《年產(chǎn)22.7520萬(wàn)噸的乙烯車間工藝設(shè)計(jì)》化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)

《《年產(chǎn)22.7520萬(wàn)噸的乙烯車間工藝設(shè)計(jì)》化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《年產(chǎn)22.7520萬(wàn)噸的乙烯車間工藝設(shè)計(jì)》化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、溫州大學(xué) 化學(xué)與材料工程學(xué)院 化工工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 化學(xué)工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 題 目：年產(chǎn)22.7520萬(wàn)噸的乙烯車間工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院: 化學(xué)與材料工程學(xué)院 專業(yè): 化學(xué)工程與工藝 班級(jí): 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 完成日期: 2012年1月7日 目錄1、總論21.1概述21.2設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)模21.3工藝方案22、工藝設(shè)計(jì)方案32.1概述32.2石腦油裂解工藝現(xiàn)狀32.2.1日本共同研究集團(tuán)裂解工藝32.2.2韓國(guó)LG石化公司裂解工藝42.2.3國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)石腦油蒸汽裂解工藝42.3石腦油裂解工藝設(shè)計(jì)確定82.3.1原料及產(chǎn)品指標(biāo)82.3.2催化裂解及預(yù)分餾工藝82.3.3裂解氣分離精制工藝113、物

2、料衡算123.1概述123.2物料衡算的原理和基準(zhǔn)123.3物料衡算123.3.1石腦油裂解預(yù)處理物料123.3.2預(yù)處理后裂解氣物料124、熱量衡算144.1工藝流程和熱量衡算說明145、設(shè)備選型155.1反應(yīng)器設(shè)計(jì)155.1.1裂解過程對(duì)管式爐的要求155.2換熱器的設(shè)計(jì)選型165.2.1概述165.2.2選型范例165.3塔設(shè)備設(shè)計(jì)205.3.1概述205.3.2塔型選用原則205.3.3分離塔的設(shè)計(jì)215.3.4塔設(shè)計(jì)結(jié)果34第一章 總論1.1概述隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)乙烯丙烯的市場(chǎng)需求急劇增加，乙烯丙烯及其下游產(chǎn)品的進(jìn)口量逐年增加，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品市場(chǎng)占有率還不到一半。目前全世界乙烯主要以石腦

3、油（或乙烷）為原料，采用蒸汽熱裂解技術(shù)（在800左右的溫度下）生產(chǎn)，其產(chǎn)量超過總產(chǎn)量的90%。乙烯工業(yè)是石油化工的龍頭，其發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志之一，在石化工業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。聚乙烯得到了廣泛應(yīng)用，如粘合劑、農(nóng)膜、電線和電纜、包裝(食品軟包裝、拉伸膜、收縮膜、垃圾袋、手提袋、重型包裝袋、擠出涂覆)、聚合物加工（旋轉(zhuǎn)成型、注射成型、吹塑成型）。丙烯是僅次于乙烯的一種重要有機(jī)石油化工基本原料，主要用于生產(chǎn)聚丙烯、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯腈、環(huán)氧丙烷、丙二醇、環(huán)氧氯丙烷、合成甘油、丙烯酸以及異丙醇等，其他用途還包括烷基化油、高辛烷值汽油調(diào)合料等。（1）丙烯制

4、成聚丙烯，聚丙烯應(yīng)用在塑制品、薄膜制品、纖維制品；（2）丙烯制成苯酚，苯酚制成木材防腐劑、皮膚科常用的治療藥物、面部美容治療藥物。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)模本設(shè)計(jì)主要以中國(guó)石油化工新建四所石腦油裂解廠為現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求石腦油31600kg/h的進(jìn)料，年產(chǎn)22.74萬(wàn)噸聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品。1.3工藝方案本設(shè)計(jì)借鑒中國(guó)石油化工股份有限公司的石腦油裂解方式，選用Kellogg公司和日本出光石油化學(xué)公司共同開發(fā)的一種新型裂解爐毫秒爐或超短時(shí)間爐（USRT爐），蒸汽裂解反應(yīng)之后對(duì)得到的裂解氣進(jìn)行預(yù)分餾，最后選用前脫乙烷后加氫的方法進(jìn)行分離精制得到乙烯、丙烯。裂解氣的分離精制工段現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用上也已經(jīng)非常成熟、高

5、效。裂解氣進(jìn)入分離工段的主要是C1C5混合氣體，混合氣體在水洗塔進(jìn)行水洗，除去有機(jī)雜質(zhì)；再流入堿洗塔中洗去酸性雜質(zhì)氣體；為避免水對(duì)之后分離過程的影響，需將氣體干燥；干燥后的氣體經(jīng)過壓縮、制冷流入脫乙烷塔系統(tǒng)，分離出C3C5和C2以下產(chǎn)品；C2及以下產(chǎn)品進(jìn)入脫甲烷塔分離出甲烷和C2產(chǎn)品；C2產(chǎn)品脫炔后進(jìn)入乙烯精餾塔，分離出聚合級(jí)乙烯；C3C5產(chǎn)品進(jìn)入脫丙烷塔分離出C3和C4及以上產(chǎn)品，C4及以上產(chǎn)品進(jìn)入脫丁烷塔得到C4，C3脫炔后進(jìn)入丙烯精餾塔分離出聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品。第二章 工藝設(shè)計(jì)方案2.1概述石腦油制乙烯丙烯主要分為石腦油裂解及預(yù)分離工段和裂解氣分離工段。目前全世界乙烯主要以石腦油（或乙烷）為

6、原料，采用蒸汽熱裂解技術(shù)（在800左右的溫度下）生產(chǎn)，其產(chǎn)量超過總產(chǎn)量的90%。催化裂解同蒸汽裂解相比，該過程反應(yīng)溫度比標(biāo)準(zhǔn)裂解反應(yīng)約低50200，因此比普通蒸汽裂解能耗少，裂解爐管內(nèi)壁結(jié)焦速率將會(huì)降低，從而可延長(zhǎng)操作周期，增加爐管壽命；二氧化碳排放也會(huì)降低，并可靈活調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可增加乙烯和丙烯的總收率，乙烯生產(chǎn)成本大幅度降低。2.2石腦油裂解工藝現(xiàn)狀（一）日本共同研究集團(tuán)裂解工藝日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)院推進(jìn)新陽(yáng)光計(jì)劃，其中經(jīng)5年官民集中共同研究的“下世紀(jì)化學(xué)工藝技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目中，由日本化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)與工業(yè)技術(shù)院物質(zhì)工學(xué)工業(yè)技術(shù)研究所組成的共同研究集團(tuán)，開發(fā)成功了生產(chǎn)乙烯、丙烯的石腦油催化裂解工藝

