年產(chǎn)8萬(wàn)噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段）畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目 名 稱年產(chǎn)8萬(wàn)噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段）題 目 類 型畢業(yè)設(shè)計(jì)系 部化學(xué)工程系專 業(yè) 班 級(jí)化工60學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師輔 導(dǎo) 教 師時(shí) 間2011.11.20至2012.06.20目 錄畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)開(kāi)題報(bào)告指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)答辯會(huì)議記錄中文摘要英文摘要1 前言12 選題背景22.1 課題的來(lái)源、目的和意義22.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在的主要問(wèn)題22.3 研究的指導(dǎo)思想與技術(shù)路線53 方案論證73.1 低壓熱泵工藝流程73.2 高壓丙烯精餾流程74 過(guò)程論述94.1 基本原理94.2 丙烯的性質(zhì)94.3 工藝流

2、程114.4 精餾工段工藝計(jì)算115 結(jié)果分析446 結(jié)論或總結(jié)45參考文獻(xiàn)45致 謝47長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)任務(wù)書(shū)系 化學(xué)工程系 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師/職稱 / 1. 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目：年產(chǎn)8萬(wàn)噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段）2. 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))起止時(shí)間：20 年11月20日20 年 6月20 日3. 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）主要書(shū)目：1. 石油化學(xué)工業(yè)叢書(shū)·烯烴工學(xué)；2. 石油煉制工程；3. 有機(jī)化工工藝學(xué)等。主要期刊：1. 石油煉制技術(shù)；2. 石油煉制工程等。原始數(shù)據(jù)： 原材料、中間產(chǎn)品、成品物性數(shù)

3、據(jù)及企業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)。4畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))應(yīng)完成的主要內(nèi)容（1）了解石油催化裂化進(jìn)展和技術(shù)裝備的最新動(dòng)態(tài)（2）掌握氣體分餾技術(shù)的共同特點(diǎn)和流程（3）設(shè)計(jì)出合理的精餾工藝流程（4）作出全面的物料平衡和熱量平衡（5）完成丙烯精餾塔和再沸器的工藝結(jié)構(gòu)計(jì)算（6）繪制四張工程圖紙（帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、精餾塔和再沸器工藝結(jié)構(gòu)裝配圖）（7）對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述和體會(huì)（8）外文翻譯一篇5畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的目標(biāo)及具體要求（1）11.203.26 收集資料，完成開(kāi)題報(bào)告并提交指導(dǎo)老師審閱。力求講清與本設(shè)計(jì)有關(guān)的最新成果與技術(shù)動(dòng)態(tài)，確定本設(shè)計(jì)的工藝方案，原材料規(guī)格與消耗，主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)等。（2）3.2

4、73.28 開(kāi)題報(bào)告答辯、整改及爭(zhēng)議答辯。（3）3.294.30 開(kāi)展設(shè)計(jì)并完成設(shè)計(jì)一稿，包括設(shè)計(jì)報(bào)告的封面、目錄、中英文摘要、報(bào)告主體、參考文獻(xiàn)、外文中譯等文字文件，并提交指導(dǎo)（輔導(dǎo)）老師預(yù)閱和修改。（4）5.015.31 完成工程圖設(shè)計(jì)與工程圖繪制電子版等圖紙文件，并提交指導(dǎo)（輔導(dǎo)）老師預(yù)閱和修改。（5）6.016.10 提交設(shè)計(jì)二稿由指導(dǎo)教師對(duì)設(shè)計(jì)、譯文進(jìn)行二次修改得第三稿，將三稿的全套資料（文字文件與圖紙文件）整理打印裝訂成冊(cè)后裝袋，并提交評(píng)閱老師評(píng)閱。（6）6.116.16 制作幻燈片，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。（7）6.176.18 畢業(yè)答辯，成績(jī)?cè)u(píng)定。6、完成畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))所需的條件及上機(jī)

5、時(shí)數(shù)要求需收集有關(guān)物性計(jì)算參數(shù)和企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)需安裝并學(xué)會(huì)使用繪圖軟件autocad、caxa和繪圖儀，上機(jī)時(shí)數(shù)約200小時(shí)。任務(wù)書(shū)批準(zhǔn)日期 年 月 日 系主任(責(zé)任教授)(簽字) 任務(wù)書(shū)下達(dá)日期 年 月 日 指導(dǎo)教師(簽字) 完成任務(wù)日期 年 月 日 學(xué)生（簽名） -長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題 目 名 稱題 目 類 型系 部專 業(yè) 班 級(jí)學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師輔 導(dǎo) 教 師開(kāi)題報(bào)告時(shí)間2011.03.19開(kāi)題報(bào)告年產(chǎn)8萬(wàn)噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段）學(xué) 生：xxx，化學(xué)工程系指導(dǎo)老師：xxx，化學(xué)工程系一、題目來(lái)源及類型來(lái)源：生產(chǎn)社會(huì)實(shí)際類型：畢業(yè)設(shè)計(jì)二、研究

6、目的和意義丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的重要烯烴之一。各種分析表明，丙烯的需求增長(zhǎng)速度已超過(guò)乙烯，而且這種趨勢(shì)還將延續(xù)。全球丙烯的消費(fèi)量將由1997年的48000 kt增加到2000年的52000 kt及2010年的75000 kt。其中，亞洲的增長(zhǎng)速度最快，1991年到2000年亞太地區(qū)丙烯衍生產(chǎn)品的需求以年均9.0%的速度增長(zhǎng)，而全球年均需求增長(zhǎng)率為5.5%。丙烯是僅次于乙烯的重要基本有機(jī)原料之一，主要用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯睛、環(huán)氧丙烷等化工產(chǎn)品。美國(guó)將生產(chǎn)量的二分之一用于制造化工產(chǎn)品，余下的大部分則與異丁烷反應(yīng)制造汽油中所需要的烷化物。近年來(lái)全球丙烯需求年增長(zhǎng)率達(dá)6.

