年产5.4万吨丙烯精馏塔工艺设计

专科毕业论文（设计）

题目： 年产量为5.4万吨丙烯的精馏工艺装置设计

学生姓名 白 鹏 学 号 指导教师 许凯鹏 院 系 继续教育学院 专 业 应用化工技术 年 级 11届

教务处制

毕业设计（论文）诚信声明

本人郑重声明：

我所呈交的专科毕业设计论文《年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计》是在老师的悉心指导下独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同学对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

特此声明

白鹏

2011年月日

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：年产 5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计

1.设计（论文）的主要任务及目标：

通过本次毕业设计加深学生精馏过程的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本毕业设计的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。

撰写设计说明书一份（不少于8000字）；绘制主要设备装配图一张；绘制带控制点的工艺流程图一张。

2.（论文）的基本要求和内容：

1）设计方案的选择及流程说明；

2）物料衡算、热量衡算；

3）塔板数、塔径计算；

4）溢流装置、塔盘设计；

5）流体力学计算、塔板负荷性能图；

6）绘制带控制点的工艺流程图一张、主体设备装配图一张。

7）完成设计说明书一份（不少于8000字）。

3.设计条件

1）设计原始数据见下表

原始数据

2）操作压力p=1.74Mpa

3）年开工时间为8000h；

4）年生产能力 54000t。

目录

摘要 ............................................................ I 第1章绪论 (2)

1.1丙烯的性质 (2)

1.1.1 丙烯的物理性质 (2)

1.1.2 丙烯的化学性质 (2)

1.2丙烯的发展前景 (2)

1.3丙烯的生产技术进展 (3)

1.3.1 概况 (3)

1.3.2 丙烯的来源 (3)

1.3.3 丙烯的生产方法 (3)

1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4)

第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4)

2.2.1 确定关键组分 (5)

2.2.2计算每小时塔顶产量 (5)

2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7)

2.3塔温的确定 (7)

2.3.1 确定进料温度 (7)

2.3.2 确定塔顶温度 (8)

2.3.3 确定塔釜温度 (8)

第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10)

3.1塔板数的计算 (10)

3.1.1 最小回流比的计算 (10)

3.1.2 计算最少理论板数 (11)

3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11)

3.2确定进料位置 (11)

3.3全塔热量衡算 (12)

3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12)

3.3.2 再沸器的热量衡算 (13)

3.3.3 全塔热量衡算 (13)

3.4板间距离的选定和塔径的确定 (14)

3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度 (14)

3.4.2 求液体及气体的体积流量 (15)

3.4.3 初选板间距及塔径的估算 (16)

3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定 (18)

3.5.1塔板布置 (18)

3.5.2 溢流堰及降液管设计计算 (19)

3.6塔高的计算 (20)

第四章流体力学计算及塔板负荷性能图 (22)

4.1水利学计算 (22)

4.1.1 塔板总压力降的计算 (22)

4.1.2 雾沫夹带 (23)

4.1.3 淹塔情况校核 (26)

4.2浮阀塔的负荷性能图 (27)

4.2.1 雾沫夹带线 (27)

4.2.2 液泛线 (28)

4.2.3 降液管超负荷线 (29)

4.2.4泄露线 (29)

4.2.5 液相下限线 (30)

4.2.6 操作点 (30)

总论 (32)

致谢 (33)

参考文献 (34)

附录 (36)

年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计

摘要

本设计任务为设计一个精馏塔来进行丙烯－丙烷混合物的分离，采用连续操作方式的浮阀精馏塔。原料为年产量54000吨的产品，其中丙烯的含量为92.75%(质量分数)，塔顶丙烯的含量为99.6％，塔釜残夜中丙烯的含量不高于2％。设计中采用泡点进料，操作压力为1.74MPa(表压)。将原料液通过预热器加热至泡点温度后送入精馏塔内，塔顶上升蒸汽采用全凝汽冷凝，全凝汽主要用于准备控制回流比，冷凝器在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入贮罐。

浮阀塔的优点是：生产能力大、操作弹性大、塔板效率高、气体压强降及液面落差较小、塔的造价低。浮阀塔已成为国内应用最广泛的塔型。

该物系属于分离物系，操作回流比取最小回流比的1.2倍，塔釜采用间接蒸汽加热，以提供足够的热量，塔底产品冷却后至贮罐。

本文就是对精馏塔的一些物料、热量衡算，工艺计算，结构设计及冷制精馏装置工艺流程图，设备装备图和塔板负荷性能图等。

关键词：丙烯，精馏塔，浮阀塔，雾沫夹带量，开孔率

1 绪论1.1 丙烯的性质

1.1.1 丙烯的物理性质

化学式C

3H

6

,结构简式为CH

3

-CH=CH

2

,烯烃同系列中第二个成员，是仅次于乙

烯和苯的重要有机工业原料，丙烯是无色易燃气体，带有甜味，熔点为-185.20C,沸点为-47.40C；液态时相对密度为0.5193；易液化，临界温度为920C，临界压力为4.56MP

a

；由于它易燃，与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.0%~11.0%（体积）；遇热源和明火有燃烧爆炸的危险，该气体比空气重，能在较低处扩散到相对远的地方，遇火源会着火回燃，燃烧会产生一氧化碳、二氧化碳等气体，不溶于水，溶于有机溶剂。高浓度丙烯对人有麻醉作用，浓度较低时，对眼睛和皮肤有刺激作用。

1.1.2 丙烯的化学性质

丙烯的化学性质活泼，双键上可以发生加成、聚合、氧化反应。在与极性试剂加成时，主要得到符合马尔可夫尼可夫规则的产物，如与硫酸加成，主要生成硫酸氢异丙酯，再经水解生成异丙醇。丙烯与氯和水起加成反应，生成1-氯-2-丙醇，再与碱反应生成环氧丙烷，它是生产丙二醇、聚酯纤维的原料.丙烯在酸性催化剂（如硫酸、无水氢氟酸等）存在下聚合，生成二聚体、三聚体和四聚体的混合物，可用做高辛烷值燃料；在齐格勒-纳塔催化剂存在下聚合生成高分子聚丙烯，与乙烯共聚合成乙丙橡胶。丙烯与苯发生傅氏反应，生成异丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。除了在双键发生反应之外，与双键相连的甲基上的氢（称为α-氢）具有一定的活性，在甲基上可以发生卤代和多种氧化反应。与氯在高温下发生α-氢取代反应，生成3-氯-1-丙烯，这是制取甘油、树脂的原料（α-位在不同的条件下得到不同的氧化产物）。丙烯醛、丙烯酸和丙烯晴分子中具有双键，可以作为单体进行聚合，得到不同性质和用途的高聚物。丙烯还能直接氧化制取丙酮。

1.2 丙烯的发展前景

丙烯用量最大的是生产聚丙烯，另外丙烯可制丙烯晴、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。近年来，由于丙烯下游产品的快速发展，极大的促进了中国丙烯需求量的快速增长。到2010年，中国将不断新增大型乙烯生产装置，同时炼厂生产能力还将继续扩大，这将增加丙烯的产出。预计2010年，乙烯联产丙烯的生产能力将达到约722万吨/年，丙烯总生产能力将达到1080万吨/年。乙烯装置联产的丙烯占丙烯总供给的比例将进一步提高。但同期下游装置对丙烯的需求量年均增长速度将达到5.8%，丙烯资源供应略微紧张。到2010年，中国丙烯的表观消费量

将到达1049万吨。从当量需求来看，丙烯供需矛盾十分突出。到2010年，丙烯当量需求的年均增长率将达到7.6%，超过丙烯生产能力的增长速度。到2010年，中国对丙烯的当量需求将达到1905万吨，供需缺口将达到825万吨，届时将还有大量丙烯衍生物进口，中国丙烯开发利用前景的广阔。由于聚丙烯（PP）需求的快速增长，亚洲丙烯市场正逐渐趋于供应短缺。在今后10年中，将有大量以乙烷为原料的裂解装置生产能力逐渐建立起来，市场供应丙烯原料。事实上，从全球范围来说，丙烯并不短缺，但从亚洲的情景来看，今后几年中亚洲丙烯的需要主要来自北美，北美估计有100万吨/年裂解生产能力，由于目前的港口限制，其中约50万吨/年丙烯出口。