7、，可實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能和降低環(huán)境負(fù)荷，并可按乙烯、丙烯供需變化靈活控制烯烴生成比例。共同研究集團(tuán)（日本化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)方面參加的企業(yè)有出光石油化學(xué)、東燃化學(xué)、日本石油化學(xué)、丸善石油化學(xué)等）為了證實(shí)催化裂解工藝的競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)行了石腦油日處理能力3000t 規(guī)模的可行性研究。該工藝采用固定床，因裂解溫度下降,可大幅節(jié)能,乙烯和丙烯收率60%，大大超過目標(biāo)值57%。采用這種固定床型催化裂解工藝，不僅可節(jié)能20%，減少CO2排放20%，而且由于與現(xiàn)行蒸汽轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)類似，現(xiàn)行工藝經(jīng)改造和后續(xù)工序作若干改造即可使用, 證實(shí)有助于石化產(chǎn)業(yè)強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)能力，可望實(shí)現(xiàn)新工藝的工業(yè)化。石腦油經(jīng)蒸汽熱解生產(chǎn)乙烯、丙烯，其設(shè)備大

8、型化和節(jié)能工藝開發(fā)有一定限度，但為了提高石化產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力和實(shí)現(xiàn)削減CO2排放的中長(zhǎng)期目標(biāo)，能耗占石化工業(yè)40%的石腦油裂解爐的節(jié)能和削減CO2排放的工藝開發(fā)又是最重要的課題。共同研究集團(tuán)的催化裂解工藝，裂解溫度比現(xiàn)行蒸汽裂解的820約低100。同時(shí)，對(duì)以沸石為中心的固體酸等催化劑以及烴的催化裂解反應(yīng)進(jìn)行了廣泛研究。結(jié)果顯示，沸石系統(tǒng)負(fù)載稀土金屬的催化劑，除活性沒有降低、烯烴收率高外，還抑制副產(chǎn)芳烴，特別是負(fù)載鑭的沸石(ZSM-25)催化劑，反應(yīng)溫度650(開發(fā)目標(biāo)為750)，乙烯和丙烯收率61%(開發(fā)目標(biāo)57%)，顯示良好的裂解特性。另外，乙烯和丙烯組成比0.7，比現(xiàn)行熱裂解的丙烯收率高

9、。共同研究集團(tuán)的催化劑添加10%鑭可抑制芳烴生成，從而增加乙烯、丙烯收率。這種催化劑再添加2%的磷，由于擔(dān)體中氧化鋁與磷的相互作用抑制了脫鋁，因此反復(fù)使用性能不衰減，活性高，壽命長(zhǎng)。（二）韓國(guó)LG石化公司裂解工藝LG石化公司（Seoul）開發(fā)了石腦油催化裂解新工藝，與傳統(tǒng)的蒸汽裂解工藝相比，該工藝可大大提高烯烴產(chǎn)率。采用該技術(shù)可提高乙烯產(chǎn)率20%，提高丙烯產(chǎn)率10%?，F(xiàn)有裂解裝置稍加改進(jìn)就可使用這一工藝。該工藝使用含特定金屬氧化物的專用催化劑，工藝過程在比標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)溫度低50100下操作，因此與常規(guī)蒸氣裂解相比，耗能大大減少，裂解爐管內(nèi)結(jié)焦速率也將下降，可延長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和爐管壽命，同時(shí)，CO

10、2排放也較少。LG公司正在韓國(guó)麗川一套30萬(wàn)美元的中型裝置上進(jìn)行試驗(yàn)。該公司在麗川的乙烯生產(chǎn)能力為75萬(wàn)t/a，在2003年使麗川一臺(tái)裂解爐采用該技術(shù)。烯烴產(chǎn)能增加和運(yùn)行費(fèi)用的降低，將使年現(xiàn)金流通費(fèi)用增加約1500萬(wàn)美元。長(zhǎng)期以來(lái)，人們期望開發(fā)工業(yè)化催化工藝過程用于石油原料裂解為輕烯烴，并用于甲烷氧化偶聯(lián)以生產(chǎn)乙烯。（三）國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)石腦油蒸汽裂解工藝早期的管式裂解爐是沿用石油煉制工業(yè)的加熱爐的結(jié)構(gòu)采用橫置裂解爐管的方箱爐。反應(yīng)管放置在靠墻內(nèi)壁處，采用長(zhǎng)火焰燒嘴加熱，爐管表面熱強(qiáng)度低，約為85125MJ/(m2h)。20世紀(jì)50年代，裂解爐結(jié)構(gòu)有較大改進(jìn)，爐管位置由墻壁處移至輻射室中央，并采用短焰

11、側(cè)壁燒嘴加熱，提高了爐管表面熱強(qiáng)度和受熱均勻性。熱強(qiáng)度可達(dá)210MJ/(m2h)。至60年代，反應(yīng)管開始由橫置式改為直立吊裝式，這是管式爐的一次重大技術(shù)改進(jìn)。它采用單排管雙面輻射加熱，進(jìn)一步把爐管表面熱強(qiáng)度提高到約250MJ/(m2h)，并采用多排短焰?zhèn)缺跓欤蕴岣叻磻?yīng)的徑向和軸向溫度分布的均勻性。美國(guó)魯姆斯公司短停留時(shí)間裂解爐（簡(jiǎn)稱SRT爐）是初期立管式裂解爐的典型裝置?，F(xiàn)在世界上大型乙烯裝置多采用立式裂解反應(yīng)管。1、反應(yīng)爐爐型目前國(guó)際上應(yīng)用較廣的管式裂解爐有短停留時(shí)間爐、超選擇性爐、林德-西拉斯?fàn)t、超短停留時(shí)間爐。（1）短停留時(shí)間爐魯姆斯公司在60和70年代開發(fā)的爐型（SRT），有三種：