7、3%，其需求速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)乙烯。丙烯供應(yīng)量快速增長(zhǎng)的主要原因是衍生物聚丙烯的需求高速增長(zhǎng)所致。聚丙烯需求年平均增長(zhǎng)率為9%，大大高于其他的丙烯衍生物4。目前市場(chǎng)上丙烯需求量較大有聚丙烯、丙烯酸、丙烯腈、羰基合成、異丙苯、環(huán)氧丙烷、丙酮等。所以在目前研究來(lái)說(shuō)，丙烯生產(chǎn)工藝的研究非常的必要。對(duì)于我國(guó)乃至全球的經(jīng)濟(jì)都有一定的幫助。三、閱讀的主要參考資料及資料名稱1鄧修,吳俊生主編.化工分離工程m.北京:科學(xué)出版社,20002王志魁編.化工原理m.第三版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.103時(shí)鈞,汪家鼎,余國(guó),陳敏恒主編.化學(xué)工程手冊(cè).96版m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,19964陳濱主編.乙烯工學(xué)m.北

8、京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.15陳英南,劉玉蘭主編.常用化工單元設(shè)備的設(shè)計(jì)m.上海:華東理工大學(xué)出版社,2005.46國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編.化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版下冊(cè)m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社19977孫可華.國(guó)內(nèi)外丙烯生產(chǎn)及供需分析j.國(guó)內(nèi)外石油化工快報(bào),2003,33(6):138候芙生.煉油工程師m.北京:石油工業(yè)出版社,1995:1511529潘羅其等.argg裝置增產(chǎn)丙烯技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用j.石油煉制與化工,2006,37(1) :273010王孟,劉伯華.丙烷、異丁烷脫氫諸工藝比較j.石油化工動(dòng)態(tài),1993, 20(6) :394111林世雄主編.石油煉制工程.第二版.上冊(cè)m

9、.北京:石油工業(yè)出版社.1988:555612石油化學(xué)工業(yè)部石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院編,塔的工藝計(jì)算m.北京:石油化學(xué)工業(yè)出版社,197713盛若瑜.丙烯-丙烷分離計(jì)算新方法j.煉油設(shè)計(jì),1993,23(3):636514李茂軍.應(yīng)用pro/軟件提高丙烯精餾塔丙烯收率j.煉油設(shè)計(jì),1996,26(1):616215李茂軍.丙烯精餾塔中丙烯收率及塔板效率的研究.第八屆simsci中國(guó)用戶年會(huì)會(huì)議論文,1996,354216何良知等.用兩種軟件對(duì)比計(jì)算提高流程模擬質(zhì)量.第八屆simsci中國(guó)用戶年會(huì)會(huì)議論文,1996,677517楊青云等.氣體分餾裝置丙烯精餾塔三種軟件包的計(jì)算對(duì)比j.煉油設(shè)計(jì),2000

10、,30(8):353818路德維希ee編著.化工裝置的工藝設(shè)計(jì)(第二版)m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1983,262719北京化工研究院“板式塔”專題組.浮閥塔m.北京:燃料化學(xué)工業(yè)出版社,1975，464820袁一主編.化學(xué)工程師手冊(cè)m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000四、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向（一）國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際國(guó)內(nèi)近十幾年來(lái)對(duì)丙烯有著迅猛的需求增長(zhǎng)。這種趨勢(shì)打破了原有的以聚乙烯為主要石化戰(zhàn)略產(chǎn)品的格局，形成比翼齊飛之勢(shì)。全球丙烯產(chǎn)量1994年為3710萬(wàn)噸，2004年為6489萬(wàn)噸，年平均增長(zhǎng)率為4.9%。我國(guó)“九五”以來(lái)，丙烯的年平均增長(zhǎng)率高達(dá)16.18%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于

11、全球石化產(chǎn)品年增長(zhǎng)率3.8%的行業(yè)均值。我國(guó)的丙烯生產(chǎn)企業(yè)有60多家，年產(chǎn)量在10萬(wàn)噸以上的約20家。其中，大部分為煉油廠丙烯生產(chǎn)企業(yè)，乙烯蒸汽裂解生產(chǎn)丙烯的廠家相對(duì)較少，以煉化一體化為主的生產(chǎn)企業(yè)丙烯產(chǎn)量約占全國(guó)丙烯總產(chǎn)量的70%。這其中，催化裂化裝置貢獻(xiàn)最大。催化裂化裝置液化石油氣產(chǎn)品收率約10%15%，丙烯約占液化石油氣的20%30%(wt%)。在催化裂化工藝基礎(chǔ)上，我國(guó)相繼開(kāi)發(fā)成功了多產(chǎn)低分子烯烴(以丙烯為主)的催化裂解(deep catalytic cracking，簡(jiǎn)稱dcc)及最大量生產(chǎn)液化石油氣和汽油的mgg/argg工藝，并且實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。目前生產(chǎn)丙烯主要工藝如下：石腦油

12、蒸汽裂解法；煉廠二次加工重(渣)油的催化裂化法；丙烷脫氫法；以甲醇為原料的縮合法(mto法)等。生產(chǎn)丙烯的新工藝propylur由德國(guó)lurgi和sud-chemie共同開(kāi)發(fā)的新法制取丙烯工藝propylur法可使用多種原料如輕石腦油、催化裂化汽油、裂解裝置/催化裂化的選擇加氫的c4/c5餾分。c4+烯烴通過(guò)反應(yīng)制得丙烯、乙烯和部分丁烯。原料中的不可轉(zhuǎn)化烷烴、芳烴和環(huán)烷烴不發(fā)生反應(yīng)，而可轉(zhuǎn)化的烯烴約有85%發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物組成為30%丁烯、10%乙烯、約40%45%為丙烯反應(yīng)催化劑為sud-chemie特制的沸石型催化劑，此種催化劑還可用于甲醇制丙烯和乙烯工藝。此工藝在反應(yīng)進(jìn)料中混入大量蒸汽，其