1.3 丙烯的生产技术进展

1.3.1 概况

丙烯是最早被采用的化工原料，也是生产石油化工产品的主要烯烃之一。一方面广泛用于制取烷基化合物和叠合汽油，以提高汽油的辛烷值；另一方面大量用于制造化工产品，如聚丙烯、环氧丙烷、异丙醇、丙三醇、丙烯晴和异丙基苯等。在所有石油化工原料中，丙烯的产量和消费量增长最快。世界丙烯及其衍生物需求旺盛，市场多呈供不足需的状态，有研究表明，未来五年，乙烯、丙烯缺口近两千万。丙烯需求增长速度一直高于乙烯，丙烯及其衍生物需求和产能近年来均以较高的增长率发展。随着中国石油进口量的迅速增长，必须考耗，应更充分利用我国丰富的煤炭、天然气资源，适度建设和发展MTO/MTP装置，解决目前存在的丙烯供求关系，具有重要的意义。

1.3.2 丙烯的来源

世界上丙烯的来源有蒸汽裂解制乙烯联产丙烯、炼厂催化裂化装置干气、丙烷脱氢、甲醇制烯烃以及近年来所开发的烯烃转化、烯烃易位等工艺。丙烯主要来源也裂解装置，炼厂催化裂化和催化裂解装置，现有生产装置多已采用国内开发的增产丙烯技术，装置开工率超过100%，在中国其他丙烯生产技术如丙烷脱氢、甲醇制烯烃技术、烯烃相互转化、乙烯丁烯异位歧化技术等方面。近年来，中国丙烯工业都是以进口为主，出口相对较少。

1.3.3 丙烯的生产方法

（1）从裂解气、炼厂气中分离：石油化工厂裂解石油得到的石油裂解气中含有丙烯，炼油厂炼制石油时得到的炼厂气中含有丙烯，经过一系列的步骤，可以从它们中分离出丙烯，这是工业上大规模生产丙烯的方法。

（2）醇脱水：是实验室中制备烯烃的重要方法，在催化剂的作用下，加热时，醇脱水可以生成烯烃，醇催化脱水一般分为两类：液相催化脱水，以浓硫酸为催化剂，加热时，醇即脱水生成烯烃；气相催化脱水，以氧化铝为催化剂，加热时，醇的蒸汽即在氧化铝表面上生成烯烃。

（3）卤代烷脱卤代氢：卤代烷与浓硫酸的强碱醇溶液（如浓的氧化钾乙醇溶液）

共热，则脱去一分子卤代氢生成烯烃。

1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势

目前增产丙烯的新技术研究主要集中在四个方面。一是改进FCC等炼油技术，挖掘现有装置潜力，增产丙烯的FCC装置升级技术；二是充分利用炼油及乙烯裂解副产品的C4-8等资源，转化为乙烯、丙烯的低碳烯烃裂解技术、烯烃歧化技术；三是丙烷脱氢技术；四是以天然气、煤等为原料，生产乙烯、丙烯的甲醇制烯烃技术等。

2 丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算

本设计的初步流程是把从装置外脱乙烷塔来的混合物料1做为进料，送入精馏塔内。经过反应后塔顶气体物料2经过精馏塔顶冷凝器冷凝后，冷凝液用回流泵抽出，一部分送回精馏塔顶部作为回流，另一部分经丙烯冷却器冷却至40℃后送出装置，即为目标产物丙烯；而塔底物料3大部分为丙烷，经过丙烷冷却器冷却至40℃后，用丙烷送出泵送出装置。在塔釜有再沸器作用。流程图如右图所示：

2.1 原始数据

根据已知条件，设计初始数据如表2.1所示：

表2.1 原始数据列表

设定其操作压力为P=1.74MPa(表压)。

计划每年生产54000t丙烯

2.2 物料衡算 2.2.1 确定关键组分

按多组分精馏确定关键组分；挥发度高的丙烯作为轻关键组分在塔顶分出；挥发度低的丙烷作为重关键组分在塔底分出。

2.2.2计算每小时塔顶产量

每年的操作时间8000h 按计算。 由题目给定：54000000/8000=6750kg/h

2.2.3 计算塔釜质量组成

设计比丙烷重的全部在塔底，比丙烷轻的全部在塔顶。 以100kg/h 进料为基准，进行物料衡算见表2.2。

表2.2 物料衡算

F D W =+ （2.1）

0.15215.2%7.250.0040.152100

W D W D W ?

=?

-+??=+? 或

92.750.9960.152100D W

D W =+??

=+?

解得： 8.1161/W kg h =

1008.116191.8839/D kg h =-=

丙烷：38115.2%84.8%W X C H =-=

式中 F ——原料液流量，kg/h ；

D ——塔顶产品（馏出量）流量，/kg h ； W ——塔底产品（釜残液）流量，/kg h ； w x ——釜液中各组分的质量分数。 （1）将质量分数换算成摩尔分数

按下式计算： wA A

A WA

A W

B B

x M x x M x M =

+ （2.

2）

式中 A x ——液相中A 组分的摩尔分数；

A M

B M ——AB 组分的摩尔质量，/kg kmol ； WA WB x x ——液相中AB 组分的质量分数。

各组分的相对分子质量见表2.3。

表2.3 各组分的相对分子质量

计算举例：

丙烯进料摩尔组成： 360.927542.08

0.93060.927542.080.072544.09

F x C H =

=+

丙烷进料摩尔组成： 3810.93060.0694F x C H =-= 丙烯塔顶摩尔组成： 380.9960/42.08

0.99620.9960/42.080.004/44.09

D x C H =

=+

丙烷塔顶摩尔组成： 3810.99620.0038D x C H =-= 丙烯塔釜摩尔组成： 360.1520/42.08

0.15810.1520/42.080.8480/44.09

w x C H =

=+

丙烷塔釜摩尔组成： 3810.15810.8419F x C H =-= 同理，计算得各组分的摩尔分数如表2.4所示。 （2）计算进料量和塔底产品量

根据进料、塔顶产量和塔底产量的关系有：

{

F D F D W

F x D x W x ω=+?=?+?

（2.3）

已知： 6750/D kg h = 则 ：

{

67500.930667500.99620.1581F W

F W =+?=?+?

解得： 573.1297W kg h =

6750573.12977323.1297F kg h =+=

式中 F x ——原料液易挥发组分的质量分数； D x ——馏出液中易挥发组分的质量分数；

W x ——釜残液中易挥发组分的质量分数。

2.2.4物料衡算计算结果见表2.5

2.3 塔温的确定 2.

3.1 确定进料温度

操作压力为 1.84P MP =（绝对压力）

假设：泡点进料，温度为45C ?,依T .P 查参考资料1，图1-44得到平衡常数k 值。

因为 0.992221i i k x =≈∑

所以 确定进料温度为45C ?，进料组成的i i k x 值 2.3.2 确定塔顶温度

假设：塔顶露点温度为44C ?，同理查参考资料1，图1-44得k 值。 塔顶物料组成的/i i y k 值见表2.7。

表2.7 塔顶物料组成的

因为 1.02089481i

i

y k =≈∑

所以 确定塔顶温度为44C ?，塔顶物料组成的i i y k 值见表1.6。

2.3.3 确定塔釜温度

假设：塔釜温度为50℃，查参考资料1，图1-35得k 值。

因为 1.021i i k x =∑ 误差超过2%，说明假设的温度过高。 再假设：塔釜温度为49℃，查参考资料1，图1-35得k 值。 因为 1.00831i i k x =≈∑

所以

： 确定塔釜温度为49℃,计算过程数据见表2.8、表2.9。

表2.9塔釜温度计算过程数据（二）

3 精馏塔板数及塔径的计算

3.1 塔板数的计算 3.1.1 最小回流比的计算

（1）求相对挥发度ij α 查参考资料6,66页式（7-18）

i i i ij j j j y x k

y k x α== （3.1）

计算举例：

丙烯 440.98k =℃ 49 1.12k =℃

1.0477i k === 丙烷 440.88k =℃ 49 1.00k =℃

0.9380j k == 其相对挥发度为 1.0477 1.11700.9380

i ij j k k α=== 相对挥发度见表3.1

表3.1 相对挥发度见

（2）求最小回流比

查参考资料6,87页式（7-40）

因为是泡点进料 0.9306

q F x x =

= 0.9962D x = 0.1581x ω= 塔顶丙烯-丙烷的相对挥发度： 1.1136D α= 塔釜丙烯-丙烷的相对挥发度： 1.12w α= 进料丙烯-丙烷的相对挥发度： 1.01

1.10990.91

F α== 平均相对挥发度： 12

1.