12、即SRT-、SRT-1及SRT-型，其中SRT-又可分為高選擇性（HS）和高生產(chǎn)能力（HC）兩種。SRT-型由等徑管組成；SRT-及SRT-則為前細(xì)后粗的變徑管，四股平行進(jìn)料以強(qiáng)化前期加熱，縮短停留時(shí)間和后期降低烴分壓,從而提高選擇性，增加乙烯產(chǎn)率。由于三種反應(yīng)管采用了不同的管徑及排列方式，其工藝特性差異較大。 SRT型爐是目前世界上大型乙烯裝置中應(yīng)用最多的爐型。中國(guó)的燕山石油化工公司，揚(yáng)子石油化工公司和齊魯石油化工公司的300kt乙烯生產(chǎn)裝置均采用此種裂解爐。 （2）超選擇性裂解爐簡(jiǎn)稱USC爐。它是美國(guó)斯通韋伯斯特公司在70年代開發(fā)的一種爐型，爐子的基本結(jié)構(gòu)與SRT爐大體相同，但反應(yīng)管由多組

13、W型變徑管組成，每組四根管,前兩根材質(zhì)為HK-40，后兩根為HP-40，全部離心澆鑄和內(nèi)部機(jī)械加工平整,管徑由小到大，一般為5083mm，長(zhǎng)為1020m。按照生產(chǎn)能力的要求，每臺(tái)爐可裝16、24或32個(gè)管組，裂解產(chǎn)物離開反應(yīng)管后迅速進(jìn)入一種專用急冷鍋爐(USX),每?jī)山M反應(yīng)管配備一個(gè)急冷鍋爐。USC爐的主要技術(shù)特性為：采用多組小口徑管并雙面輻射加熱，爐管比表面較大，加熱均勻且熱強(qiáng)度高，從而實(shí)現(xiàn)了0.3s以下的短停留時(shí)間。采用變徑管以降低過程的烴分壓。短的停留時(shí)間和低的烴分壓使裂解反應(yīng)具有良好的選擇性。USC爐單臺(tái)爐子乙烯年生產(chǎn)能力可達(dá)40kt。中國(guó)大慶石油化工總廠以及世界上很多石油化工廠都采用

14、它來(lái)生產(chǎn)乙烯及其聯(lián)產(chǎn)品。（3）林德西拉斯裂解爐簡(jiǎn)稱LSCC爐。是林德公司和西拉斯公司在70年代初合作研制而成的一種爐型。爐子的基本結(jié)構(gòu)與SRT爐相似。爐膛中央吊裝構(gòu)形特殊的反應(yīng)管，每組反應(yīng)管是由12根小口徑管（前8根組成4對(duì)平列管,后4根組成兩對(duì)平列管）以及4根中口徑管（由4根管組成兩對(duì)平列管）和一根大口徑管組成，管徑為615cm，管總長(zhǎng)4560m。裂解產(chǎn)物離開反應(yīng)管后立即進(jìn)入急冷鍋爐驟冷。LSCC爐反應(yīng)器的特點(diǎn)是原料入口處為小口徑管雙排雙面輻射加熱，物料能迅速升溫，縮短停留時(shí)間，后繼的反應(yīng)管則為單排雙面輻射，管徑采取逐管增大方式以達(dá)到降低烴分壓的目的。物料在反應(yīng)管中的停留時(shí)間為0.20.4s

15、。短停留時(shí)間和低烴分壓使裂解反應(yīng)具有較高的選擇性，乙烯產(chǎn)率高。LSCC裂解爐在工業(yè)上得到一定的應(yīng)用，單臺(tái)爐的乙烯年產(chǎn)量可達(dá)70kt。（4）超短停留時(shí)間裂解爐簡(jiǎn)稱USRT爐，或稱毫秒裂解爐。是美國(guó)凱洛格公司和日本出光石油化學(xué)公司在70年代末共同開發(fā)成功的新型管式裂解爐。爐子由十多根直徑約為2.54cm,長(zhǎng)約10m的單根直管并聯(lián)組成。反應(yīng)管吊在輻射室中央，由底部燒嘴進(jìn)行雙面輻射加熱。物料由下部進(jìn)入上部離開并迅速進(jìn)入專用的USX型急冷鍋爐,每?jī)筛磻?yīng)管合用一個(gè)USX，多個(gè)USX合接一個(gè)二次急冷鍋爐。裂解過程停留時(shí)間可低于100ms,從而顯著提高了反應(yīng)的選擇性。同傳統(tǒng)的管式裂解爐相比，乙烯相對(duì)收率約可

16、提高10，甲烷和燃料油則有所減少。USRT爐單臺(tái)爐的乙烯年產(chǎn)量為5060kt。此種爐首次應(yīng)用于日本出光石油化學(xué)公司所屬千葉化工廠的年產(chǎn)300kt乙烯的生產(chǎn)裝置上。中國(guó)蘭州石油化學(xué)公司也將采用這種裂解爐生產(chǎn)乙烯。2、反應(yīng)爐比較表2.5裂解石腦油時(shí)毫秒爐（USRT爐）與傳統(tǒng)爐產(chǎn)品分布比較產(chǎn)品傳統(tǒng)管式爐高深度裂解毫秒爐中深度裂解H21.01.0CH417.012.8C2H20.70.7C2H428.529.0C2H63.83.2C3H40.61.0C3H611.615.0C3H80.30.4C4H63.75.4C4H82.74.5C4H100.20.2C5+29.926.8合計(jì)100.0100.0H

17、/C比（C5+）1.01.16H2+ CH4 / C2H40.6310.476C3H6/ C2H40.4070.517C4H6/ C2H40.1300.186C2H4+ C3H6+ C4H643.849.4乙烯總效率（乙烷循環(huán)）32.2%32.2%（四）中國(guó)石化股份有限公司催化裂解工藝一種石腦油催化裂解制乙烯丙烯的方法，以C4-C10烴的石腦油為原料，在反應(yīng)溫度600-700，反應(yīng)壓力為0.001Mpa0.5Mpa，反應(yīng)重量空速為0.1-4小時(shí)-1，水/石腦油重量比為14：1的條件下，原料通過催化劑床層，反應(yīng)生成乙烯丙烯，其中所用催化劑為選自ZSM-5和沸石的共生分子篩、ZSM-5和Y沸石的共