13、作用包括：使反應(yīng)物料分壓較低；生焦量小，無(wú)需連續(xù)再生；抑制膠質(zhì)形成；潛熱正是吸熱反應(yīng)所需，可傳輸至反應(yīng)區(qū)。增產(chǎn)丙烯的工藝方法： 改進(jìn)催化劑法。改進(jìn)催化劑，以增產(chǎn)丙烯是近年來(lái)催化裂化增產(chǎn)丙烯的熱門方法之一。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究單位推出了多種系列的增產(chǎn)丙烯催化劑。較高收率及較高選擇性的催化劑一般能使丙烯增產(chǎn)1%2%(wt%)?；?zé)捿p汽油法。由于催化裂化(fcc)汽油中的烯烴主要集中在c5c8。組分之中，清潔燃料中汽油的烯烴含量被要求在30%(v%)以下，利用催化裂化吸互收穩(wěn)定塔抽出富含烯烴的c5c7，組分返回催化裂化提升管底部回?zé)?，使得汽油中的烯烴進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，達(dá)到有效地降低dcc汽油烯烴含量并增產(chǎn)丙烯的目

14、的。當(dāng)汽油回?zé)捔空?%7%時(shí)，丙烯質(zhì)量產(chǎn)率增加1個(gè)百分點(diǎn)左右。但是這一回?zé)挿绞侥撤N程度上犧牲了部分高辛烷值汽油組分，且回?zé)捠沟醚b置總體加工處理能力有所下降。（二）研究的主攻方向目前制造丙烯的工藝已經(jīng)卓有成效，現(xiàn)在以及未來(lái)的研究方向主要是催化劑的更新。同時(shí)隨著石油市場(chǎng)的惡性演變，丙烯的生產(chǎn)工藝將偏向于以天然氣和丙烷為原料，以滿足丙烯的市場(chǎng)需求。丙烯的精餾是研究和設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。精餾過(guò)程的能耗不可忽視，如何做好其能量的綜合利用與有效分配是此設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)考慮的重點(diǎn)。塔的能量轉(zhuǎn)化，物料衡算，塔板效率，回流比，塔的反應(yīng)溫度，及其附屬的換熱設(shè)備都是研究的對(duì)象。五、主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路本設(shè)

15、計(jì)主要是丙烯精餾段的工藝設(shè)計(jì)。其關(guān)鍵是丙烯精餾塔及附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)，以及丙烯精餾段的工藝流程的優(yōu)化。需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題是通過(guò)丙烯精餾段的物料衡算和能量衡算，優(yōu)化工藝流程，確定丙烯精餾段流程中設(shè)備的工藝結(jié)構(gòu)和尺寸，基本思路如下：（一）丙烯精餾段流程的確定 原油經(jīng)過(guò)一次加工，即常壓蒸餾和減壓蒸餾，使石油得到初步的分離。將原油切割成幾個(gè)餾分。常壓蒸餾得到氣體，石腦油，煤油，輕柴油，重柴油及常壓重油。常壓重油則經(jīng)過(guò)減壓蒸餾，得到減一線餾分油，減二線餾分油，減三線餾分油，減四線餾分油及減壓渣油。為了滿足生產(chǎn)的需要，又對(duì)各個(gè)餾分油進(jìn)行二次加工。主要方法有催化重整，催化裂化，催化加氫裂化，烴類熱裂解。其中通

16、過(guò)對(duì)相應(yīng)餾分進(jìn)行烴類熱裂解或者催化裂化都可以得到丙烯產(chǎn)物。能制取烯烴的原料有天然氣，煉廠氣，輕油（汽油和煤油），柴油，及重油，經(jīng)高溫作用發(fā)生裂解得到裂解氣。裂解爐出口的高溫裂解氣經(jīng)換熱器冷卻，再經(jīng)急冷器進(jìn)一步冷卻后，溫度可以降到200300之間。將急冷的裂解氣進(jìn)一步冷卻到常溫，并在冷卻過(guò)程中分餾出裂解氣中的重組分（如：燃料油，裂解汽油，水分），這個(gè)環(huán)節(jié)稱為裂解氣的預(yù)分餾。同時(shí)，在裂解氣中含有h2s，co2，h2o，c2h2，co等氣體雜質(zhì)，來(lái)源主要有三個(gè)方面：一是原料中帶來(lái)；二是裂解反應(yīng)過(guò)程生成；三是裂解氣處理過(guò)程引入。這些雜質(zhì)的含量雖然不大，但是對(duì)深冷分離過(guò)程是有害的。而且這些雜質(zhì)不除去，進(jìn)

17、入乙烯，丙烯產(chǎn)品，使產(chǎn)品達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到產(chǎn)品所要求的規(guī)格，必須脫除這些雜質(zhì)，對(duì)裂解氣進(jìn)行凈化。主要包括酸性氣體的脫除（一般采用堿洗或者乙醇胺法），脫水（吸附干燥），炔烴脫除（催化加氫溶劑吸收）。經(jīng)過(guò)預(yù)分餾、凈化后所得裂解氣，因其中除含有丙烯外，還含有一定數(shù)量的其它組分，需再經(jīng)壓縮制冷液化后，進(jìn)入精餾分離系統(tǒng)。主要流程如上圖所示：一般丙烯精餾塔的進(jìn)料為丙烯和丙烷的混合物，含有少量的丙炔（甲基乙炔，丙二烯）。由于丙烯對(duì)丙烷相對(duì)揮發(fā)度甚低，因而塔板數(shù)較多，回流量大。早期為降低回流比，相應(yīng)采取較低操作壓力，為節(jié)省能耗，不少采用熱泵流程。近期，由廣泛采用急冷水加熱丙烯精餾塔再沸器，即節(jié)省能耗，

18、又簡(jiǎn)化工藝流程，應(yīng)節(jié)省投資。在餾分油裂解裝置中，用急冷水加熱的高壓丙烯精餾工藝流程已完全取代了低壓熱泵丙烯精餾工藝流程。高壓丙烯精餾工藝流程如圖1所示：其中1-丙烯精餾塔，2-塔頂冷凝器，3-回流罐，4-回流泵，5-急冷水加熱再沸器 圖1 丙烯精餾段流程圖（二）工作任務(wù)1）了解石油催化裂化進(jìn)展和技術(shù)裝備的最新動(dòng)態(tài)；2）掌握氣體分餾技術(shù)的共同特點(diǎn)和流程；3）設(shè)計(jì)合理的精餾工藝流程；4）做出全面的物料衡算和熱量衡算；5）完成丙烯精餾塔和再沸器的工藝結(jié)構(gòu)計(jì)算；6）繪制四張工程圖紙（帶控制點(diǎn)工藝流程圖、設(shè)備平面布置圖、精餾塔和再沸器工藝結(jié)構(gòu)裝配圖）；7） 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述和體會(huì)；8） 外文翻譯。六、完成

