒸汽供热，塔底一部分液相经塔底重沸器返回第一层塔盘下，提供气相介质，另一部分作为丙烯精制塔进料靠两塔之间压差、经流量控制阀压入丙烯精制塔。 丙烯和丙烷的混合物从进料层流入丙烯精制塔。 丙烯精制塔底馏分一部分经塔底重沸器返回第一层塔板下，另一部分经流量控制阀、流量计送产品罐区。 丙烯精制塔顶的轻组分即丙烯径冷凝器再经回流罐最后经控制阀，一部分打回流，一部分经产品泵送至丙烯后冷，根据需要送聚合或水合。 2 丙烯精制的物料衡算 脱乙烷 塔物料衡算 15 原料组成及流量 （一）进料质量流量 （ 7800 小时）产量 60000 吨气体分馏装置，且生产能力为： 丙烯（ %）/吨原料。 由原始依据可知： 由原始依据可知：丙烯在脱乙烷塔和丙烯精制塔的回收率分别为： 95％、％。 丙烯在进料中的质量百分率为 (二 )进料组成 由原始依据知： 组分： o2C 3C o3C o4iC 4iC Wt% 则丙烯的质量流量是 W 3C =W % = % = 同理可以求出其他组分的质量流量 W。 丙烯的摩尔流量 kmol/h 同理求得其他组分的摩尔流量 F：见下表： 21 16 表 21 脱乙烷塔进料流量与组成 组分 分子 量 kg/h w% kmol/h mol% XFi 02C 30 3C 42 03C 44 04iC 58 4iC 56  100 100 脱乙烷塔的物料平衡 本工段精馏属于多组分精馏，采用清晰分割作物料衡算 清晰分割法：当轻重关键组分相对挥发度相差很大时，比轻关键组分还轻的组分全部从塔顶馏出液采出，比重关键组分还重的组分全部从塔釜排出，这种分离叫清晰分割 02C —— 轻关键组分 ＝2C —— 重关键组分 对全塔的物料衡算，以单位时间为基准 总物料 F=D+W 易挥发组分 F XF:=D XD:+W XW: 则有： F=D+W 丙烯回收率＝ 乙烷回收率＝ %95%1 0 033 FCWCXF XW%%1000202 FCDCXF XD020202 WCDCFC XWXDXF  17 由 此上述数据可求得各组分在塔顶和塔釜的流量，见表 22 22 脱乙烷塔顶的流量及组成 组分 分子量 kg/h wt% kmol/h mol% XDi 02C 30 66. 60 3C 40  23脱乙烷塔塔釜的流量及组成 组分 分子量 kg/h wt% kmol/h mol% Xwi 02C 30 3C 42 03C 44 04iC 58 4iC 56  100 100 丙烯精制塔物料衡算 丙烯精制塔物料平衡 对全塔物料衡算，并以单位时间为基准 总物料 F=D+W 易挥发组分 WiDiFi XWXDXF  按清晰分 割计算 3C ：为轻关键组分 03C ：为重关键组分 18 则有 F=D+W 由原始数据知： 丙烯回收率＝ 丙烷回收率 = 原料组成及流量 由此上述数据可求得各组分在塔顶和塔釜的流量，见表 24 24丙烯精制塔塔顶的流量和组成。