18、生分子篩或其混合物。中國(guó)石化集團(tuán)公司投資100億美元新建四座1000kt/a石腦油裂解廠，在20072010年完成。這些項(xiàng)目分別由上海石化公司在上海漕涇、天津石化在天津、武漢石化在武漢和鎮(zhèn)海煉化公司在寧波建設(shè)。據(jù)稱，肯能尋找合作伙伴合資建設(shè)，中國(guó)石化也可以自己獨(dú)立投資建設(shè)，除建設(shè)乙烯裝置外，每座乙烯廠還建設(shè)一系列下游生產(chǎn)裝置。建設(shè)這些大型乙烯項(xiàng)目將使天津石化、武漢石化和鎮(zhèn)海煉化公司進(jìn)入烯烴產(chǎn)品生產(chǎn)行列。2.3石腦油裂解工藝設(shè)計(jì)確定本設(shè)計(jì)選用的是石腦油蒸汽裂解技術(shù)，生成的裂解氣按照前脫乙烷后加氫的分離順序進(jìn)行分離精制得到產(chǎn)品聚合級(jí)乙烯、丙烯。2.3.1原料及產(chǎn)品指標(biāo)表2.1 石腦油原料指標(biāo)項(xiàng)目數(shù)

19、據(jù)密度（20）千克/米704.6餾程 初餾程40 終餾程160飽和蒸汽壓（20）千帕50.2烷烴%（重量%）65.18烷烴中正構(gòu)烷烴%（重量%）32.5環(huán)烷烴%（重量%）28.44烯烴%（重量%）0.17芳烴%（重量%）6.21表2.2產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)產(chǎn)品含量（mol百分比）甲烷乙烷含量丙烯雜質(zhì)聚合級(jí)乙烯99.9以上1000ppm以下250ppm以下10ppm以下產(chǎn)品含量（mol百分比）丙烷含量乙烯含量CO，CO2含量S含量聚合級(jí)丙烯99.9以上5000ppm以下50ppm以下5ppm以下1ppm以下2.3.2催化裂解及預(yù)分餾工藝石腦油以31600kg/h進(jìn)料，裂解溫度達(dá)到800，管壁溫度達(dá)到10

20、00。添加水蒸汽為稀釋劑，與石腦油共同進(jìn)料。圖2.1石腦油裂解裝置裂解氣預(yù)分餾過程示意圖如圖所示，石腦油裂解裝置中裂解爐出口高溫裂解氣，經(jīng)急冷換熱器回收熱量后，再經(jīng)急冷器用急冷油噴淋降溫至220300左右。冷卻后的裂解氣進(jìn)入油洗塔（或稱預(yù)分餾塔），塔頂用裂解汽油噴淋，塔頂溫度控制在100110之間，保證裂解氣中水分從塔頂帶出油洗塔。塔釜溫度則隨裂解原料的不同而控制在不同水平。石腦油裂解時(shí)，塔釜溫度大約180190，輕柴油裂解時(shí)則可控制在190200左右。塔釜所得燃料油產(chǎn)品，部分經(jīng)汽提并冷卻后作為裂解燃料油產(chǎn)品。另外部分（成為急冷油）送至稀釋蒸汽系統(tǒng)作為稀釋蒸汽的熱源，回收裂解氣的熱量。經(jīng)稀釋蒸

21、汽發(fā)生系統(tǒng)冷卻的急冷油，大部分送至急冷器以噴淋高溫裂解氣，少部分急冷油進(jìn)一步冷卻后作為油洗塔中段回流。油洗塔塔頂裂解氣進(jìn)入水洗塔，塔頂用急冷水噴淋，塔頂裂解氣降至40左右送入裂解氣壓縮機(jī)。塔釜約80，在此，可分餾出裂解氣中大部分水分和裂解汽油。塔釜油水混合物經(jīng)油水分離后，部分水（稱為急冷水）經(jīng)冷卻后送入水洗塔作為塔頂噴淋，另一部分則送至稀釋蒸汽發(fā)生器發(fā)生蒸汽，供裂解爐使用。油水分離所得裂解汽油餾分，部分送至油洗塔作為塔頂噴淋，另一部分則作為產(chǎn)品采出。裂解氣中含有CO，CO2，H2S，H2O，C2H2等氣體雜質(zhì)，來(lái)源主要有三方面：一是原料中帶來(lái)；二是裂解反應(yīng)過程生產(chǎn)；三是裂解氣處理過程引入。根據(jù)

22、化學(xué)工藝學(xué)中石腦油裂解氣組成的分析，如下表所示：表2.3石腦油裂解氣組成裂解原料石腦油轉(zhuǎn)化率中深度組成（體積分?jǐn)?shù)）/%H214.09CO+ CO2+ H2S0.32CH426.78C2H20.41C2H426.10C2H65.78C3H40.48C3H610.30C3H80.34C44.85C51.04C6204餾分4.53H2O4.98平均相對(duì)分子質(zhì)量26.83在裂解和急冷過程中不可避免地會(huì)發(fā)生二次反應(yīng)，最終會(huì)結(jié)焦，積附在裂解爐管的內(nèi)壁上和急冷鍋爐換熱管的內(nèi)壁上。所以需要及時(shí)給裂解爐和急冷鍋爐進(jìn)行清焦。2.3.3裂解氣分離精制工藝裂解氣的分離和提純工藝，是以精餾分離的方法完成的。精餾方法要求

23、將組分冷凝為液態(tài)。甲烷和氫氣不容易液化，碳二以上的餾分相對(duì)地比較容易液化。因此，裂解氣在除去甲烷、氫氣以后，其它組分的分離就比較容易。所以分離過程的主要矛盾是如何將裂解氣中的甲烷和氫氣先行分離。解決這對(duì)矛盾的不同措施，便構(gòu)成了不同的分離方法。工業(yè)生產(chǎn)上采用的裂解氣分離方法，主要有深冷分離和油吸收精餾分離兩種。油吸收精制分離的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和產(chǎn)品純度差，現(xiàn)已被淘汰。本設(shè)計(jì)選用的是深冷分離。深冷分離是在-100左右的低溫下，將裂解氣中除了氫和甲烷以外的其它烴類全部冷凝下來(lái)。然后利用裂解氣中各種烴類的相對(duì)揮發(fā)度不同，在合適的溫度和壓力下，以精餾的方法將各組分分離開來(lái)，達(dá)到分離的目的。其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)