19、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所必須具備的工作條件繪圖軟件autocad caxa和繪圖儀 七、工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排11月20日1月08日，查尋資料并完成開(kāi)題報(bào)告及開(kāi)題報(bào)告答辯；3月15日4月30日，開(kāi)展設(shè)計(jì)并完成設(shè)計(jì)初稿，交指導(dǎo)老師審閱；5月01日5月31日，完成工程圖繪制電子版，交指導(dǎo)老師審閱；6月01日6月15日，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文裝訂成冊(cè)，提交評(píng)閱老師評(píng)閱；6月17日6月18日，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文答辯；6月19日6月20日，畢業(yè)設(shè)計(jì)論文資料歸檔，完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。八、指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 -長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)指導(dǎo)教師評(píng)審意見(jiàn)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)論文(設(shè)

20、計(jì))題目指導(dǎo)教師職 稱評(píng)審日期評(píng)審參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問(wèn)題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。評(píng)審意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_分-長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目評(píng)閱教師職 稱評(píng)閱日期評(píng)閱參考內(nèi)容：畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果，難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在的主要問(wèn)題與不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決

21、實(shí)際問(wèn)題的能力，畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。評(píng)語(yǔ)：評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）：_分-中文摘要長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目答辯時(shí)間 2012 年 6 月 日 時(shí)答辯地點(diǎn)一、答辯小組組成答辯小組組長(zhǎng)：成 員：二、答辯記錄摘要答辯小組提問(wèn)（分條摘要列舉）學(xué)生回答情況評(píng)判三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績(jī)的評(píng)定（百分制）：_分 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))最終成績(jī)?cè)u(píng)定(依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))評(píng)分的相關(guān)規(guī)定)等級(jí)(五級(jí)制)：_答辯小組組長(zhǎng)(簽名) ： 秘書(shū)(

22、簽名)： 年 月 日系答辯委員會(huì)主任(簽名)： 系 (蓋章)-vii-年產(chǎn)8萬(wàn)噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段）學(xué) 生：xxx 化學(xué)工程系指導(dǎo)老師：xxx 化學(xué)工程系摘要 丙烯是重要的有機(jī)化工原料。隨著聚丙烯等丙烯衍生物需求的迅速增長(zhǎng)，社會(huì)對(duì)丙烯的需求逐年增加。在丙烯需求增長(zhǎng)的同時(shí)，生產(chǎn)丙烯的技術(shù)也向多樣化方向發(fā)展。目前世界上有66%的丙烯來(lái)自烴類蒸汽裂解制乙烯裝置，32%來(lái)自煉油廠流化催化裂化(fcc)裝置，少量由丙烷脫氫和其他的烯烴轉(zhuǎn)化和裂化反應(yīng)得到2。 文章采用連續(xù)生產(chǎn)，研究的只是生產(chǎn)工藝中的精餾工段，丙烯精餾塔的進(jìn)料為丙烯和丙烷的混合物，含有少量的丙炔(甲基乙炔，丙二烯)，經(jīng)預(yù)熱器加熱到

23、指定的溫度后，送入塔的進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板下降，最后流入塔的再沸器中。在每層塔板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱。操作時(shí)，從塔底再沸器取出部分液體作為塔釜?dú)堃号懦?，部分液體氣化，產(chǎn)生的蒸氣依次上升通過(guò)各層塔板。塔頂蒸氣進(jìn)入冷凝器中被冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品輸出。本設(shè)計(jì)首先對(duì)塔進(jìn)行了物料衡算和能量衡算，確定塔的基本參數(shù)，其次對(duì)再沸器和冷凝器也做了相關(guān)的設(shè)計(jì)，以達(dá)到對(duì)丙烯精餾工段的工藝設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 丙烯；精餾；精餾工段；設(shè)計(jì)英文摘要technologic design of annual product

24、ion of80,000 tons propylene（rectification section）student： department of chemical engineeringsupervison： department of chemical engineeringabstract the propylene is one of the important organic industrial chemicals. with the rapid growths of demand of propylene derivative such as polypropylene, the

25、demand of propylene to the society has been increasing year by year. the demand of propylene grows rapidly, meanwhile the technology of propylene also develops to diversity. at present, 66% propylene in the world has come from the installment in which ethylene is produced by the decomposition of hyd

26、rocarbon steam. and 32% propylene in the world has come from fluidization catalytic cracking (fcc) unit of the refinerythe minority is obtained by the dehydrogenation of propane, other transformation of alkene and the cracking reaction. in this paper, continuous production method is taken. but the o

27、bject of study is the process of rectifying sectionthe feed of propylene rectification tower is the mixture of propylene and propane， which contains a small amount of propyne (methyl acetylene and propadiene). when it is heated to a specific temperature through a preheater, it is fed into the tower

28、and the tower-board decline in the upper concourse of the liquid return after plate dropped by the end of the inflow tower in the reboiler, traying in each floor， backing up steam and liquid contacted with each other, and transfering mass and heatwhen operated, part of liquid from the reboiler at th

29、e bottom of tuwer was removed as residual liquid, and some liquid gasification, followed by the steam rising through layers tray. the vapor at top of tower was consadensated after entering the condenser, and some condensate liquid pump used as a return to the top liquid, the rest of the cooler was s

30、ent as the top product output.first of all, the material balance and energy balance, to make sure the fundamental parameters of the rectification tower. then some related design related to the reboiler and condenser was done so as to design the propylene rectifying process.keywords propylene；rectifi

31、cation；rectification section；design-前 言年產(chǎn)8萬(wàn)噸丙烯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)（精餾工段）1 前言隨著社會(huì)的發(fā)展，人們物質(zhì)條件的提高 對(duì)有機(jī)產(chǎn)品的需求量也越來(lái)越大。丙烯作為一種重要的有機(jī)化工原料 其下游產(chǎn)品種類繁多，需求量巨大。其中用于聚丙烯占58%,用于丙烯腈、羰基合成醇、環(huán)氧丙烷和異丙苯分別占10%、8%、7%和6%左右.全球丙烯需求年均增長(zhǎng)率為5.6%，而2007年之前乙烯需求年均增長(zhǎng)率僅為4.6%.據(jù)預(yù)測(cè),丙烯的需求將繼續(xù)增加到2010年的86.0mt，其間年均增長(zhǎng)率約5.6%，將超過(guò)乙烯需求的增長(zhǎng)率,全世界將面臨丙烯短缺問(wèn)題。 發(fā)展增產(chǎn)丙烯技術(shù)具有現(xiàn)實(shí)意義

