毕业设计（论文）-4万吨年1,3丁二烯生产装置第一萃取精馏塔工艺设计

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1、2011届本科毕业论文4万吨/年1,3丁二烯生产装置第一萃取精馏塔工艺设计1绪论21.1设计依据21.2设计的目的及意义21.31，3-丁二烯的物化性质21.4原辅材料介绍31.4.1原料规格31.4.2二甲基甲酰胺（DMF）性质321，3-丁二烯的生产32.11，3-丁二烯的生产方法32.2生产原理42.3工艺技术路线43主要设备的工艺设计及计算53.1基础数据53.1.1C4组分53.1.2相对挥发度α的计算63.2塔设备的工艺设计及计算93.2.1第一萃取精馏塔的计算93.33.3塔板主要工艺尺寸的计算度133.3.1溢流装置的计算133.3.2溢流堰高度

2、133.3.3弓形降液管宽度Wd和截面积133.3.4降液管底隙高度143.4塔板布置143.4.1塔板的分布143.4.2边缘区宽度的确定143.4.3开孔区面积计算153.5流体阻力计算153.5.1干板阻力的计算153.5.2气体通过液层阻力计算153.5.3液体表面张力的阻力hσ计算153.5.4漏液163.5.5液泛163.6塔板负荷性能图163.6.1漏液线16漏液线由漏液点气速来标绘出对应的VS-LS.163.6.2液相负荷下限线163.6.3液相负荷上限线173.6.4液泛线17塔体设计总表18参考文献20致谢21202011届本科毕业论文4万吨

3、/年1,3丁二烯生产装置第一萃取精馏塔工艺设计1绪论1.1设计依据（1）年产1，3-丁二烯：5.0万吨/年（2）原料来源：由乙烯裂解送来的C4混合烃（3）年操作时间：7800小时（4）本装置能在设计能力为50%的负荷下运行。（5）全流程采用萃取精馏、精馏两段流程，其中包括了丁二烯回收、溶剂精制等部1.2设计的目的及意义丁二烯抽提装置的生产目的是从来自乙烯装置的裂解碳四及其它混合碳四中抽提出高纯度的1，3-丁二烯。工业生产中大量用到1，3-丁二烯，作为合成橡胶的重要单体，是工业急需化工原料产品。同时还是生产合成蒽醌的首要原料。也是体现对乙烯生产中产生的C4原料再生

4、产的利用，以提高石油原料的利用价值，充补石油产品多衍生物的发展[2]。1.31，3-丁二烯的物化性质表1.11,3丁二烯的物化性质分子式C4H6分子量54.088外观有芳香气味的无色气体沸点-4.4130C分子键共价键化学活泼性很大，在催化剂作用下能起加成反应；易起氧化反应，能和臭氧反应，生成易爆炸的臭氧化物；易起聚合反应，生成二聚物和高分子化合物。202011届本科毕业论文4万吨/年1,3丁二烯生产装置第一萃取精馏塔工艺设计1.4原辅材料介绍1.4.1原料规格表2.1C4进料组分规格名称序号成分含量混合C41C3≤0.0052C5≤0.00531，3-C4H6

5、0.45～0.524H2O≤0.00051.4.2二甲基甲酰胺（DMF）性质表2.2二甲基甲酰胺（DMF）性质名称二甲基甲酰胺分子式C3H7NO分子量73.09外观无色、有特殊气味二甲胺≤0.001kg/kg用途用于丁二烯装置做萃取剂，萃取抽提裂解碳四中的丁二烯。21，3-丁二烯的生产2.11，3-丁二烯的生产方法国内外丁二烯的来源主要有两种，一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到，另一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到。上个世纪60年代之后，以石脑油为原料裂解制乙烯技术的迅速发展，在裂解制得乙烯和丙烯约同时可分离得到副产C4馏分,为抽提丁二烯提供价格低廉的

6、原料，经济上占优势，因而成为从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提生产丁二烯，根据所用溶剂的不同，该生产方法又可分为乙腈法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)三种。本设计采用GPB工艺，以二甲基甲酰胺（DMF202011届本科毕业论文4万吨/年1,3丁二烯生产装置第一萃取精馏塔工艺设计）作为溶剂，从裂解C4馏分中提取高纯度1，3-丁二烯。二甲基甲酰胺法(DMF法)又名GPB法,由日本瑞翁公司于1965年实现工业化生产，并建成一套4.5万吨/年生产装置。该生产工艺包括四个工序，即第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂

7、回收工序。DMF法工艺的特点是：(1)对原料C4的适应性强，丁二烯含量在15%-60%范围内都可生产出合格的丁二烯产品；(2)生产能力大，成本低，工艺成熟，安全性好、节能效果较好，产品、副产品回收率高达97%；(3)由于DMF对丁二烯的溶解能力及选择性比其他溶剂高，所以循环溶剂量较小，溶剂消耗量低；(4)无水DMF可与任何比例的C4馏分互溶，因而避免了萃取塔中的分层现象；(5)DMF与任何C4馏分都不会形成共沸物，有利于烃和溶剂的分离，但由于其沸点较高，溶剂损失小；(6)热稳定性和化学稳定性良好；(7)由于其沸点高，萃取塔及解吸塔的操作温度都较高，易引起双烯烃和

8、炔烃的聚合；(8)无水情