24、，產(chǎn)品純度高，分離效果好，但投資較大，流程復(fù)雜，動(dòng)力設(shè)備較多，需要大量的耐低溫合金鋼。圖2.2裂解氣分離精制流程圖第三章 物料衡算3.1概述石腦油裂解年產(chǎn)22.7520萬(wàn)噸乙烯設(shè)計(jì)項(xiàng)目，采用毫秒裂解爐反應(yīng)器反應(yīng)生成裂解氣、裂解汽油和燃料油。預(yù)處理后分離出裂解氣，再對(duì)混合裂解氣進(jìn)行分離，得到產(chǎn)物乙烯和丙烯。整個(gè)低碳烯烴生產(chǎn)工藝流程主要由催化裂解預(yù)處理過程和烯烴精制兩部分組成，物料的平衡計(jì)算側(cè)重質(zhì)量守恒。3.2物料衡算的原理和基準(zhǔn)物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定理。它是研究某一體系內(nèi)進(jìn)出物料量及組成的變化。進(jìn)行物料衡算時(shí)，首先必須確定衡算的體系。對(duì)一般體系，均可表示為：（物料的積聚率）=（物料進(jìn)入率

25、）-（物料流出率）+（反應(yīng)生成率）-（反應(yīng)消耗率）當(dāng)系統(tǒng)沒有化學(xué)反應(yīng)時(shí)，則：（物料的積聚率）=（物料進(jìn)入率）-（物料流出率）在穩(wěn)定狀態(tài)下有：（物料進(jìn)入率）=（物料流出率）3.3物料衡算3.3.1石腦油裂解預(yù)處理物料形式物料百分含量（質(zhì)量計(jì)%）物料量kg/h進(jìn)料石腦油31600kg/h出料裂解氣73.223223.88裂解汽油15.764978.58燃料油11.043397.543.3.2預(yù)處理后裂解氣物料裂解原料石腦油轉(zhuǎn)化率中深度裂解氣量23223.88kg/h或861866.57mol/h平均相對(duì)分子質(zhì)量26.83裂解氣組成（體積分?jǐn)?shù)）/%物料量（摩爾質(zhì)量）H214.09121437CO+

26、CO2+ H2S0.322757.97CH426.7823080.76C2H20.413533.63C2H426.10224947.17C2H65.7849815.89C3H40.484136.96C3H610.3088772.26C3H80.342930.35C44.8541800.53C51.048963.41C6204餾分4.5339042.56H2O4.9842920.96物料流入：31600kg/h物料流出：23223.88 kg/h+4978.58 kg/h +3397.54kg/h=31600kg/h（物料進(jìn)入率）=（物料流出率），所以物料守恒。第四章 熱量衡算4.1工藝流程和熱

27、量衡算說明根據(jù)能量守恒定律，進(jìn)出系統(tǒng)的能量衡算式為：輸入系統(tǒng)中的能量從系統(tǒng)輸出的能量系統(tǒng)中積累的能量即： Q過程的換熱之和，包括與環(huán)境的換熱和與加熱劑或冷卻劑的換熱。W輸入系統(tǒng)的總的機(jī)械能。Hout離開設(shè)備的各物料焓之和。Hin進(jìn)入設(shè)備的各物料焓之和。在穩(wěn)定流動(dòng)中，系統(tǒng)內(nèi)積累的能量為零。在無(wú)機(jī)械形式能量的交換時(shí)過程所需吸收或放出的熱量等于其焓變。熱量衡算就是對(duì)過程進(jìn)行焓衡算，即：本熱量平衡計(jì)算書以單元設(shè)備為衡算對(duì)象，考慮下面三種形式的熱量變化過程：（1）有機(jī)械能輸入的能量轉(zhuǎn)化過程，如壓縮機(jī)；（2）有化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能釋放過程，如甲醇催化裂解反應(yīng)；（3）只有物理變化的單純的焓變過程，如汽化、冷凝和

28、閃蒸等。通過對(duì)主要單元設(shè)備進(jìn)行衡算之后，再對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行熱量衡算，以便說明整個(gè)工藝流程中熱量的變化和利用情況，為公用工程的配置提供設(shè)計(jì)依據(jù)。第五章 設(shè)備選型5.1反應(yīng)器設(shè)計(jì)管式爐裂解技術(shù)的反應(yīng)設(shè)備是裂解爐，它既是乙烯裝置的核心，又是挖掘節(jié)能潛力的關(guān)鍵設(shè)備。5.1.1裂解過程對(duì)管式爐的要求對(duì)一個(gè)性能良好的管式爐來(lái)說，主要有以下幾方面的要求：1、適應(yīng)多種原料的靈活性所謂靈活性是指同一臺(tái)裂解爐可以裂解多種石油烴原料。2、爐管熱強(qiáng)度高，爐子熱效率高由于原料升溫，轉(zhuǎn)化率增長(zhǎng)快，需要大量吸熱，所以要求熱強(qiáng)度大，管徑小可使比表面積增大，可滿足要求；燃料燃燒除提供裂解反應(yīng)所需的有效總熱負(fù)荷外，還有散熱損失、化學(xué)

29、不完全燃燒損失、排煙損失等，損失越少，則爐子熱效率越高。3、爐膛溫度分布均勻其目的是消除爐管局部過熱所導(dǎo)致的局部結(jié)焦，達(dá)到操作可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)、延長(zhǎng)爐管壽命。4、生產(chǎn)能力大裂解爐的生產(chǎn)能力一般以每臺(tái)裂解爐每年生產(chǎn)的乙烯量來(lái)表示。為了適應(yīng)乙烯裝置向大型化發(fā)展的趨勢(shì)，各乙烯技術(shù)專利商紛紛推出大型裂解爐。裂解爐大型化減少了各裂解裝置所需的爐子數(shù)量，一方面降低了單位乙烯投資費(fèi)用，減少了占地面積；另一方面，裂解爐臺(tái)數(shù)減少，使散熱損失下降，節(jié)約了能量，方便了設(shè)備操作、管理，降低了乙烯的生產(chǎn)成本、維修等費(fèi)用。目前運(yùn)行的單臺(tái)氣體裂解爐最大生產(chǎn)能力已達(dá)到21萬(wàn)噸，單臺(tái)液體裂解爐最大生產(chǎn)能力達(dá)到1820萬(wàn)噸。5、運(yùn)