32、故而人們通過(guò)各種技術(shù)增加丙烯的產(chǎn)量。丙烯大多以聯(lián)產(chǎn)物或副產(chǎn)物的形式出現(xiàn)。它的一部分來(lái)自煉油廠，是石油催化裂化生產(chǎn)汽油時(shí)的副產(chǎn)物；另一部分來(lái)自天然氣或石油餾分蒸汽裂解制乙烯時(shí)的聯(lián)產(chǎn)物 少量由丙烷脫氫和其他的烯烴轉(zhuǎn)化和裂化反應(yīng)得到。目前,丙烯增產(chǎn)技術(shù)主要有烯烴歧化、蒸汽裂解、fcc裝置升級(jí)、c4/c5烴選擇裂解、丙烷脫氫以及甲醇制烯烴等。在各種流程中 精餾這一工序是不可或缺的。一般丙烯精餾塔的進(jìn)料為丙烯和丙烷的混合物，其中含有少量的丙炔(甲基乙炔，丙二烯)。由于丙烯的后續(xù)加工過(guò)程對(duì)丙烯的純度和其中各種雜質(zhì)的含量要求越來(lái)越嚴(yán)格，所以在裂解產(chǎn)物的分離系統(tǒng)中，一般要求在丙烯精餾塔塔頂?shù)玫郊兌却笥?9.6

33、%的聚合級(jí)丙烯或純度大于95%的化學(xué)級(jí)丙烯。由于丙烯與丙烷的沸點(diǎn)非常接近，相對(duì)揮發(fā)度甚低 分離起來(lái)相當(dāng)困難，因而塔板數(shù)較多 回流量大。早期為降低回流比，相應(yīng)采取較低操作壓力，為節(jié)省能耗，不少采用熱泵流程。但熱泵流程需要壓縮機(jī)，投資較大，不利于裝置的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。近期，由廣泛采用急冷水加熱丙烯精餾塔再沸器，即節(jié)省能耗，又簡(jiǎn)化工藝流程，節(jié)省投資。常規(guī)流程可充分利用重油催化制烯烴裝置副產(chǎn)的熱水，可以降低工廠蒸汽消耗，而且有利于工廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。在餾分油裂解裝置中，用急冷水加熱的高壓丙烯精餾工藝流程已完全取代了低壓熱泵丙烯精餾工藝流程。第 5 頁(yè) (共 47 頁(yè))選題背景2 選題背景2.1 課題的來(lái)源、目的

34、和意義 丙烯的生產(chǎn)工藝來(lái)源于社會(huì)實(shí)際的生產(chǎn)，丙烯對(duì)人們的生產(chǎn)生活有重大的作用。丙烯是最早采用的石油化工原料，也是生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的重要烯烴之一。早期它是作為乙烯的副產(chǎn)物而得到的，但隨著丙烯下游產(chǎn)品的需求量劇增，丙烯的需求增長(zhǎng)速度已超過(guò)乙烯，而且這種現(xiàn)象還將延續(xù)。因而丙烯的產(chǎn)量得到了人們的關(guān)注。面對(duì)丙烯的供不應(yīng)求 人們致力于各種生產(chǎn)丙烯方式的研究。因此，探究丙烯的生產(chǎn)工藝對(duì)社會(huì)實(shí)際生產(chǎn)有一定的意義。2.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及存在的主要問(wèn)題近幾年來(lái)，全球丙烯消費(fèi)以年均4.8%的速率增長(zhǎng)，由2000年的5135萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2004年的6142萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2015年將達(dá)到9856萬(wàn)噸，在2004年的

35、基礎(chǔ)上增長(zhǎng)3714萬(wàn)噸(見(jiàn)表1)。丙烯需求的增長(zhǎng)主要是由聚丙烯、環(huán)氧丙烷和丙烯酸的增長(zhǎng)帶動(dòng)的，2003年全球丙烯需求量為5818萬(wàn)噸，其中聚丙烯的丙烯川量占60%。聚丙烯具有優(yōu)良的性能，可替代常規(guī)材料和昂貴的高密度聚乙烯(hdpe)和丙烯睛烯一苯乙烯(abs)，在丙烯衍生物中增長(zhǎng)速度最快，并且將持續(xù)增長(zhǎng)7。表1 全球各區(qū)的丙烯消費(fèi)量地區(qū)和國(guó)家2000年2001年2002年2003年2004年2005年北美1339.41330.51342.91380.41491.61563.2南美196.2196.7211.6259.0258.7278.5西歐1403.41406.01459.71486.415

36、15.61533.5東中歐218.3228.6247.9259.7281.2300.3中東132.5148.7161.1169.4202.0255.6日本484.1475.1477.7503.2519.4517.7亞太地區(qū)1334.81472.21602.41701.71804.719621全球5135.15288.65550.15818.46142.36481.8丙烯主要用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧丙烷等化工產(chǎn)品。其代表性的生產(chǎn)工藝技術(shù)主要有蒸氣裂解法、催化裂化法和丙烷（丁烷）脫氫法等三種類型。2.2.1 蒸汽裂解技術(shù)在蒸汽裂解制乙烯過(guò)程中，不同原料和操作條件下的丙烯收率不盡相同。一般說(shuō)來(lái)，

37、各種原料的丙烯產(chǎn)率隨原料相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大。以石腦油、粗柴油和丙烷為原料生產(chǎn)乙烯，每生產(chǎn)1t乙烯，副產(chǎn)0.40.6t丙烯;以乙烷為原料,生產(chǎn)1t乙烯,僅副產(chǎn)0.040.06t丙烯11。近幾年蒸汽裂解技術(shù)得到進(jìn)一步提高。羅姆斯公司開(kāi)發(fā)的ethelene2000乙烯工藝得到推廣應(yīng)用。該工藝采用了srt短停留時(shí)間裂解爐、快速急冷轉(zhuǎn)油線換熱器(tle)和在線清焦技術(shù)。美國(guó)mpc公司(巴斯夫公司和菲納公司的合資企業(yè))位于美國(guó)阿瑟港的生產(chǎn)能力為860kt/a乙烯裝置、沙特阿拉伯yanpet公司760kt/a乙烯裝置和kemya公司700kt/a乙烯裝置等都采用了這一技術(shù)。殼牌公司還開(kāi)發(fā)了延長(zhǎng)裂解爐使

