年产5.4万吨丙烯精馏塔的工艺设计

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丙烯精馏塔工艺设计

丙烯精馏塔工艺设计

过程工艺和设备课程设计(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附:塔设计图第四章再沸器的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - 25 4.1设计任务和设计条件- - - - - - - - - - - - - - - - - 25 4.2估算设备尺寸- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 26 4.3传热系数的校核- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 26 4.4循环流量校核- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 30 4.5 再沸器主要结构尺寸和计算结果表- - - - - - - - - - - 35 附:再沸器设计图第五章辅助设备的设计- - - - - - - - - - - - - - - - 36 5.1冷凝器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 36 5.2其它换热设备- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 36 5.3容器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 38 5.4 管路设计及泵的选择- - - - - - - - - - - - - - - - 39 第六章管路设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 43 第七章控制方案- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 45 附:工艺流程图设计心得及总结- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 46 附录一主要符号说明- - - - - - - - - - - - - - - - - - 48 附录二参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 49第一章概述精馏是分离过程中的重要单元操作之一,所用设备主要包括精馏塔,再沸器和冷凝器。

丙烯精馏塔的优化分析

丙烯精馏塔的优化分析

丙烯精馏塔的优化分析摘要:根据实际生产过程中丙烯塔的丙烯损失,对丙烯精馏塔操作进行了分析,为优化该塔操作提出了建议,以利于在保证丙烯产品质量的前提下,增加丙烯收率。

关键词:精馏优化前言;中天合创能源有限责任公司化工分公司年产2×180万吨S-MTO装置中的丙烯精馏塔(以下简称丙烯塔)是将丙烯与丙烷分离,在塔顶得到聚合级丙烯,并保证塔釜丙烷中丙烯含量低于5%。

所以该塔操作的正常与否将直接影响到聚合级丙烯产品的质量和收率。

为此,对该塔进行了分析,并就优化操作提出了建议。

一.丙烯塔的流程简述1#丙烯塔有86块浮阀塔板。

1#丙烯塔塔顶物料送入2#丙烯塔塔釜。

2#丙烯塔釜液由泵(P-5002A/B)送入1#丙烯塔的顶部塔板。

2#丙烯塔有166块塔板,来自脱丙烷塔的C4进料进入2#丙烯塔第160块塔板。

2#丙烯塔塔顶物流在丙烯塔空冷器(A-5001)中冷凝,空冷器后设置一台使用循环水的冷凝器(E-5004)作为保护性补充。

空冷器按最大负荷设计、水冷器按最大负荷的30%设计。

冷凝液进入2#丙烯塔回流罐(D-5002),回流罐中的液体经由回流泵(P -5003A/B)一部分送入2#丙烯塔作为回流,另一部分作为丙烯塔产品冷却后送往丙烯产品二甲醚吸附器(DR-5001A/B)。

2#丙烯塔釜液由泵(P-5002A/B)送入1#丙烯塔,流量由2#丙烯塔塔釜液位LIC5007一流量FIC5013控制1#和2#丙烯塔的再沸器采用急冷水作加热介质。

进入1#丙烯塔再沸器(E-5005A/B)的急冷水量FIC5010由位于第54块板的组成分析仪AIC5003一换热器负荷Q1IC5001串级控制,进入2#丙烯塔再沸器(E-5007A/B)的急冷水量通过换热器热负荷QIC5002一流量FIC5032串级控制再沸器的旁路流量进行调节。

丙烷从1#丙烯塔塔釜送入界区。

二.丙烯损失的分析选取2018年1月装置稳定运行情况下丙烷外送中丙烯含AT5004A和C-5002塔中部组分工业气相色谱仪,分析丙烷中丙烯含量AIC5003高做出分析和优化。