1168m α=

=

由相平衡方程式 () 1.11680.9306

0.93741110.11680.9306

m q q m q x y x αα?===+-+?

最小回流比()min R ： min 0.99620.9374

8.64710.93740.9306

D q q q

x y R y x --=

=

=--

3.1.2 计算最少理论板数

min

10.996210.1581lg lg 110.99620.15811164.5590lg lg1.1168

W D D W m x x x x N α??????-?-??????? ? ? ?????--????????????=-=-=

3.1.3 塔板数和实际回流比的确定

取回流比15R =

由

min 158.6471

0.39711151R R R --==++.查参考资料2,107页吉利兰联图得m i n

0.18

2

N N N -=+ 解得实际塔板数 78.95N = 其余实际塔板数的确定见表3.2。

表3.2 实际塔板数的确定

由上表可见，当14.5~15R =之间时塔板数变化为最慢，所以96.85T N =块。 取实际塔板数100N =块

计算板效率，查参考资料2,109页式（6-53） 78.95100%100%78.95%100T T N E N =?=?= （3.2）

式中 T E ——塔板效率；

T N ——理论塔板数，块； N ——实际塔板数，块。

3.2 确定进料位置

因为 ` 1.1123m α===

10.996210.9306lg lg 110.99620.9306`1126.93lg `lg1.1123

D F D F m m

x x x x N α??????-?-?????

?? ??

? ?????

--????????????=

-=-=

已查得 m i n

0.39711

R R R -=+

min

`0.18

2

N N N -=+ 由此解得：33.2834N =≈层（不包括进料板），故进料板为塔顶数起的第

34层理论板处。

3.3 全塔热量衡算 3.3.1 冷凝器的热量衡算

按参考资料6,31页式（6-27）

()()()()1P VD LD VD i vi LD i Li Q R H H D H y H H V H x H H L

=+-=+?=+?∑∑混合混合

（3.3） 式中 P Q ——冷凝器的热负荷，/kcal h ； VD H ——每千克塔顶蒸汽的焓，/kcal kg ；

LD H ——每千克塔顶液产品的焓，/kcal kg ； Vi H ——每千克气相纯组分i 的焓，/kcal kg ； Li H ——每千克液相纯组分i 的焓，/kcal kg ； H ?混合——混合热。

()

0V

H ?=混合 ()0L H ?=混合

查参考资料11.，158~159页图10-4，图10-5得 丙烯 168.5Vi H kcal kg = 99.5Li H kcal kg = 丙烷 100.5Vi H kcal kg = 29Li H kcal kg =

168.50.9962100.50.0038168.241699.50.9962290.003899.2321VD LD H kcal kg H kcal kg

=?+?==?+?=

()()()()114.516750168.241699.2321D VD LD Q R D H H =+-=+??-

7

7220118.9383.023110kcal h kJ h

==?