38、用壽命的爐管涂層新技術(shù),使反應(yīng)爐管使用壽命由36年延長(zhǎng)到610年。該技術(shù)采用等離子電力焊接(ppw)工藝,在管子內(nèi)壁形成24mm厚合金保護(hù)層。美國(guó)aeron表面技術(shù)公司(ast)也開(kāi)發(fā)了裂解爐管內(nèi)壁改性技術(shù),該alcroplex技術(shù)采用熱擴(kuò)散法在爐管內(nèi)壁涂上特定的金屬,金屬涂層由兩層組成,一層為絡(luò)/硅涂層,然后再在其上涂上鋁/硅涂層,可抑制焦炭附著和爐管脆化,從而可將耐熱溫度從1000提高到1200,使乙烯和丙烯產(chǎn)率提高。道化學(xué)公司推出cca-500抗垢劑技術(shù),使裂解爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)28倍,同時(shí)提高了轉(zhuǎn)化率和裂解深度。乙烯裂解裝置規(guī)模趨向大型化、低成本化對(duì)于生產(chǎn)能力為900kt/a的乙烯裝置,其

39、固定生產(chǎn)成本已由以前22美分/kg降低到6.6美分/kg。近二十年內(nèi),新建乙烯裝置規(guī)模增大了一倍。2000年底投產(chǎn)的幾套乙烯裝規(guī)模都較大,如:?？松梨诠九c沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司合資的820kt/a裝置,埃克森美孚公司在新加坡的820kt/a裝置,諾瓦化學(xué)公司在加拿大焦弗雷的1280kt/a裝置。巴斯夫和菲納公司2001年將在美國(guó)阿瑟港投產(chǎn)的乙烯裝置,將生產(chǎn)950kt/a乙烯和540kt/a丙烯。伊朗國(guó)家石化公司規(guī)劃建設(shè)的四套裂解裝置規(guī)為10001100kt/a。據(jù)預(yù)測(cè)，乙烯裂解裝置的規(guī)模將進(jìn)一步從現(xiàn)在最先進(jìn)裝置12001400kt/a增加到2010年1600kt/a12。由中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化

40、工工程公司（lpec）開(kāi)發(fā)的重油接觸裂解制乙烯工藝（hcc）是從促進(jìn)反應(yīng)機(jī)理出發(fā)，在專用催化劑的作用下，以重質(zhì)烴為原料生產(chǎn)乙烯、兼產(chǎn)丙烯的工藝技術(shù)。中試和工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，以大慶常壓渣油為原料，乙烯單程產(chǎn)率達(dá)22%23%，丙烯單程產(chǎn)率達(dá)15%16%。2.2.2 fcc裝置增產(chǎn)丙烯（1）常規(guī)催化裂化裝里增產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的途徑常規(guī)fcc裝置增產(chǎn)輕質(zhì)烯烴的途徑包括:選擇合適的催化劑.目前,fcc裝置通常采用re一usy/usy分子篩提高輕烯烴產(chǎn)率,對(duì)于采用產(chǎn)氣助劑的裝置,主催化劑的選擇依據(jù)為減少氫轉(zhuǎn)移反應(yīng),增加汽油沸程范圍內(nèi)烯烴.使用擇形助劑.對(duì)于大多數(shù)fcc裝置而言,采用擇形助劑zsm一5是提高輕烯烴

41、產(chǎn)率最有效和最簡(jiǎn)便的方法.選擇合適的原料.石蠟基進(jìn)料比環(huán)烷基進(jìn)料能產(chǎn)生更多的低碳烯烴.優(yōu)化裝置操作,達(dá)到更高的苛刻度.改進(jìn)進(jìn)料注人系統(tǒng)和提升管終端設(shè)施,減少過(guò)度裂化.（2）國(guó)外流化催化裂化裝里增產(chǎn)丙烯工藝和技術(shù)近年來(lái),國(guó)外的一些大型石油公司開(kāi)發(fā)了許多fcc增產(chǎn)丙烯工藝和技術(shù),如maxofin工藝,scc工藝, petro fcc技術(shù),分路噴霧技術(shù)sfi等.1998年,mobil公司和kelloge公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了maxofin工藝,通過(guò)高含量zsm-5沸石催化劑作為fcc催化劑的添加劑和第二級(jí)提升管中瓦斯油二次裂化相結(jié)合,并采用atomax-2tm原料噴嘴和封閉旋風(fēng)分離器,實(shí)現(xiàn)最大丙烯產(chǎn)率.該工

42、藝應(yīng)用于加工能力為1500kt/a的fcc裝置,在不需要大量的提升蒸汽或苛刻操作條件下,可使米納斯減壓瓦斯油原料的丙烯產(chǎn)率達(dá)到18.4%,年產(chǎn)丙烯300kt.abb lummus公司開(kāi)發(fā)了選擇組分裂化(scc)工藝,該工藝?yán)酶呖量潭萬(wàn)cc操作,高含量zsm一5助劑,石腦油組分選擇性循環(huán)裂化,使丙烯產(chǎn)率達(dá)到18%20%,再利用scc技術(shù)增產(chǎn)的乙烯與丁烯在固定床氣相反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行易位反應(yīng),這樣在無(wú)需補(bǔ)充乙烯的條件下又可增產(chǎn)丙烯9%12%,使丙烯總收率達(dá)25%30%.uop公司開(kāi)發(fā)了petro fcc技術(shù),使用循環(huán)線傳送反應(yīng)器催化劑返回到提升管,提高了提升管劑/油比,實(shí)驗(yàn)證明, 丙烯產(chǎn)率可超過(guò)20%