精细化学品生产技术专业毕业设计(论文)题目

精细化学品生产技术专业毕业设计(论文)题目

精细化学品生产技术专业毕业设计(论文)题目指导教师:李鹰1、年产6万吨丙烯精馏塔的工艺设计2、年产7万吨丙烯精馏塔的工艺设计3、年产8万吨丙烯精馏塔的工艺设计4、年产9万吨丙烯精馏塔的工艺设计5、年产10万吨丙烯精馏塔的工艺设计6、年产11万吨丙烯精馏塔的工艺设计7、年产12万吨丙烯精馏塔的工艺设计8、年产15万吨丙烯精馏塔的工艺设计9、绿色化工的研究与发展10、清洁生产的发展与研究指导教师:李晶1、湿法脱硫工艺吸收塔及塔内件的设计选型2、年处理量为5000吨含氨气体设计方案3、年处理量为6000吨含氨气体设计方案4、年处理量为7000吨含氨气体设计方案5、日处理量为10万m3水吸收氨填料塔设计方案6、日处理量为15万m3水吸收氨填料塔设计方案7、日处理量为20万m3水吸收氨填料塔设计方案8、日处理量为2.16万m3空气-丙酮填料塔吸收设计方案9、日处理量为2.4万m3空气-丙酮填料塔吸收设计方案10、日处理量为2.64万m3空气-丙酮填料塔吸收设计方案指导教师:谭艳宏1、煤中硫的测定方法2、合成氨原料气的制备及净化工艺现状及发展3、甲醇合成工艺探讨与研究4、土壤中钾元素测定方法研究5、天然气制备甲醇工艺研究6、工业废水中铬元素的测定方法7、防腐剂在食品保鲜中的应用研究.8、甲醇芳构化产品成分分析方法综述9、二十一世纪生物化工发展及对策10、论氨合成节能技术现状及发展指导教师:张艳华1、离子膜电解法生产氯碱的工艺设计2、年产400万吨氯气合成工艺设计3、年产8吨乙醇板式精馏塔工艺设计4、年产800万吨聚氯乙烯合成工艺设计5、聚丙烯的生产工艺设计6、年产8万吨合成氨工艺设计7、年产3万吨稀硝酸工艺设计8、硫酸的生产工艺设计9、异丙苯法生产苯酚及丙酮的工艺设计10、柠檬酸的生产工艺设计指导教师:鞠露1、新型高效换热器的研制与开发2、某厂换热设备优化与节能技术的研究开发3、管壳式换热器的综合性能设计与优选4、大型间壁式换热器的设计与研究5、蓄热式换热器工艺设计及综合性能分析6、板翅式散热器的综合性能分析7、纳米材料在化工生产中的应用8、聚氯乙烯的生产技术讨论9、氯乙烯的合成工艺设计10、某厂压力容器的综合性能与优选注:学生可以根据实习的内容自拟题目。

丙烯—丙烷板式精馏塔设计1

丙烯—丙烷板式精馏塔设计1

丙烯—丙烷板式精馏塔设计1丙烯—丙烷板式精馏塔设计1丙烯和丙烷是石油行业中常见的烃类化合物,丙烯主要用于合成塑料和合成橡胶等工业原料,而丙烷则广泛用于燃料和热能生产。