30、轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)裂解反應(yīng)不可避免地總有一定數(shù)量的焦炭沉積在爐管管壁和急冷設(shè)備管壁上。當(dāng)爐內(nèi)管壁溫度和壓力降達(dá)到允許的極限范圍值時(shí)，必須停爐進(jìn)行清焦。裂解爐投料后，其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)操作時(shí)間，稱為運(yùn)轉(zhuǎn)周期，一般以天數(shù)表示。所以，減緩結(jié)焦速度，延長(zhǎng)爐子運(yùn)轉(zhuǎn)周期，同樣是考核一臺(tái)裂解爐性能的主要指標(biāo)。5.2換熱器的設(shè)計(jì)選型5.2.1概述換熱器的種類很多，按熱量交換原理和方式，可以分為混合式、蓄熱式和間壁式三種。本設(shè)計(jì)使用間壁式換熱器。而間壁式換熱器又包括管殼式、管式、板式、液模式等換熱器。我們主要選用管殼式換熱器。5.2.2選型范例下面本設(shè)計(jì)組以反應(yīng)工段的換熱器為例做一詳細(xì)的選型說明。下面本設(shè)計(jì)組以反應(yīng)工段的換熱器為

31、例做一詳細(xì)的選型說明。（1）計(jì)算定性溫度、確定物理常數(shù)表5.2.1 物性表項(xiàng)目管程殼程定性溫度物理常數(shù)（在定性溫度）注：，表中物料的物性數(shù)據(jù)通過熱量守恒處理以及化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中得到；（2）初設(shè)總傳熱系數(shù)（3）計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差熱流體 536.7477.8冷流體 100180（4）計(jì)算所需傳熱面積A,確定換熱器參數(shù)參考化工原理（天津大學(xué)出版）確定換熱器的參數(shù)：管子為正方形排列 管長(zhǎng)，管程數(shù)N=2，管數(shù)為Nt=160，傳熱面積，公稱直徑DN=480mm。（5）對(duì)總傳熱系數(shù)進(jìn)行校核a. 計(jì)算傳熱膜系數(shù) 對(duì)于管程：對(duì)殼程：取換熱器列管中心距t=32mm當(dāng)量直徑流體通過管間最大截面積為： 假定b. 計(jì)算

32、總傳熱系數(shù)K從換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)（錢頌文 主編）查得污垢系數(shù)： 冷卻管子為鋼管其導(dǎo)熱系數(shù)，而其壁厚 所以總傳熱系數(shù)： 所以選取的值符合設(shè)計(jì)要求。（6）壓力降的計(jì)算（參考化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版上冊(cè)）對(duì)于管程：管程壓強(qiáng)降 管程流通面積管內(nèi)流速為： 設(shè)管壁的粗糙度為0.1mm,則,則查得所以 對(duì)于殼程： 管子為正方形錯(cuò)列,取F=0.4 取折流板間距h=0.15m 擋板數(shù) 所以 管程和殼程壓強(qiáng)降均符合題設(shè)要求表5.2.2 換熱器計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目參數(shù)殼程單殼程管程雙管程殼內(nèi)徑480 mm管數(shù)160根排布方式正三角形管間距32 mm管內(nèi)徑20 mm管外徑25 mm熱負(fù)荷10.9913 MMcal/h需換熱面積5

33、1.2966 m2實(shí)際換熱面積42.1327 m2平均傳熱系數(shù)194.7 kcal/h .m2. K對(duì)數(shù)平均溫差367.1552 殼壓降789.6 Pa管壓降1203.9 Pa傳質(zhì)單元數(shù)0.2178裕量21.75%根據(jù)以上數(shù)據(jù)，查閱化工工藝手冊(cè)，選取換熱器，經(jīng)過調(diào)試，滿足壓降要求和1530%的裕量及冷卻水出口溫度規(guī)則，最后選用浮頭式換熱器，型號(hào)FA450-52-25-2。5.3塔設(shè)備設(shè)計(jì)5.3.1概述塔有板式塔和填料塔兩大類，兩者均可以用作蒸餾、吸收等氣液傳質(zhì)過程，但各有優(yōu)缺點(diǎn)，要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。5.3.2塔型選用原則（1）填料塔的優(yōu)勢(shì) a. 小直徑塔費(fèi)用低，便于安裝；b. 壓降較小，適

34、合于要求壓降較小的場(chǎng)合；c. 在難分離的場(chǎng)合可以降低塔高；d. 用于腐蝕嚴(yán)重的場(chǎng)合；e. 適合于發(fā)泡物系；f. 用于間歇精餾，因?yàn)樘盍纤某忠毫康?。?）板式塔的優(yōu)勢(shì)a. 對(duì)于大直徑塔設(shè)備費(fèi)用低；b. 不易堵塞，且易清理；c. 適合大液量操作，因?yàn)榘迨剿饬鳛殄e(cuò)流，流量增大對(duì)氣體負(fù)荷影響?。籨. 適合于中間內(nèi)部換熱，側(cè)線出料多的場(chǎng)合。5.3.4分離塔的設(shè)計(jì)塔的設(shè)計(jì)主要以脫甲烷塔為計(jì)算范例進(jìn)行設(shè)計(jì)。脫甲烷塔的作用是通過混合液揮發(fā)度的不同將甲烷與C2、C3分離開來(lái)。設(shè)計(jì)此塔時(shí)，希望它能滿足如下設(shè)計(jì)要求：a. 生產(chǎn)能力大，即氣液處理量大；b. 分離效率高，氣液接觸充分；c. 操作穩(wěn)定，保持高的分離效

35、率；d. 流體流動(dòng)阻力小，及氣液通過每層塔板的壓降??；e. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造安裝容易，設(shè)備投資小。（1）塔板選型a. 板式塔塔板種類根據(jù)塔板上氣、液兩相的相對(duì)流動(dòng)狀態(tài)，板式塔分為穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不穩(wěn)定，很少使用。 b. 各種塔板性能比較 工業(yè)上需分離的物料及其操作條件多種多樣，為了適應(yīng)各種不同的操作要求，迄今已開發(fā)和使用的塔板類型繁多。這些塔板各有各的特點(diǎn)和使用體系，我們將幾種主要塔板的性能比較列表如下：表5.3.1 幾種主要塔板的性能比較塔板類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用場(chǎng)合泡罩板較成熟、操作穩(wěn)定結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、塔板阻力大、處理能力小特別容易堵塞的物系浮閥板