43、(占進(jìn)料).分路噴霧技術(shù)sfi是chev.公司的專利技術(shù),將原有fcc裝置稍加改進(jìn),可將部分汽油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴,并生產(chǎn)高辛烷值汽油.sfi的工業(yè)裝置實(shí)驗(yàn)證明,在選用usy催化劑,油漿循環(huán)量為11%,轉(zhuǎn)化率約78.5%,相比于常規(guī)fcc裝置,汽油產(chǎn)率降低1.1%,汽油辛烷值提高0.3個(gè)單位.（3）國(guó)內(nèi)流化催化裂化裝里增產(chǎn)丙烯技術(shù)國(guó)內(nèi)對(duì)fcc裝置增產(chǎn)丙烯的工藝研究較多,并已獲得豐碩成果,開(kāi)發(fā)了dcc, mgg,mio工藝,使我國(guó)煉廠丙烯產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)。dcc技術(shù)是由中石化石油化工科學(xué)研究院(ripp)開(kāi)發(fā)并工業(yè)化，dcc工藝是常規(guī)fcc操作與蒸汽裂解的組合，其工藝條件比f(wàn)cc苛刻, 操作溫度為58

44、0，而且是低空速和大汽量，但其對(duì)進(jìn)料的丙烯收率可高達(dá)16%20%，并還可增產(chǎn)大量丁烯，因此,如果需要多生產(chǎn)氣體產(chǎn)品，dcc工藝將會(huì)是一條經(jīng)濟(jì)的增產(chǎn)丙烯的技術(shù)路線。另?yè)?jù)報(bào)導(dǎo)在國(guó)外，美國(guó)s&w公司也有dcc工藝技術(shù)許可證，它的第一套工業(yè)化dcc裝置是為泰國(guó)石化工業(yè)建設(shè)的，已在1997年投產(chǎn)9。dcc的操作有兩種不同的方式：最大量生產(chǎn)丙烯(工型)以及最大量生產(chǎn)異構(gòu)烯烴(ii型)，使用ripp開(kāi)發(fā)的專利沸石催化劑，dcc(工型)工藝可生產(chǎn)20%丙烯,而fcc工藝的丙烯產(chǎn)率為5%左右。mgg工藝也是ripp研究開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)多產(chǎn)液化氣和汽油的催化轉(zhuǎn)化工藝,采用具有特殊反應(yīng)性能的rmg催化劑，操作溫度

45、530,操作條件較緩和，與原fcc裝置比較接近，此時(shí)對(duì)進(jìn)料的丙烯收率可達(dá)到8%9%。ripp在dcc和mgg工藝的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了m10工藝,該工藝可最大量生產(chǎn)異構(gòu)烯烴和高辛烷值汽油,蘭煉采用mio工藝后, 丙烯產(chǎn)率達(dá)11%(質(zhì)),異丁烯和異戊烯的產(chǎn)率可達(dá)10%。2.2.3 丙烷脫氫技術(shù)由于油田伴生氣及煉廠氣中富含大量的丙烷(c3c4)成分，丙烷脫氫研究一直是一個(gè)熱門研究方向。目前成熟的低碳飽和烷烴脫氫工藝基本上是催化脫氫法。一般用于異丁烷(ic4)脫氫制取甲基叔丁基醚(mtbe)的原料異丁烯和用丙烷(c3)脫氫制丙烯的工藝。這種生產(chǎn)工藝已被國(guó)外于20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)成功，90年代開(kāi)始大量應(yīng)用于全

46、球多家石化企業(yè)中。我國(guó)目前尚未見(jiàn)工業(yè)化應(yīng)用報(bào)道，可以預(yù)料，在不久的將來(lái)，這種較為便捷的丙烯生產(chǎn)方法將人主國(guó)內(nèi)的煉化企業(yè)。典型的工業(yè)化應(yīng)用工藝有l(wèi)um-mu公司的catofin工藝及uop公司的oleflex工藝，另外還有phillips公司的star工藝和linde公司的工藝。這里僅列表介紹工業(yè)化應(yīng)用較廣泛的前兩種工藝?；趯＠偷拇呋瘎?，使用固定床或移動(dòng)床(或流化床)技術(shù)，c2c5的飽合烷烴的高單程脫氫轉(zhuǎn)化率，是近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁的丙烯生產(chǎn)方法之一。由于可同時(shí)聯(lián)產(chǎn)c2c5烯烴，這兩種工藝可單獨(dú)或者聯(lián)合其它煉化裝置，以降低投資，提高效益，其操作靈活性及產(chǎn)品多樣性，可滿足市場(chǎng)變化的需要10。為了

47、彌補(bǔ)丙烯供應(yīng)的不足。但仍需開(kāi)發(fā)其他丙烯來(lái)源，包括丙烷脫氫甲醇制丙烯（mtp）、烯烴轉(zhuǎn)化（以乙烯和丁烯為原料生產(chǎn)丙烯）技術(shù)等。2.3 研究的指導(dǎo)思想與技術(shù)路線 目前制造丙烯的工藝已經(jīng)卓有成效，現(xiàn)在及未來(lái)的研究方向主要是催化劑的更新，同時(shí)丙烯的生產(chǎn)工藝也將偏向于以天然氣和丙烷為原料以滿足丙烯的市場(chǎng)需求。丙烯的精餾是研究和設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，精餾過(guò)程中，根據(jù)丙烯的產(chǎn)量，聚合級(jí)等進(jìn)行物料衡算和能量衡算，制定合適的反應(yīng)溫度和壓力，設(shè)計(jì)出實(shí)用的精餾塔及其附屬的換熱設(shè)備等并進(jìn)行機(jī)械校核。第 7 頁(yè) (共 44 頁(yè))方案論證3 方案論證丙烯精餾一般可分兩種工藝流程：一種是低壓精餾工藝流程,大多采用熱泵系統(tǒng)另一種是高壓