式中 VP H ——每千克由冷凝器上升蒸汽的焓，/kcal kg ；

LP H ——每千克冷凝液的焓，/kcal kg 。

3.3.2 再沸器的热量衡算

依据参考资料6,32页式（6-30），再沸器热损失忽略不计，得

```W VW LW L m Q V H WH L H =+- （3.4） ()`VW LW V H H =-

式中 W Q ——再沸器的热负荷，/kcal h ； 'V ——提馏段上升蒸汽的量，/kg h ； 'L ——提馏段下降液体的量，/kg h ；

VW H ——每千克有再沸器上升的蒸汽焓，/kcal kg ；

LW H ——每千克釜液的焓，/kcal kg ；

`L m H ——每千克在提馏段底层塔板m 上的液体焓，/kcal kg 。 查参考资料11,158~160页图10-4，图10-5，图10-6， 丙烯 168.5/Vi H kcal kg = 99.5/Li H kcal kg = 丙烷 102/Vi H kcal kg = 34/Li H kcal kg =

168.50.15801020.8420112.507VW H kcal kg =?+?= 99.50.1580340.842044.349LW H kcal kg =?+?=

()()()()1112.50744.34914.516250112.50744.349W Q R D =+-=+??-

77154498.1382.995610kcal h kJ h

==?

3.3.3 全塔热量衡算

依据参考资料6，33页式（6-32）

W F LD LW P Q FH DH WH Q Q +=+++损 （3.5） 式中 Q 损——热量损失，/kcal h ；

F H ——每千克进料的焓，/kcal kg 。

丙烯 168.5/Vi H kcal kg = 99.5/Li H kcal kg = 丙烷 100.5/Vi H kcal kg = 29/Li H kcal kg =

99.50.9306290.069494.4768F H kcal kg =?+?= W F Q FH =+左边

7154498.1387323.129794.47687846363.998kcal h

=+?=

73.285310kJ h =? LD LW D DH WH Q =++右边

675099.2321573.129744.3567220118.938=?+?+ 7846363.976kcal h = 73.278410kJ h =?

所以，左边=右边。

3.4 板间距离的选定和塔径的确定

3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度

（1）液体的密度

查参考资料11,25～26页图，得45C ?、44C ?、49℃下纯组分的密度，见表2.12。 按参考资料11,10页式（2-17）计算

1

1

i

mL

i

x ρρ=∑ （3.6）

式中 mL ρ——液体平均密度，3/kg m 。 计算举例：塔顶温度44C ?

1

11

0.99620.0038477462

mL

ρ=?

+?

3476.9412/mL kg m ρ=

塔顶进料温度45℃

1

11

0.93060.0694475460

mL

ρ=?

+?

3473.9275mL kg m ρ=

塔釜温度49℃

1

11

0.15810.8419460450

mL

ρ=?

+?

3455.9499mL kg m ρ=

液体平均密度见表3.3

表3.3 液体密度

液体平均密度见表3.4

（2）气体的密度

查参考资料11,10页，得公式：

mv PM

ZRT

ρ=

（3.7） 式中 mV ρ——气体平均密度，3/kg m ；

p ——操作压力，a P ；

Z ——压缩因子，由对比温度和对比压力查图而得； M ——平均相对分子质量； T ——操作温度，K ；

R ——通用气体常数。

计算举例：塔顶

对比温度 317.15

0.8698364.6192r i ci

T T y T =

==∑ 对比压力 18.4

0.404545.4865

r i ci P P y P ===∑

塔釜 对比温度 322.15

0.873

3368.8685r i c i

T T y T =

==∑ 对比压力 18.4

0.432942.5029

r i ci P P y P =

==∑

式中 c T ——临界温度，K ； c p ——临界压力，a P 。

由r T 、r p 查参考资料11，附图（2-3）得:0.691Z =

342.087618.4

44.35130.6910.08205317.15mv PM kg m ZRT ρ?=

==?? 同理，求得塔釜 342.6969mv kg m ρ=

表3.5 各组分的物性常数

3.4.2 求液体及气体的体积流量

V L D =+；L RD = （3.8） 所以 ()1V R D =+ （3.9）

丙烯—丙烷板式精馏塔设计

过程工艺与设备课程设计 丙烯——丙烷精馏塔设计 课程名称：化工原理课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 完成时间：

前言 本设计说明书包括概述、流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共7章。 说明中对精馏塔的设计计算做了详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路的设计也做了正确的说明。 鉴于设计者经验有限，本设计中还存在许多错误，希望各位老师给予指正 感老师的指导和参阅！

目录第一节：标题丙烯—丙烷板式精馏塔设计 第二节：丙烯—丙烷板式精馏塔设计任务书第三节：精馏方案简介 第四节：精馏工艺流程草图及说明 第五节：精馏工艺计算及主体设备设计 第六节：辅助设备的计算及选型 第七节：设计结果一览表 第八节：对本设计的评述 第九节：工艺流程简图

第十节：参考文献 第一章 任务书 设计条件 1、 工艺条件： 饱和液体进料 进料丙烯含量%65x F = (摩尔百分数)。 塔顶丙烯含量%98x D ≥ 釜液丙烯含量%2x W ≤ 总板效率为0.6

2、操作条件： 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法：加热剂——热水 加热方法——间壁换热冷却剂：循环冷却水 回流比系数：R/Rmin=1.2 3、塔板形式：浮阀 4、处理量：F=50kml/h 5、安装地点： 6、塔板设计位置：塔顶 安装地点：。 处理量：64kmol/h 产品质量：进料65% 塔顶产品98% 塔底产品<2%

1、工艺条件：丙烯—丙烷 饱和液体进料 进料丙烯含量65% (摩尔百分数) 塔顶丙烯含量98% 釜液丙烯含量<2% 总板效率为0.6 2、操作条件： 塔顶操作压力1.62MPa(表压) 加热剂及加热方法： 加热剂——热水 加热方法——间壁换热

乙烯装置丙烯精馏塔优化设计_曹媛维

第40卷第9期2012年9月化学工程 CHEMICAL ENGINEERING （CHINA ）Vol．40No．9Sep．2012 收稿日期：2011-11-01作者简介：曹媛维（1979—），女，硕士，工程师，主要从事乙烯装置的工艺设计工作，电话：（010）58676692， E-mail ：caoyuanwei@hqcec．com 。乙烯装置丙烯精馏塔优化设计 曹媛维 （中国寰球工程公司，北京100029） 摘要：针对近年来大型乙烯装置中的丙烯精馏塔操作不稳定、能耗大的问题，利用PRO /Ⅱ软件模拟分析该塔流程，总结出随着装置规模大型化该塔采用多溢流塔板形式，计算中应考虑塔板形式对板效率取值的影响。当进料组成与设计工况不符或装置负荷增大时导致产品不达标的情况，可增设进料口在非设计工况下不同位置进料以满足分离的要求， 并且塔顶冷凝器和塔底再沸器需要考虑充分的设计余量。并创造性提出了，在传统工艺流程基础上在塔顶冷凝器后增设排放冷凝器进一步回收丙烯的节能优化方案，为实际生产提供建议性指导。关键词：丙烯精馏塔；操作波动；PRO /Ⅱ模拟中图分类号：TQ 051．81 文献标识码：B 文章编号：1005-9954（2012）09-0074-05DOI ：10．3969/j．issn．1005-9954．2012．09．0017 Optimization design of propylene rectifying column in ethylene plant CAO Yuan-wei （China HuanQiu Contracting ＆Engineering Corporation ，Beijing 100029，China ） Abstract ：According to high energy consumption and instable operation problems of propylene rectifying column in large-scale ethylene plants ，the propylene rectifying column system was simulated with PRO/Ⅱsoftware．The conclusion is that the influence of the tray type on the tray efficiency should be considered in calculation ，and it is better to use multi-overflow tray type for large-scale ethylene plant．