在石油提炼过程中,需要对丙烯和丙烷进行分离,以满足不同的工业需求。

这就需要使用精馏塔进行分离和提纯。

丙烯-丙烷板式精馏塔是一种常见的精馏塔设计,以下是其设计过程和要点:1.确定塔的尺寸和设计参数:首先,需要确定塔的高度、内径和塔板数量等尺寸参数。

这些参数的选择将取决于丙烯和丙烷的物理和化学性质,以及分离程度和生产要求。

同时,还需要确定塔板的类型,常用的有平板、筛板和节流孔板等。

2.计算塔的理论板数:根据丙烯和丙烷的物理性质,可以使用理论计算方法来确定塔的理论板数。

常见的方法有经验法、Fenske方法和McCabe-Thiele方法等。

这些方法基于馏分的蒸发和重新凝结过程,并考虑到物料的挥发性和沸点差异。

3.优化精馏塔结构:在确定了理论板数后,可以对精馏塔的结构进行优化。

优化的目标是降低能耗和提高分离效果。

常见的优化措施包括增加回流比、优化塔底和塔顶的设计、增加中间进料点和中间产品抽取点等。

这些措施可以提高馏分在塔内的接触和分离效果。

4.确定换热与冷凝方式:精馏过程中,需要进行热量交换和冷凝,以提供蒸汽和冷凝液。

根据工艺和能耗要求,可以选择合适的换热器和冷凝器类型进行热交换。

常见的方式有喷射器冷凝、外换热器冷凝和内换热器冷凝等。

5.进行流程模拟和动态调整:一旦确定了精馏塔的设计参数和结构,可以使用流程模拟软件进行流程计算和模拟。

通过模拟,可以评估塔内各个部位的温度、压力和塔板效率等参数,并进行相应的调整和优化。

流程模拟也可以用于优化操作条件和改进分离效果。

6.进行安全评估和应急设计:精馏塔是一种高温高压设备,需要进行安全评估和应急设计。

这包括确定安全阀和过压保护装置、制定应急排放和泄漏处置计划等。

同时,还需要考虑火灾和爆炸等事故的防范和应对措施。

丙烯精馏塔工艺设计

丙烯精馏塔工艺设计

丙烯精馏塔工艺设计
首先,需要确定丙烯的纯度要求。

根据产品的不同要求,丙烯的纯度
可以在90%至99%之间。

纯度的提高会增加设备的复杂性和操作难度,需
要更加严密的工艺控制。

其次,需要确定进料温度和压力。

丙烯的开启温度在20-30°C之间,进料温度一般选取在此范围内,同时考虑到设备的工作压力,一般选择在0.5-1.5MPa之间。

在塔体内部,需要设计丙烯精馏塔的塔盘结构和填料形式。

一般来说,可以采用板式塔盘或填料塔盘的形式。

塔盘的选择要考虑到其分离效果、
压降和清洗难易程度等因素。

在操作方面,需要合理安排丙烯的进料、回流和副产品的排出。

通常
情况下,可以将丙烯精馏塔分为顶底两部分,顶部为蒸汽区,底部为液相区。

通过调节进料位置和回流比例,可以控制顶部的蒸汽流量和液位,从
而实现对丙烯纯度的控制。

此外,还需要考虑设备的安全性和可靠性。

在设计中要充分考虑到操
作的安全性,选择适用的材料和防腐措施,确保设备的正常运行。

最后,需要进行工艺参数和操作条件的优化。

通过模拟和实验手段,
确定最佳的进料流量、回流比例、操作压力和温度等参数,以实现最佳的
分离效果和经济效益。

总之,丙烯精馏塔的工艺设计需要充分考虑到丙烯的物化性质、产品
要求和设备安全性等因素,通过合理的设计和优化,实现最佳的分离效果
和经济效益。

年产8万吨丙烯的生产工艺设计(精馏工段)毕业设计

年产8万吨丙烯的生产工艺设计(精馏工段)毕业设计

长江大学工程技术学院毕业设计(论文)年产8万吨丙烯的生产工艺设计题目名称(精馏工段)题目类型毕业设计系部专业班级学生姓名指导教师辅导教师时间毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:目录毕业论文(设计)任务书 (Ⅰ)开题报告 (Ⅱ)指导教师审查意见 (Ⅲ)评阅教师评语 (Ⅳ)答辩会议记录 (Ⅴ)中文摘要 (Ⅵ)英文摘要 (Ⅶ)1 前言 (1)2 选题背景 (2)2.1 课题的来源、目的和意义 (2)2.2 国内外现状、发展趋势及存在的主要问题 (2)2.3 研究的指导思想与技术路线 (6)3 方案论证 (8)3.1 低压热泵工艺流程 (8)3.2 高压丙烯精馏流程 (8)4 过程论述 (10)4.1 基本原理 (10)4.2 丙烯的性质 (10)4.3 工艺流程 (12)4.4 精馏工段工艺计算 (12)5 结果分析 (45)6 结论或总结 (46)参考文献 ............................................................................................... 46買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。

