年产10万吨丙烯精制塔的工艺设计2--

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1、年产10万吨丙烯精制塔的工艺设计一、说明书(1)丙烯生产概况简述。（略）(2)设计方案的确定与论证。（略）(3)本设计的工艺流程图（看附件），及流程说明（略）。(4)工艺设计计算结果汇总，附属设备一览表，工艺管线接管尺寸汇总表，设计结果评价。（略）（5）工艺计算。（6）设备计算及选型。（略）（7）参考文献。二、丙烯精制塔的工艺计算（1）物料衡算1.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。原始数据见表一表一原始数据物料名称进料组成（质量分数/％）塔顶组成（质量分数/％）塔釜组成（质量分数/％）丙烯92

2、.7599.6﹤15.2丙烷7.050.4丁烷0.200操作压力p=1.74MPa（表压）。年生产能力t丙烯2.计算每小时塔顶产量，每年的操作时间按8000h计算。由题目给定／8000=12500kg／h3.计算塔釜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，进行物料衡算见表二。表二物料衡算项目组分进料量／（kg／h）馏出液量／（kg／h）釜液量／（kg／h）丙烯92.750.996D0.152W丙烷7.050.004D7.05－0.004D丁烷0.200.2共计100D7.25－0.004D＋0.152WF=D+W或解得：W=8.11

3、6kg／hD=100－8.1161＝91.8839kg／h丙烷x=﹪丁烷x=﹪式中F¾原料液流量，kg／h;D—塔顶产品（馏出液）流量，kg／hW—塔底产品（釜残液）流量，kg／hx—釜液中各组分的质量分数。4.将质量分数换算成摩尔分数按下式计算：x=式中x——液相中A组分的摩尔质量；、M、M——A、B、C组分的摩尔质量，kg/mol;xxx——液相中A、B、C组分的质量分数。各组分的相对分子质量见表三表三各组分的相对分子质量项目组分分子式相对分子质量丙烯CH42.08丙烷CH44.09丁烷CH58.12计算举例：丙烯进料摩尔组成：x==0.9310同理，计算得各组分的

4、摩尔分数如表四表四各组分的摩尔分数项目组分项目进料塔顶产品塔釜液丙烯0.93100.99620.1591丙烷0.06750.00380.8223丁烷0.001500.0186共计1.00001.00001.00005.计算进料量和塔底产品量｛因为D=12500kg／h所以解得W=1055.8362kg／hF=12500+1055.8362=13555.8362式中x——原料液中易挥发组分的质量分数；x——馏出液中易挥发组分的质量分数；x——釜残液中易挥发组分的质量分数。6.物料衡算计算结果见表五。表五物料衡算组分CHCHCH共计相对分子质量42.0844.0958.12进

5、料Kg/h12573.0381955.686427.1117.8362质量分数/%92.757.050.2100Kmol/h298.788921.67580.4665320.9312摩尔分数/%93.106.750.15100塔顶Kg/h1245050012500质量分数/%99.60.40100Kmol/h295.86501.13400296.9990摩尔分数/%99.620.380100塔釜Kg/h160.4871869.375525.97361055.8362质量分数/%15.282.342.46100Kmol/h3.813819.71820.446923.9789

6、摩尔分数/%15.1982.231.86100（2）热量衡算（Ⅰ）塔温的确定1.确定进料温度操作压力为p=1.84MPa(绝对压力)。假设：泡点进了，温度为45℃，依T、p查设计参考资料1，图1-35得到平衡常数k值。因为所以确定进料温度为45℃，进料组成的值见表六表六进料组成的值进料xkCH0.93101.00.9310CH0.06750.90.06075CH0.00150.310.共计1.00002.210.992222.确定塔顶温度假设：塔顶露点温度为44℃，同理查设计参考资料1，图1-35得k值。塔顶物料组成的值见表七表七塔顶物料组成的值塔顶物料xkCH0.996

7、20.981.CH0.00380.880.CH00.300共计1.00002.161.因为所以确定塔顶温度为44℃，塔顶物料组成的值见表七。3.确定塔釜温度假设：塔釜温度为52℃，查设计参考资料1。图1-35得k值。因为误差超过2％，说明假设的温度过高。再假设：塔釜温度为51℃，查设计参考资料1。图1-35得k值。因为所以确定塔釜温度为51℃，计算过程见表八（Ⅰ）（Ⅱ）。表八塔釜温度计算数据（Ⅰ）塔釜物料xkCH0.15911.150.CH0.82231.050.CH0.01860.360.共计1.00002.561.表八塔釜