36、效率高、操作范圍寬浮閥易脫落分離要求高、負(fù)荷變化大篩板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、塔板效率高易堵塞、操作彈性較小分離要求高、塔板數(shù)較多舌型板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、塔板阻力小操作彈性窄、效率低分離要求較低的閃蒸塔浮動(dòng)噴射板壓降小、處理量大浮板易脫落、效率較低浮板易脫落、效率較低下表給出了幾種主要塔板性能的量化比較：表5.3.2 幾種主要塔板性能的量化比較塔板類型塔板效率處理能力操作彈性壓降結(jié)構(gòu)泡罩板1.01.051復(fù)雜浮閥板1.21.41.430.5簡(jiǎn)單篩板1.21.31.590.6一般舌型板1.11.21.530.8簡(jiǎn)單（2）基本數(shù)據(jù)表5.3.3 數(shù)據(jù)表塔板編號(hào)氣相體積流量cum/h液相體積流流cum/h氣相密度k

37、g/cum液相密度kg/cum液相表面張力dyne/cm液相粘度cp1482.471526.096230.0282554.937817.11170.12062518.538825.69431.7322478.358110.19910.072613545.186429.212432.2437459.23588.75430.068344549.225929.765532.3393456.8428.55290.068315549.912929.836532.3421456.55088.51960.068366550.207329.757632.275456.84068.51470.068447550

38、.900329.343431.9775458.46648.5190.068758551.51627.853931.0486465.29818.5210.070192077.446379.040931.9201484.59848.7490.07458102218.81395.886932.3234477.63598.29310.07311112263.467401.432732.5012475.63568.14670.07296122279.657403.495532.5801474.95428.09190.07298132286.219404.339532.6152474.68958.0693

39、0.073142289.024404.690232.6291474.58328.05950.07302152290.174404.753632.6239474.5728.05460.07304162289.492404.158732.5506474.80048.04950.0731172284.526400.728232.1819476.35938.06590.0735182284.526242.469732.1819484.06187.91480.07567由于各塔板的數(shù)據(jù)有一定的差異，故求出其平均值。表5.3.4 計(jì)算結(jié)果氣相體積流量cum/h液相體積流流cum/h氣相密度kg/cum液相

40、密度kg/cum液相表面張力dyne/cm液相粘度cp平均值1492.294226.030932.11633475.46788.8992560.074471（3）塔徑令HT=0.55m，hL=0.07m，則 HT - hL=0.48m查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖得：C20=0.055則C=C20=0.055取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為所以塔徑 圓整后取D=2.0m。（4）塔徑的初步核算降液管及流型選擇降液管主要有弓形、圓形和矩形三種。目前多采用弓形，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適合于塔徑較大的場(chǎng)合。液體在塔板上的流動(dòng)路徑是由降液管的布置方式?jīng)Q定的。常用的布置方式有以下幾種形式：U型流、單溢流、雙溢流

41、、多溢流。下表列出了溢流類型、塔徑、液體負(fù)荷之間的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。表5.3.5 液體負(fù)荷與溢流類型的關(guān)系塔徑 cum/h液體流量 cum/hU型流單溢流雙溢流1000745140097016009802000119090-1603000115s，綜上，塔徑D=2.0m是合適的。（5）溢流裝置設(shè)計(jì)a. 溢流堰長(zhǎng)b. 溢流堰高度 hw選用平直堰，近似取，則堰上液層高度 取板上清液層高度故，圓整后取所以板上清液層高度c. 弓形降液管寬度與降液管面積有=0.75查手冊(cè)得 故兩側(cè)弓形降液管管寬 兩側(cè)降液管的面積 為使中間降液管的面積等于兩側(cè)降液管面積之和，經(jīng)計(jì)算中間降液管的管寬故降液管設(shè)計(jì)合理d. 降液管底隙

42、高度e. 液面梯度平均溢流寬度 液體流道長(zhǎng)度 鼓泡層高度液面梯度 （6）塔板布置a. 塔板的分塊因,故塔板采用分塊式。查表得，塔板分為三塊（2）邊緣區(qū)寬確定取b. 孔布置篩孔按正三角形排列，取篩孔直徑 ，則t=17.5m查圖得開孔率 根據(jù)雙溢流型開孔區(qū)面積計(jì)算公式 所以開孔面積 所以篩孔數(shù) （7）塔板壓降a. 干板阻力hc計(jì)算取板厚 ，則 ，查得C0=0.85，所以取，可忽略不計(jì)。所以氣體通過塔板的總壓降氣體通過每層塔板的壓降（8）霧沫夾帶（合格）（9）液泛液校核取，,故不會(huì)發(fā)生液泛。（10）塔板負(fù)荷性能圖a. 液漏線由，得b. 霧沫夾帶線以kg液/kg氣為限，求關(guān)系如下：由 ，故 整理得 c

43、. 液相負(fù)荷下限根據(jù)平直堰，取堰上液層高度作為最小液體負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。取,則 d. 液相負(fù)荷上限以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，由式得 e. 液泛線令 由 ，聯(lián)立得 忽略,將與，與，與的關(guān)系式代入上式，并整理得式中 ， ， 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入，得 故 或 圖5.1塔板負(fù)荷性能圖（11）塔高a. 塔頂空間高度 b. 最后一塊板到塔底高度進(jìn)氣管頂部到最后一塊板的距離進(jìn)氣管管徑進(jìn)氣管底部到塔釜液面的距離為保證塔底有1min的液體儲(chǔ)量 所以 c. 群座高度 d. 封頭高度 e. 開人孔處增加的高度每四塊板開一人孔，共需開4個(gè)人孔，開人孔處塔板間距為0.8m。故需增加高度所以 塔高H=（12）脫甲烷塔的機(jī)械設(shè)