If the propylene product is substandard in the inconsistent feed composition case or the increased duty case ， the added feed nozzles are prefered to switch the diffierent feed location for different case．Enough design margin should be considered for the top condenser and the bottom reboiler．The energy saving optimization scheme that adding a new vent condenser after the top condenser to recover more propylene product is creatively put forward ，which provides the constructive guidance for the actual production．Key words ：propylene rectifying column ；operation fluctuation ；PRO /Ⅱsimulation 丙烯主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷以 及异丙醇等， 是仅次于乙烯的重要石油化工原料［1］ 。丙烯衍生物的快速发展带动了丙烯需求的快速增长， 据估计从2006年到2015年全球范围内丙烯需求仍以4．9%的速度持续增长，中国的丙烯需求预计年均 增长达到6．3%［2］ 。目前从市场份额看，来自乙烯装置的丙烯占到59%，从炼厂轻烃分离装置回收的丙烯占到35%。本文针对乙烯装置实际运行中丙烯精馏塔进料组成和负荷波动大导致产品不合格、能耗高的问题，利用流程模拟软件PRO /Ⅱ优化该塔操作参数，并探索性地提出在冷凝器出口增设排放冷凝器进一步回收丙烯产品的工艺，为丙烯精馏塔在实际操作 中低能耗、平稳运行提供理论指导和建议。1原始工况的模拟计算 1．1 模拟计算条件 本模拟计算以80万t /a 乙烯装置丙烯精馏塔为例，该塔进料组成条件如表1所示。采出丙烯产品的规格按照GB/T 7716—2002中聚合级丙烯优等品（摩 尔分数99．6%），塔釜丙烯控制指标为摩尔分数≤2%。1．2模拟过程1．2．1 模拟图与模拟参数选择 工业生产中由于受到运输和加工制造的限制，将丙烯精馏塔分成双塔串联或并联操作，但在模拟

丙烯精制毕业设计方案

丙烯精制毕业设计方案 我们毕业设计的题目是1.6或1.8万吨/年pp装置丙烯精制装置工段设计。本设计是以锦州石化公司聚丙烯车间丙烯精制装置为设计原型。主要数据来至于生产实际并在设计中根据专业理论知识结合生产实际对旧设备、旧工艺进行改进。 一、基础数据的确定： 首先我们对锦州石化公司聚丙烯车间丙烯精制装置进行实际考察摸 索生产流程及丙稀单耗、丙烯质量指标、副产品指标。确定了本次 设计的基础数据。 二、流程方案的选择 1.生产流程方案的确定： 原料主要有三个组分：C 2°、C 3 ＝、C 3 °，生产方案有两种：（见下图A，B）如任务书规定： C 2° C 3 ＝ C 3 ° iC 4 ° iC 4 ＝∑ W% 5.00 73.20 20.80 0.52 0.48 100 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）所示的是生产方案。 2.工艺流程分离法的选择： 在工艺流程方面，主要有深冷分离和常温加压分离法。脱乙烷塔，丙烯精制塔采用常温加压分离法。因为C2，C3在常压下沸点较低呈气态采用加压精馏沸

点可提高，这样就无须冷冻设备，可使用一般水为冷却介质，操作比较方便工艺简单，而且就精馏过程而言,获得高压比获得低温在设备和能量消耗方面更为经济一些，但高压会使釜温增加，引起重组分的聚合，使烃的相对挥发度降低，分离难度加大。可是深冷分离法需采用制冷剂来得到低温，采用闭式热泵流程，将精馏塔和制冷循环结合起来，工艺流程复杂。综合考滤故选用常温加压分离法流程。 三、工艺特点： 1、脱乙烷塔：根据原料组成及计算:精馏段只设四块浮伐 塔板,塔顶采用分凝器、全回流操作 2、丙烯精制塔：混合物借精馏法进行分离时它的难易程度取决 于混合物的沸点差即取决于他们的相对挥发度丙烷－丙烯的 沸点仅相差5—6℃所以他们的分离很困难,在实际分离中为 了能够用冷却水来冷凝丙烯的蒸气经常把C3馏分加压到20 大气压下操作，丙烷－丙烯相对挥发度几乎接近于1在这种 情况下，至少需要120块塔板才能达到分离目的。建造这样 多板数的塔，高度在45米以上是很不容易的，因而通常多 以两塔串连应用，以降低塔的高度。 四、操作特点： 脱乙烷塔1、压力：采用不凝气外排来调节塔内压力，在其他条件不 变的情况下，不凝气排放量越大、塔压越低：不凝气排 放量越小、塔压越高。正常情况下压力调节主要靠调节 伐自动调节。 2、塔低温度：恒压下，塔低温度是调节产品质量的主要手 段，釜温是釜压和物料组成决定的，塔低温度主要靠重 沸器加热汽来控制。当塔低温度低于规定值时，应加大 蒸汽用量以提高釜液的汽化率塔低温度高于规定值时， 操作亦反。 五、改革措施： 丙烯精制塔顶冷却器由四台串联改为两台并联，且每台 冷却器设计时采用的材质较好，管束较多，传热效果好。.六、设想：若本装置采用DCS控制操作系统，这样可以使操作 者一目了然，可以达到集中管理，分散控制的目的。能 够使信息反馈及时，使装置平稳操作，提高工作效率。 为了降低能耗丙烯塔可以采用空冷。

丙烯精馏塔吊装

独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目丙烯精馏塔吊装方案 中国石油天然气第六建设公司 2006年11月27日

目录 一．设备的主要参数 (1) 二．编制依据 (1) 三．吊装方案的选择 (1) 四．单门型液压吊装系统的配置 (4) 五．吊耳的设置 (5) 六.溜尾吊车的最大受力 (5) 七.有关受力计算 (5) 八.吊索具的选用 (8) 九.吊装平面布置 (10) 十．吊装施工组织机构 (10) 十一.进度计划 (11) 十二.德马格CC—2800—1型600t履带吊的主要起重性能表 (12) 十三. 吊装安全技术措施 (12) 十四. 设备吊装所需的机具及材料 (13) 附图施工进度计划 (16)

一．设备的主要参数 根据施工蓝图，独山子石化乙烯裂解装置中的两台丙烯精馏塔(C-5501A/B)的空塔重量为900t，增加劳动保护、焊接内件等后吊装重量约为1200t，塔体的内径为φ5700mm，塔体的高度为107900mm，设备的基础标高为▽+0.3m。 二．编制依据 1．SH/T3536—2002《石油化工工程起重施工规范》 2．HG 20201—2000《工程建设安装工程起重施工规范》 3．SH/T3515—2003《大型设备吊装工程施工工艺标准》 4．KRAMO液压吊装系统设计计算书 5．丙烯精馏塔(C-5501A/B)的设计图纸 6．乙烯装置的设备平面图 三．吊装方案的选择 对这2台超大型设备的吊装，其实吊装方案的选择只有两种：一种是分段吊装，在空中组对、焊接和热处理，并在直立的状态下进行水压试验；另一种是在地面上将塔设备组焊成整体，并且在地面上做完热处理和水压试验，在将梯子、平台及附塔管线等装上之后，然后再整体吊装。从技术上来看，这两种吊装方案都是可行的，都能达到将塔设备吊装就位的目的。但经过分析、比较和充分地论证，我们认为将超大型设备在地面的滚胎上卧式组对焊接成整体，并将附塔管线、梯子、平台、防腐保温、电气仪表等工作尽可能在地面上完成后，再进行整体吊装的方案更为合理些，其理由如下： 1.可以最大限度地保证设备组对和焊接的质量 设备在地面上组焊可以使用滚胎、自动焊等机具，其组焊条件与制造厂内的条件差不多，与在空中组对和焊接相比，设备在地面上组对的尺寸容易控制，焊接的质量也有保证。 2.可以最大限度地缩短安装工期 设备如果分段吊装，在空中组对和焊接，则只有一个工作面，并且只能在白天作业，因为在夜间不允许进行高空作业。 而设备如果在地面上组对、焊接，就可以有很多个工作面，可以根据工程进度的需要增加组焊机具或人力，可以三班倒，每天24小时连续作业，这样可以大大地缩短设备组对和焊接的时间，缩短设备安装的工期。 3.有利于施工的安全

丙烯精馏塔安装说明

中国石化扬子石油化工股份有限公司乙烯装置节能改造 丙烯精馏塔(E-DA-406N)安装说明及技术要求 一．概述： 扬子石化乙烯装置丙烯精馏塔（E-DA-406N，φ4000) 为新建塔；塔内件采用浙江工业大学专利塔盘——DJ塔盘，由浙江工业大学化学工程设计研究所设计，苏州市科迪石化工程有限公司制造，共82层。预焊件已先期焊接，故本次只安装塔内件(包括塔板和分布器)。 二．塔盘及分布器的安装： 安装工作自下而上进行。 1.根据图1112-406N-01中管口方位图，确定单、双层降液板的方位；单、双层降液板 的方位互成90°。 2.根据图1112-406N-02和1112-406N-03所示的结构情况，以一层塔盘为单元，在塔 外进行组合以备吊装入塔。在组合这层塔盘时，零部件上的标记必须和该层所要求的标记相符。安装后，塔盘面水平度在整个面上的公差为9mm,降液管溢流堰顶端水平度公差为6mm，堰高允差为±3.0mm。首先组装梁和降液管，待降液管定位后再依次安装塔板,特别注意塔板序号及导流板方向。 3.1#～19#塔盘和降液管相同(序列号为1开头)；20#～82#塔盘和降液管相同(序列号 为2开头）。 4.进料分布器(管口11A,B)的安装见图1112-406N-11，分布管开孔向下。安装后，整 体水平度公差为6mm，调平后用螺栓固定。 5.回流分布器(管口10)的安装见图1112-406N-10，分布管开孔向下。安装后，整体水 平度公差为6mm，调平后用螺栓固定。 6.管口49、50的内接部分现场制作，详见图1112-406N-09。 7.人孔分别在塔顶、16#、32#、48#、64#塔盘之下。 三．说明： 1.若本公司所出图纸与现场情况不一致时，应由扬子石化的有关部门、设计方代表及 施工方代表现场协商解决并备案。