丙烯—丙烷板式精馏塔设计

丙烯—丙烷板式精馏塔设计

丙烯—丙烷板式精馏塔设计丙烯-丙烷分离是石油炼制过程中的重要操作之一、丙烯-丙烷板式精馏塔是进行该分离的常见设备之一、本文将介绍丙烯-丙烷板式精馏塔的设计。

一、塔内结构设计1.塔径和塔高:根据丙烯-丙烷的物理性质和进出料的要求,决定塔径和塔高。

一般来说,塔径选择在0.5到2.5米范围内,塔高选择在20到30米范围内。

2.装塔板设计:为了提高分离效率,常采用板式结构。

根据工艺要求和流体性质,确定装塔板的类型、布置和数量。

常用的板式结构有筛板和壳程板。

筛板形状为圆形孔,使得流体分布更均匀;壳程板则是在板上装置隔流器,使流体分配均匀。

塔板的数量根据物料组分和分离要求确定。

3.塔壳设计:塔壳一般采用圆筒形结构,确保塔内压力稳定。

根据设计要求和工艺条件,确定壳体材料和厚度。

二、热量平衡设计1.进料和出料的热量平衡计算:根据进出料的温度和流量,计算出料的焓值,从而得到进出料之间的热量差。

2.塔板的热量平衡计算:根据进出料的温度和流量,在塔板上进行热量平衡计算,以确定塔板上液体和气体的温度和流量。

3.塔壳的热量平衡计算:根据进出料的温度和流量,在塔壳内进行热量平衡计算,以确定塔壳内的温度和流量。

三、物料平衡设计1.塔板的物料平衡计算:根据塔板上液体和气体的温度和流量,计算塔板上液体和气体的物料平衡,以确定各组分的质量分数。

2.塔壳的物料平衡计算:根据塔壳内的温度和流量,计算塔壳内的物料平衡,以确定各组分的质量分数。

四、压力平衡设计1.压力损失计算:根据装塔板和塔壳的结构参数,计算出塔板和塔壳内的压力损失,以确定塔板和塔壳的工作压力。

2.压力平衡设计:根据丙烯-丙烷的物理性质和工艺要求,确定塔板和塔壳的工作压力,从而确保各部分之间的流体压力平衡。

五、其他设计考虑因素1.材料的选择:根据工艺要求和流体性质,选择适当的材料,以确保设备的耐腐蚀性和机械性能。

2.设备的安全性和可靠性:考虑设备的安全性和可靠性,采取必要的安全措施,如设置安全阀、温度传感器等。

丙烯丙烷精馏塔课程设计

丙烯丙烷精馏塔课程设计

丙烯丙烷精馏塔课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握丙烯丙烷精馏塔的基本原理和操作方法。

知识目标包括:了解精馏塔的结构和工作原理,掌握精馏塔的操作方法和注意事项。

技能目标包括:能够运用精馏塔的基本原理进行操作,能够分析并解决精馏过程中出现的问题。

情感态度价值观目标包括:培养学生对化工行业的兴趣和热情,提高学生对安全生产的意识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括丙烯丙烷精馏塔的原理、结构和操作方法。

首先,讲解精馏塔的基本原理,包括蒸馏和精馏的过程,让学生了解精馏塔的工作原理。

然后,介绍精馏塔的结构,包括塔体、塔板、塔内件等,使学生了解精馏塔的组成部分。

接下来,讲解精馏塔的操作方法,包括启动、运行和停车等过程,让学生掌握精馏塔的操作技巧。

最后,分析精馏过程中可能出现的问题,并提出解决方法,让学生能够应对精馏过程中的故障。

三、教学方法为了实现教学目标,本节课采用多种教学方法相结合的方式。

首先,采用讲授法,系统地讲解精馏塔的基本原理、结构和操作方法,使学生掌握理论知识。

其次,采用讨论法,引导学生分组讨论精馏过程中出现的问题,培养学生分析问题和解决问题的能力。

此外,利用案例分析法,分析实际生产中的典型事故案例,提高学生的安全生产意识。

最后,学生进行实验操作,亲身体验精馏过程,提高学生的实践能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课准备了丰富的教学资源。

教材方面,选择权威、实用的教材,如《化工原理》等。

参考书方面,推荐学生阅读《精馏工艺原理与应用》等书籍,以拓宽知识面。

多媒体资料方面,制作精美的PPT课件,展示精馏塔的图片和视频,帮助学生形象地理解知识点。

实验设备方面,准备精馏塔模型和实验器材,让学生进行实地操作,增强实践经验。

同时,邀请具有丰富经验的工程师进行授课,分享实际生产经验,提高学生的实践能力。

五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。

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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)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C3H6,结构简式为CH3-CH=CH2,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4.56MPa;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,必须考虑,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。

丙烯主要来源是裂解装置,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,丙烯 丙烷 CW 1 2 3 进料 图1 丙烯精馏段流程图 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C 4-8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 物料名称进料组成 重量 % 塔顶组成 重量 % 塔釜组成 重量 % 丙烯 92.7599.6 <15.2丙烷 7.25 0.4设定其操作压力为 P=1.74MPa(表压)。

计划每年生产80000t 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:80000000/8000=10000kg/h2.2.3 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 进料量/(kg/h) 馏出液量/(kg/h)釜液量/(kg/h) 丙烯 92.750.996D 0.152W 丙烷 7.250.004D 7.25-0.004D 共计100 D 7.25-0.004D+0.152W F D W =+ (2.1)0.15215.2%7.250.0040.152100W 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 ;项 目 组 分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。

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