48、精餾工藝流程，塔頂冷凝多采用水冷，塔釜加熱多采用急冷水加熱3.1 低壓熱泵工藝流程（a）閉式熱泵系統(tǒng) （b）開(kāi)式熱泵系統(tǒng)圖1 低壓丙烯精餾熱泵流程1丙烯精餾塔；2塔頂冷凝器；3回流罐；4回流泵；5急冷水加熱；6蒸氣制冷壓縮機(jī)；上圖中（a）閉式熱泵系統(tǒng)，由丙烯壓縮機(jī)，再沸器，冷凝器組成封閉循環(huán)系統(tǒng)。壓縮機(jī)出口的丙烯冷劑作為再沸器的加熱介質(zhì)，同時(shí)在此冷凝冷凝的丙烯冷劑作為塔頂冷凝器冷劑，蒸發(fā)的冷劑返回丙烯壓縮機(jī)。上圖中（b）為開(kāi)式熱泵系統(tǒng)，丙烯冷劑與產(chǎn)品丙烯混合在一起壓縮機(jī)出口丙烯作為再沸器加熱介質(zhì)，同時(shí)在此冷凝冷凝的丙烯減壓節(jié)流后送入回流罐，回流罐中的丙烯液體一部分作為產(chǎn)品輸出，一部分作為塔頂回

49、流回流罐中的閃蒸的氣態(tài)丙烯與塔頂氣態(tài)丙烯均進(jìn)入丙烯壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮3.2 高壓丙烯精餾流程下圖中（a）為常規(guī)的工藝流程此時(shí)，塔頂為水冷卻，塔釜為急冷水加熱僅就丙烯精餾過(guò)程而言，高壓精餾所需塔釜供熱量和塔頂冷凝熱負(fù)荷比低壓精餾時(shí)高，第 47 頁(yè) (共 47 頁(yè))方案論證但對(duì)餾分油裂解裝置而言，急冷水尚需在循環(huán)過(guò)程用冷卻水冷卻，而用急冷水加熱丙烯精餾塔再沸器，無(wú)論從塔釜加熱和塔頂冷卻來(lái)看，并不增加全裝置供熱和冷卻水負(fù)荷而高壓精餾的電耗比低壓精餾的電耗低得多，相應(yīng)，高壓精餾的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用明顯低于低壓精餾因此，在有急冷水可供利用時(shí)，低壓精餾的熱泵流程基本上被急冷水加熱的高壓精餾流程所取代。（a）常規(guī)工藝流程

50、 （b）帶中間再沸器的工藝流程圖2 高壓丙烯腈精餾工藝流程圖1丙烯精餾塔；2塔頂冷凝器；3回流罐；4回流泵；5急冷水加熱再沸器；6蒸汽加熱再沸器；7中間再沸器在輕烴裂解裝置中，急冷水提供的熱量有限，可能不能滿足塔釜加熱所需此時(shí)，為減少蒸氣用量，可設(shè)置急冷水加熱的中間再沸器（如圖b）除了上述兩種流程外，在生產(chǎn)聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品時(shí)，塔高一般均在8590m以上，因此，一些工廠采用雙塔丙烯精餾工藝流程以降低單塔高度。綜上所述，本設(shè)計(jì)從節(jié)省能量，純度要求等各方面考慮，選用高壓丙烯精餾的常規(guī)工藝流程。過(guò)程論述4 過(guò)程論述4.1 基本原理丙烯精餾是利用丙烯和丙烷，丙炔（甲基乙炔和丙二烯）揮發(fā)度的差異，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的

51、高純度分離。混合物自塔的中部某適當(dāng)位置連續(xù)的加入塔內(nèi)，塔頂設(shè)有冷凝器將塔頂蒸氣冷凝為液體，冷凝液的一部分回入塔頂，其余作為塔頂產(chǎn)品排出。塔底部裝有再沸器以加熱液體產(chǎn)生蒸氣。在塔中，上升的蒸氣中所含的重組分向液相傳遞，而下降液體中的輕組分向氣相傳遞。如此物質(zhì)交換使上升蒸氣中輕組分的濃度逐漸升高，從而得到高純度的輕組分。下降液體中所含的輕組分可降至很低從而獲得高純度的重組分。4.2 丙烯的性質(zhì)4.2.1 丙烯的物化性質(zhì)丙烯分子式為c3h6，在常壓條件下是無(wú)色可燃?xì)怏w，比空氣重，具有烴類的特殊香味。由于丙烯分子中含有雙鍵，因此丙烯的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?能發(fā)生聚合反應(yīng)，烴化反應(yīng)等各種具有重要工業(yè)意義的化

52、學(xué)反應(yīng)及其主要的衍生物。4.2.2 丙烯的熱力學(xué)性質(zhì)(1)理想氣體定壓熱容方程式中理想氣體定壓熱容，；t溫度，k。此關(guān)聯(lián)式適用溫度范圍為2981000k，實(shí)驗(yàn)值 (2)液體定壓熱容關(guān)聯(lián)式式中液體定壓熱容，t溫度，k。此關(guān)聯(lián)式適用溫度范圍為88256k，實(shí)驗(yàn)值(3)氣化焓關(guān)聯(lián)式過(guò)程論述式中hvt在溫度t時(shí)的氣化焓，hvtb在沸點(diǎn)溫度tb下的氣化焓，。實(shí)驗(yàn)值：(4)蒸氣壓關(guān)聯(lián)式式中pv蒸氣壓，kpa；t溫度，。此式適用溫度范圍為-112-32。實(shí)驗(yàn)值：(5)液體密度關(guān)聯(lián)式式中飽和液體密度，g/ml；a，b關(guān)聯(lián)常數(shù)。tr對(duì)比溫度，此式適用溫度范圍下限為87.9k。實(shí)驗(yàn)值：=0.612 g/ml。4.2.3 丙烯的傳遞性質(zhì)(1)氣態(tài)丙烯粘度和熱導(dǎo)率在臨界點(diǎn)附近以及當(dāng)對(duì)比溫度為12時(shí)的高壓狀態(tài)，壓力對(duì)氣體粘度的影響非常大。當(dāng)對(duì)比壓力很高時(shí)，在很寬的溫度范圍內(nèi)粘度隨溫度升高而降低。當(dāng)對(duì)比溫度非常高時(shí)，壓力對(duì)粘度幾乎沒(méi)有影響。表2列出了氣體丙烯的粘度和熱導(dǎo)率。表2 氣體丙烯的粘度和熱導(dǎo)率溫度k粘度熱導(dǎo)率w/(m·k)溫度k粘度熱導(dǎo)率w/(m·k)1002