(完整word版)脱丙烯精馏塔工艺

目录 第一章概述 (4) 第二章脱丙烯精馏塔工艺计算 (5) 2.1 设计方案简介 (5) 2.2 主要物性数据 (5) 2．3物料衡算 (5) 2.3.1确定关键组分塔顶、塔底的分布量. (6) 2.4确定塔操作条件 (6) 2.4.1.确定塔顶温度： (6) 2.4.2.确定进料温度。 (6) 2.4.3.确定塔底温度. (7) 2.4.4. 各组分相对挥发度 (7) 2.5确定最小回流比。 (8) 2.6理论塔板数与实际板数。 (8) 2.6.1.求定最少理论板数 (8) 2.6.2. 计算实际回流比R及理论塔板数 (9) 2.6.3.计算全塔平均板效率 (9) 2.6.4. 计算实际塔板数和进料板位置 (9) 2.7确定冷凝器和再沸器的热负荷 Q Q (10) ,C r 第三章物料的性质计算 (12) 3.1 求气液负荷 (12) 3.2 平均摩尔质量的计算 (12)

3.2.1 塔顶平均摩尔质量计算 (12) 3.2.2 进料平均摩尔质量计算. (12) 3.2.3 塔底平均摩尔质量计算. (13) 3.3 平均密度计算 (13) 3.3.1 气体平均密度计算 (13) 3.3.2 液体平均密度计算 (13) 3.3.3 液体平均表面张力计算。 (15) 3.3.4 液体平均粘度的计算。 (15) 第四章精馏塔的工艺尺寸计算。 (17) 4.1 塔高的计算。 (17) 4.1.1 塔径D的计算。 (17) 4.2 塔板设计 (18) 4.2.1 确定塔板溢流形式 (18) 4.2.2降液管以及溢流堰的尺寸 (18) 4.2.3核算阀孔动能因数及孔速 (20) 4.2.4计算塔板开孔率 (20) 4.2.5 浮阀塔板设计的校核 (20) 4.2.6 塔板负荷性能图。 (22) 第五章塔附属设备的设计 (25) 5.1主要接管尺寸的计算 (25) 5.1.1进料管 (25) 5.1.2回流管 (25)

毕业设计实施方案

毕业设计实施方案

机械与汽车工程学院
本科毕业设计实施方案
毕业设计是本科教学工作的一个重要环节，对提高学生利用所学知识解决 问题、分析问题的能力起着重要的作用。为了规范本科毕业设计工作，确保毕 业设计的质量，按照我校毕业设计的基本要求精神，特制定机械学院本科毕业 设计实施方案。
一、毕业设计（论文）的任务与要求 毕业设计(论文)是专业培养计划的重要组成部分，是学生在校的最后一个 综合性教学环节。毕业设计(论文)是培养学生综合运用所学的基础理论、基本 知识和基本技能来分析、解决实际问题的能力，提高专业素质和培养创造能力 的重要环节，也是专业学习的深化与升华过程。 通过毕业设计（论文）培养学生以下几方面的能力：综合运用所学基本理 论知识和实践技能的能力；初步具备搜集和处理信息的能力及阅读文献资料的 能力；方案制订、论证、分析比较、设计计算和计算机应用的能力；常用仪器、 设备的使用及调试能力；图表制作能力：撰写论文、技术说明书的能力；调查 研究、与人合作及协调工作关系的能力。 包括如下环节：教师题目的申报与论证，学生选题，下达任务书，调研与 文献检索，方案论证，撰写开题报告，分析与实验，设计与制作，设计说明书 （论文）撰写，资料审查，答辩等。 二、毕业设计的组织 1、毕业设计分校内进行和校外进行两种情况，每名教师指导学生人数原则 不得超过 10 人； 2、校内学生由学院统一组织教师进行题目申报、论证，学生选题，期初、 期中检查，答辩等；指导教师每周至少与学生见面 3 次，检查学生工作进度的 同时，对学生存在的问题进行指导，指导要有指导记录。 3、参与校外毕业设计的学生必须是订单班的学生，或是通过学校组织进行 的企业招聘或教师联系以就业为前提、企业要求提前到岗的学生，原则上同一 企业学生人数不少于 10 人；
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年产5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计

年产5.4万吨丙烯精馏塔 的工艺设计

目录 摘要............................................................. I 第1章绪论.. (2) 1.1丙烯的性质 (2) 1.1.1 丙烯的物理性质 (2) 1.1.2 丙烯的化学性质 (2) 1.2丙烯的发展前景 (2) 1.3丙烯的生产技术进展 (3) 1.3.1 概况 (3) 1.3.2 丙烯的来源 (3) 1.3.3 丙烯的生产方法 (3) 1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4) 第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4) 2.2.1 确定关键组分 (5) 2.2.2计算每小时塔顶产量 (5) 2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7) 2.3塔温的确定 (8) 2.3.1 确定进料温度 (8) 2.3.2 确定塔顶温度 (8) 2.3.3 确定塔釜温度 (8) 第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10) 3.1塔板数的计算 (10) 3.1.1 最小回流比的计算 (10) 3.1.2 计算最少理论板数 (11) 3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11) 3.2确定进料位置 (11) 3.3全塔热量衡算 (12)

3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12) 3.3.2 再沸器的热量衡算 (13) 3.3.3 全塔热量衡算 (13) 3.4板间距离的选定和塔径的确定 (14) 3.4.1 计算混合液塔顶、塔釜、进料的密度及气体的密度 (14) 3.4.2 求液体及气体的体积流量 (16) 3.4.3 初选板间距及塔径的估算 (17) 3.5浮阀塔塔板结构尺寸确定 (18) 3.5.1塔板布置 (18) 3.5.2 溢流堰及降液管设计计算 (19) 3.6塔高的计算 (21) 第四章流体力学计算及塔板负荷性能图 (22) 4.1水利学计算 (22) 4.1.1 塔板总压力降的计算 (22) 4.1.2 雾沫夹带 (23) 4.1.3 淹塔情况校核 (26) 4.2浮阀塔的负荷性能图 (27) 4.2.1 雾沫夹带线 (27) 4.2.2 液泛线 (28) 4.2.3 降液管超负荷线 (29) 4.2.4泄露线 (29) 4.2.5 液相下限线 (30) 4.2.6 操作点 (30) 总论 (32) 致谢 (33) 参考文献 (35) 附录 (38)

201320141课程设计工艺说明30000t 年丙烯制异丙醇项目工艺设计

30000t/年丙烯制异丙醇项目工艺设计 德士古工艺的优点主要有：丙烯单程转化率高、反应操作灵活易控制、阳离子交换树脂催化剂易褥、催化剂对设备腐蚀较弱、能耗低、无污染环境等； （4）开发树脂法丙烯直接水合工艺及配套的耐高温阳离子树脂催化剂，建设高效的国产化异丙醇生产装置十分必要。 1 反应车间 来自总厂的质量分数为99.7%、压力为1.25Mpa、温度为25℃的丙烯经三级单螺杆泵（P0101A/B、P0102A/B、P0103A/B）压缩至8Mpa,再经U型管换热器（E0101、E0102）加热至135℃，然后分成三股物流进入三台并联的固定床反应器（R0101A、R0101B、R0101C）；脱盐水（电导率≤5μS/cm）经三级单螺杆泵（P0104A/B、P0105A/B、P0106A/B）压缩至8Mpa,再经U型管换热器（E0103）加热至120℃，然后分成三股分别进入固定床反应器（R0101A、R0101B、R0101C）的三段床层，三段床层进水量的比为4.14:1:1。 本工艺采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂，催化剂的床层温度要控制在130℃-165℃，因为当温度高于165℃时，磺酸根基团的脱落速度将加快，导致反应的转换率迅速降低，并且异丙醇的选择性也开始下降。当温度小于130℃时，丙烯时空收率将减低。在本反应中，总水稀摩尔比为12，大水稀比一方面有利于增加反应推动力，同时产物异丙醇在水中的浓度也较低，可抑制副产品二异丙醚的生成，因而提高目标产物异丙醇的选择性：另一方面，由于丙烯水合为放热反应，大水稀比有利于控制床层的反应温度，并可使催化剂表面能得到充分浸润，能及时移走催化剂床层的反应热，防止催化剂超温失活。

毕业设计实施方案范文

毕业设计实施方案

机械与汽车工程学院 本科毕业设计实施方案 毕业设计是本科教学工作的一个重要环节，对提高学生利用所学知识解决问题、分析问题的能力起着重要的作用。为了规范本科毕业设计工作，确保毕业设计的质量，按照我校毕业设计的基本要求精神，特制定机械学院本科毕业设计实施方案。 一、毕业设计（论文）的任务与要求 毕业设计(论文)是专业培养计划的重要组成部分，是学生在校的最后一个综合性教学环节。毕业设计(论文)是培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能来分析、解决实际问题的能力，提高专业素质和培养创造能力的重要环节，也是专业学习的深化与升华过程。 经过毕业设计（论文）培养学生以下几方面的能力：综合运用所学基本理论知识和实践技能的能力；初步具备搜集和处理信息的能力及阅读文献资料的能力；方案制订、论证、分析比较、设计计算和计算机应用的能力；常见仪器、设备的使用及调试能力；图表制作能力：撰写论文、技术说明书的能力；调查研究、与人合作及协调工作关系的能力。 包括如下环节：教师题目的申报与论证，学生选题，下达任务书，调研与文献检索，方案论证，撰写开题报告，分析与实验，设计与制作，设计说明书（论文）撰写，资料审查，答辩

等。 二、毕业设计的组织 1、毕业设计分校内进行和校外进行两种情况，每名教师指导学生人数原则不得超过10人； 2、校内学生由学院统一组织教师进行题目申报、论证，学生选题，期初、期中检查，答辩等；指导教师每周至少与学生见面3次，检查学生工作进度的同时，对学生存在的问题进行指导，指导要有指导记录。 3、参与校外毕业设计的学生必须是订单班的学生，或是经过学校组织进行的企业招聘或教师联系以就业为前提、企业要求提前到岗的学生，原则上同一企业学生人数不少于10人； 4、校外学生采用双导师制，即校内和企业各指定一名指导教师进行联合指导，校内指导教师要与企业导师及时沟通，保证毕业设计题目的及时确定和督促学生按计划保质保量的完成毕业设计； 5、校外学生的校内指导教师由学院酌情指定，校外学生不再参与校内选题； 6、校内指导教师要经常经过电话、微信、QQ等方式与学生进行沟通、交流、指导，并不少于三次到企业进行现场督促、检查、指导。 三、学生的日常管理和考核 1、在校内进行毕业设计的学生，按《机械与汽车工程学院校

年产5.4万吨丙烯精馏装置工艺设计

毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：年产 5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计 1.设计（论文）的主要任务及目标： 通过本次毕业设计加深学生精馏过程的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本毕业设计的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。 撰写设计说明书一份（不少于8000字）；绘制主要设备装配图一张；绘制带控制点的工艺流程图一张。 2.（论文）的基本要求和内容： 1）设计方案的选择及流程说明； 2）物料衡算、热量衡算； 3）塔板数、塔径计算； 4）溢流装置、塔盘设计； 5）流体力学计算、塔板负荷性能图； 6）绘制带控制点的工艺流程图一张、主体设备装配图一张。 7）完成设计说明书一份（不少于8000字）。 3.设计条件 1）设计原始数据见下表 原始数据 2）操作压力p=1.74Mpa 3）年开工时间为8000h； 4）年生产能力 54000t。

目录 摘要............................................................. I 第1章绪论.. (2) 1.1丙烯的性质 (2) 1.1.1 丙烯的物理性质 (2) 1.1.2 丙烯的化学性质 (2) 1.2丙烯的发展前景 (2) 1.3丙烯的生产技术进展 (3) 1.3.1 概况 (3) 1.3.2 丙烯的来源 (3) 1.3.3 丙烯的生产方法 (3) 1.3.4 丙烯生产新技术现状及发展趋势 (4) 第2章丙烯精馏塔的物料衡算及热量衡算 (4) 2.2.1 确定关键组分 (5) 2.2.2计算每小时塔顶产量 (5) 2.2.4物料衡算计算结果见表2.5 (7) 2.3塔温的确定 (7) 2.3.1 确定进料温度 (7) 2.3.2 确定塔顶温度 (8) 2.3.3 确定塔釜温度 (8) 第3章精馏塔板数及塔径的计算 (10) 3.1塔板数的计算 (10) 3.1.1 最小回流比的计算 (10) 3.1.2 计算最少理论板数 (11) 3.1.3 塔板数和实际回流比的确定 (11) 3.2确定进料位置 (11) 3.3全塔热量衡算 (12) 3.3.1 冷凝器的热量衡算 (12)

丙烯精馏塔工艺设计

过程工艺与设备课程设计（精馏塔及辅助设备设计） 设计日期： 2010年7月6日 班级：化机0701班 姓名：梁昊穹 指导老师：韩志忠

化工原理是化工及其相关专业学生的一门重要的技术基础课，其课程设计涉及多学科知识，包括化工，制图，控制，机械等各种学科，是一项综合性很强的工作；是锻炼工程观念和培养设计思维的好方法，是为以后的各种设计准备条件；是化工原理教学的关键环节，也是巩固和深化理论知识的重要环节。 本设计说明书包括概述、方案流程简介、精馏塔、再沸器、辅助设备、管路设计和控制方案共七章。 说明中对精馏塔的设计计算做了较为详细的阐述，对于再沸器、辅助设备和管路和控制方案的设计也做了简要的说明。 在设计过程中，得到了韩志忠老师的指导，得到了同学们的帮助，同学们一起讨论更让我感受到设计工作是一种集体性的劳动，少走了许多弯路，避免了不少错误，也提高了效率。 鉴于学生的经验和知识水平有限，设计中难免存在错误和不足之处，请老师给予指正 感谢老师的指导和参阅！

前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 第一章概述- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.1精馏塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.2再沸器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 1.3冷凝器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 第二章方案流程简介- - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.1 精馏装置流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.2 工艺流程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.3 调节装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2.4 设备选用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 2.5 处理能力及产品质量- - - - - - - - - - - - - - - - 8 第三章精馏过程系统设计- - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.1设计条件- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 3.2物料衡算及热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - 10 3.3塔板数的计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11 3.4精馏塔工艺设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 3.5溢流装置的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 3.6塔板布置和其余结构尺寸的选取- - - - - - - - - - - - 18 3.7塔板流动性能校核- - - - - - - - - - - - - - - - - - 19 3.8负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 3.9 塔计算结果表- - - - - - - - - - - - - - - - - - -24

毕业设计展策划方案汇总

[] 毕业设计展策划方案 [设计艺术院12 届毕业展] | Administrator

序：本次设计作品展是针对的2012届毕业学生的毕业作品，是为毕业学生为 四年大学生活的最后记忆。展示的不仅是作品本身，也是学生生活的展示。设计本来就是多样的，通过作品展提供一个可供学习和交流的平台。通过作品展的展示效果能使非设计展业人群能从一定程度上了解作品所要表达的内容。通过展示效果向用人单位以及公司能了解学生的情况，促进学生的就业。作品展是对学生学习成果的展示，通过作品展能使学校了解教学情况，也是一定程度上的对学校专业进行的一种宣传手段，能够促进设计展业的发展 主题：绘眼 选题背景： 世界日新月异，设计在一代一代的传承中不断发展。作为新时代的我们，需紧跟时代的步伐，不断创新，突破自我。设计与生活息息相关，我们要有一双善于发现新事物的眼睛。 在这最后的展览中，我们可以最大限度的表现自己，表达自己，展现自己，诠释 自己，给自己一份满意的答卷。 主题阐述： “绘”有绘画，作图之意，“眼”是视觉的器官。视觉是设计的一部分，也是它必不可少的 一部分。“绘眼”亦同“慧眼”，慧眼，一般为佛教语。五眼之一，指二乘的智慧之目。亦 泛指能照见实相的智慧。慧眼又称灵眼，其来源于印度教湿婆神的巨大慧眼，可以洞悉凡间一切。绘眼此主题意在表达我们设计中需要有明锐的洞察力，善于发现新事物的双眼，才能更好的发展自己，突破自我。 布展、开幕及展览时间 布展时间：2016年6月13日~6月14日 开幕时间：2016年6月15日上午9点30分 展出时间;2016年6月15日~17日 展览地点： 中国——哈尔滨商业大学A区图书馆二楼大厅 开幕式流程：

工艺流程

磷酸二氢钠 原料球罐液化石油气水洗塔顶液化石油气酸洗混合器酸洗罐水洗混合器水洗罐反应进料缓冲罐 底水洗水甲醇精馏塔顶甲醇罐区 底水水洗塔 主反应进料预热器主反应进料换热器主反应加热炉主反应器反应油气主反应进料换热器混烃精馏 底C2 外送甲烷做燃料气 塔顶氢气C1-C4馏分LPG精馏塔顶氢气C1-C2馏分乙烷精馏塔顶氢气甲烷PSA 氢气外送底C5+馏分脱戊烷塔底C3-C4馏分丙烷塔顶C3 加氢 底C4 副反应进料预热器副反应进料换热器 副反应加热炉副反应器反应油气副反应进料换热器混烃精馏塔 顶戊烷主反应原料顶C6-C7 非芳烃塔顶甲苯脱庚烷塔 脱戊烷塔底C6+馏分白土塔脱庚烷塔底少量甲苯C8+馏分脱甲苯塔底C8+馏分脱C8塔 顶混合二甲苯罐区顶C9 罐区 脱C8塔底C9+馏分脱C9塔底重芳烃罐区 5层塔板苯罐区 环丁砜顶抽余油水洗去罐区顶苯、甲苯苯塔底甲苯罐区 C6-C7 非芳烃塔底富溶剂芳烃塔底贫溶剂非芳塔

苯 物理性质 物理状态：液体 外观：无色液体 气味：芳香味 pH: - 蒸汽压： 74.3 mm Hg @ 20 ℃ 气体密度： 2.7 (空气=1) 蒸发速率：: 2.8 (Ether=1) 粘度： 0.647mPa.s @ 20 ℃ 沸点： 80℃ 结晶点： 6 ℃ 自燃点： 561 ℃ 闪点： -11 ℃ 爆炸低限： 1.3 vol % 爆炸高限： 7.1 vol % 分解温度： - 溶解度：微溶 比重： 0.874 分子式： C6H6 分子量： 78.042 化学性质 苯参加的化学反应大致有3种：一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应；一种是发生在苯环上的加成反应（注：苯环无碳碳双键，而是一种介于单键与双键的独特的键）；一种是普遍的燃烧（氧化反应）（不能使酸性高锰酸钾褪色 甲苯 物理性质 外观与性状：无色透明液体，有类似苯的芳香气味。 熔点(℃)：-94.9 相对密度（水=1）：0.87 沸点(℃)：110.6 相对蒸气密度（空气=1）：3.14 分子式：C7H8 分子量：92.14 饱和蒸气压(kPa)：4.89(30℃) 燃烧热(kJ/mol)：3905.0 临界温度(℃)：318.6 临界压力(MPa)：4.11

年生产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计书

年产2.9万吨丙烯精馏浮阀塔结构设计的设计方案 第一部分工艺计算 设计方案 本设计任务为分离丙烯混合物，在常压操作的连续精馏塔分离丙-丙烯混合液：已知塔底的生产能力为丙烯3.6万吨/年，进料组成为0.50（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为0.98，塔底釜液的组成为0.02。 对于二元混合物分离采用连续精馏流程，设计中进料为冷夜进料，将原料液通过泵送入精馏塔，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液一部分回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比小，故操作回流比取最小回流比的1.2倍。塔釜采用间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。 1.1原始数据 年产量：2.9万吨丙烯 料液初温：25~35℃ 料液浓度： 50%（丙质量分率） 塔底产品浓度： 98%（丙烯质量分率） 塔顶苯质量分率不低于 97% 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 精馏塔塔顶压强：4 kpa（表压） 冷却水温度：30℃ 饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) 设备型式：浮阀塔 =45㎏/㎡，地质：地震烈度7级，土质为Ⅱ类场地土，气厂址：地区（基本风压：q 温：-20~40℃）

1.2选取塔基本参数 40.0=苯F x 60.0x F =甲苯 98.0y D =苯 02.0y F =甲苯 03.0x W =苯 97.0x W =甲苯 1.3确定最小回流比 1.3.1 汽液平衡关系及平衡数据 表1-1 常压下苯—甲苯的汽液平衡组成 1.3.2 求回流比 （1）M 苯=78.11 kg/mol, M 甲苯=92.13kg/mol 苯摩尔分率：XF=(50/78.11)/(50/78.11+50/92.13)=0.5412 XD=（97/78.11）/（97/78.11+3/92.13）=0.9744 XW=(2/78.11)/(2/78.11+98/92.13)=0.0235 表1-1 常压下丙烯的汽液平衡组成

丙烯储罐毕业设计

1、绪论 1.1 任务说明 设计一个容积为50m3的丙烯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 1.2 丙烯的性质 常温为气体，不易溶于水，易溶于非极性或弱性有机溶剂苯、乙醚。 2、设计参数的确定 表1 设计参数表 2.1 筒体材料的选择 根据丙烯的特性，查GB150-1998选择Q345R。Q345R是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（16mm ）的

压力容器。钢板标准GB6645和“关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见”。根据GB713-2008中规定，厚度允许偏差按GB/T709的B 类偏差取0.3mm 。 2.2 钢管材料的选择 根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢，根据GB8163，其许用应力Mpa t 1.150][=σ 3、压力容器结构设计 3.1筒体公称直径计算 筒体的公称直径i D 有标准选择，而它的长度L 可以根据容积要求来决定。 根据公式 23i 50m 4 D L π = 取 L/D=4 将L/D=4代入得：i 2520D mm = 圆整后，i 2600mm D = 3.2 封头结构设计 查GB/T 25198-2010《压力容器封头》得：封头型号采用EHA 型，即标准椭圆封头，并以内径为标准。 表2 封头参数 查JB/T 4746-2002《钢制压力容器用封头》，由表B 、2 EHA 椭圆形封头质量得：m=1064.2kg 。 3.3筒体长度计算

丙烯精馏塔系统控制优化

丙烯精馏塔系统控制优化 邹生耀刘荣 （扬子石化巴斯夫有限责任公司江苏南京市210048） 摘要：通过对当前S&W双塔丙烯精馏控制系统存在的缺陷及当前操作难点分析，找出影响系统操作的根本原因，提出控制优化方案，并在实际生产中运用，节省装置能耗。 关键词：丙烯精馏控制优化 扬子石化巴斯夫有限责任公司裂解装置采用S&W工艺生产,原设计能力为600Kt/a 乙烯和300Kt/a 丙烯。2005年5月投产，2010年4月装置运行5年后停车大修，并对裂解装置进行扩能改造，于2010年6月开车成功。装置改造后生产能力扩大为740 Kt/a 乙烯和396Kt/a 丙烯。在本次改造中，急冷水塔波纹塔盘开孔率增加20-30%，丙烯精馏塔和丙烯提汽塔的MD塔盘改为增强型的EZMD塔盘。 改造投产后，急冷水塔釜温度只有74℃左右，比设计的84℃低了10℃左右，丙烯精馏塔系统因为塔釜再沸器急冷水温度偏低，在正常运行过程中，需要投用急冷水加热器，消耗大量低压蒸汽（25t/h），同时由于系统控制不稳，还常常发生塔釜丙烯损失加大，塔顶丙烯产品中丙烷浓度大幅波动现象。 1. 丙烯精馏系统流程及控制 1.1 目前丙烯精馏系统流程及控制说明 优化控制前丙烯精馏系统流程图 丙烯精馏系统由丙烯精馏塔（C540）和丙烯提汽塔（C530）两座塔系统组成。

来自碳三反应器出料罐V520的碳三在FC5201流量控制下进入丙烯精馏塔的第152块塔盘。丙烯产品在丙烯精馏塔的第8块塔盘侧线通过回流罐液位LC5331与采出流量 FC5201串级控制采出。塔顶气相分成二股，一股经过E535/536冷凝器冷凝，冷凝液返回至设置在高处的回流罐(V555)，每台冷凝器中设有一个2”的不凝气排放管线，不凝气排放至回流罐；另一股在塔顶压力PC5502控制下进入一根4”管线旁路冷凝器将气相丙烯引入回流罐，在塔压高时，将部分气相丙烯引入回流罐，通过回流罐顶部的不凝气冷凝器 E551冷凝，从而分流部分塔顶冷凝器的负荷。在回流罐V555顶部设置一冷凝器E551提纯不凝气，将部分丙烯冷凝后返回回流罐，不凝气在FC5331流量控制下返回裂解气压缩机段间。回流罐凝液在液位LC5331与流量FC5332串级控制下返回C540塔顶。 丙烯精馏塔塔釜设置一再沸器E540，利用E530后的次级QW来加热，节能能源。精馏塔塔釜产品通过P550泵在塔釜液位LC5351与流量FC5351串级控制下作为丙烯汽提塔C530的进料。汽提塔顶气相则返回精馏塔釜。汽提塔塔釜产品作为提纯后的丙烷产品在流量FC5301控制下返回裂解炉。在汽提塔釜设置有再沸器E530，利用一级QW来加热。汽提塔釜液位LC5173在与热值JC5173串级控制下通过增减QW的加热流量来实现。E530和E540的热值分配则通过TC5373的控制来进行。通过一选择开关选择精馏塔顶压力 PC5502或回流罐压力PC5331控制器来控制冷凝器旁路阀的开度。 1.2 鲁姆斯公司300kt/a装置丙烯精馏系统流程 鲁姆斯丙烯精馏系统流程简图 鲁姆斯丙烯精馏系统同样也有二座塔系统组成。在丙烯塔进料前有一甲烷提汽塔，脱除进料中的氢气、甲烷和碳二等轻组份。因此，丙烯精馏塔进料中不含有不凝气组份，丙烯精馏塔顶不设不凝气脱除塔盘，丙烯产品产出直接从回流罐产出。 塔釜压力通过调节塔顶冷凝器冷却水流量来控制合适的塔顶冷凝量，通过灵敏板丙烯组份浓度来控制再沸器加热量，通过回流罐液位来控制丙烯产出量，通过塔釜液位来控制丙烷产出量。 1.3 两种流程控制的主要差异 这二种流程都有不凝气脱除系统，鲁姆斯流程是在丙烯精馏塔进料前通过甲烷提汽塔来脱除；S&W工艺则是在精馏塔顶增加8块塔盘来脱除不凝气。 S&W工艺采用双塔丙烯精制，更适合大型乙烯装置，鲁姆斯单塔丙精精制则适合小型乙烯装置。 鲁姆斯公司丙烷精馏塔的控制更容易实现。它的塔釜加热量是由灵敏板的丙烯含量组份来控制的，当进料负荷改变，或进料组成改变、或回流量改变时，导致灵敏板上丙烯浓