44、計(jì) 塔體選材脫甲烷塔的操作壓力為1.8MPa,操作溫度在-90左右，介質(zhì)的腐蝕性不是很強(qiáng)，故綜合考慮決定選用低合金鋼板16MnR。 塔體壁厚計(jì)算a. 塔筒體壁厚計(jì)算 查得低合金鋼板16MnR 在 -90的許用應(yīng)力：焊縫系數(shù) 設(shè)計(jì)壓力 取 則 考慮到塔的質(zhì)量載荷、風(fēng)載荷及地震載荷，圓整取塔筒體壁厚b. 封頭壁厚計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，則圓整取與筒體相同的厚度即 c. 確定裙座壁厚裙座取與筒體、封頭相同的厚度即 （13）接管設(shè)計(jì)a. 氣流管塔頂出料上升氣體及塔釜進(jìn)料氣體速度均取20m/s塔頂上升氣流管 選取1007的焊接碳鋼管，實(shí)際流速為17.07m/s。塔釜進(jìn)料氣管 選取2007的焊接碳鋼管，實(shí)

45、際流速為13.20m/s。b. 液流管 進(jìn)出料流速均取2.5m/s。進(jìn)料管 選取2005的無(wú)縫碳鋼管，實(shí)際流速為2.00m/s。塔釜出料管 選取1005的無(wú)縫碳鋼管，實(shí)際流速為0.9233m/s。5.3.5塔設(shè)計(jì)結(jié)果a. 脫甲烷塔設(shè)計(jì)通過脫丙烷系統(tǒng)分離出來(lái)的C3及以下產(chǎn)品進(jìn)入脫甲烷塔。通過混合物系揮發(fā)度的不同從甲烷和C2、C3的混合物中分離開出C2、C3產(chǎn)品。塔參數(shù)設(shè)計(jì)如下：表5.3.6 脫甲烷塔參數(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D2000mm塔高H17.55m塔截面積A T3.14m2塔板間距H T550mm塔板厚度4mm浮閥型式F-1型浮閥開孔率14.1%閥孔直徑d05mm閥孔數(shù)目6872閥孔總面積A0

46、0.1349m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心距t17.5mm塔板形式雙溢流型堰長(zhǎng)l w1560mm堰高h(yuǎn) w54mm管寬W d1338mm管寬W d2352mm降液管面積A f0.7034 m2受液盤型式凹型受液盤外堰前安定區(qū)W s100mm內(nèi)堰前安定區(qū)60mm邊緣區(qū)W c60mm堰上液流高度h ow54mm板上清液層高度h L70mm板上清液層阻力h l36.5mm單板壓降h p37.28mm干板壓降h c0.83mmm降液管內(nèi)清液層高度H d178.5mm液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間6.17s霧沫夾帶e v0.000023kg/kg負(fù)荷上限L max0.0774 m3

47、/s負(fù)荷下限L min0.00266 m3/sb. 脫乙烷塔設(shè)計(jì)經(jīng)過脫甲烷塔分離出來(lái)的C2、C3產(chǎn)品進(jìn)入脫乙烷塔將C2和C3產(chǎn)品分離開。塔參數(shù)設(shè)計(jì)如下：表5.3.7 脫乙烷塔參數(shù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D2800mm塔高H20.50m塔截面積A T6.15m2塔板間距H T600mm塔板厚度4mm開孔率14.1%閥孔直徑d05mm閥孔數(shù)目16506閥孔總面積A00.3239 m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心距t17.5mm塔板形式雙溢流型堰長(zhǎng)l w2100mm堰高h(yuǎn) w60mm管寬W d1473mm管寬W d2492mm降液管面積A f1.3776m2受液盤型式凹型受液盤外堰

48、前安定區(qū)W s100mm內(nèi)堰前安定區(qū)60mm邊緣區(qū)W c60mm堰上液流高度h ow10.53mm板上清液層高度h L70mm板上清液層阻力h l31.74mm單板壓降h p51.70mm干板壓降h c19.96mmm降液管內(nèi)清液層高度H d144.91mm液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間12.54s霧沫夾帶e v0.000022kg/kg負(fù)荷上限L max0.02268 m3/s負(fù)荷下限L min0.001791 m3/sc. 脫丙烷塔設(shè)計(jì)反應(yīng)產(chǎn)物通過水洗干燥后，進(jìn)入脫丙烷系統(tǒng)，根據(jù)混合物系揮發(fā)度的不同將C4、C5和C2、C3產(chǎn)品分離開。塔參數(shù)設(shè)計(jì)如下：表5.3.8 低壓脫丙烷塔設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D1

49、000mm塔高H16.86m塔截面積A T0.785m2塔板間距H T400mm塔板厚度4mm浮閥型式篩板開孔率14.1%閥孔直徑d05mm閥孔數(shù)目3164閥孔總面積A00.06209 m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心距t17.5mm塔板形式單溢流型堰長(zhǎng)l w700mm堰高h(yuǎn) w40mm管寬W d1165mm管寬W d270.65mm降液管面積A f0.07065m2受液盤型式凹型受液盤外堰前安定區(qū)W s75mm內(nèi)堰前安定區(qū)W s50mm邊緣區(qū)W c50mm堰上液流高度h ow24.12mm板上清液層高度h L60mm板上清液層阻力h l34.15mm單板壓降h p3

50、8.01mm干板壓降h c3.86mm降液管內(nèi)清液層高度H d124.2mm液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間5.87s霧沫夾帶e v0.0002252kg/kg負(fù)荷上限L max0.05653 m3/s負(fù)荷下限L min0.0005071 m3/s表5.3.9高壓脫丙烷塔設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D2400mm塔高H29.70m塔截面積A T4.52m2塔板間距H T550mm塔板厚度4mm浮閥型式篩板開孔率14.1%閥孔直徑d05mm閥孔數(shù)目21495閥孔總面積A00.4218 m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心距t17.5mm塔板形式單溢流型堰長(zhǎng)l w1680mm堰高h(yuǎn) w40mm管

51、寬W d1396mm管寬W d2170mm降液管面積A f0.4068 m2受液盤型式凹型受液盤外堰前安定區(qū)W s100mm內(nèi)堰前安定區(qū)W s60mm邊緣區(qū)W c60mm堰上液流高度h ow34.54mm板上清液層高度h L70mm板上清液層阻力h l33.54mm單板壓降h p39.71mm干板壓降h c6.165mm降液管內(nèi)清液層高度H d132.6mm液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間11.30s霧沫夾帶e v0.0000897kg/kg負(fù)荷上限L max0.04475 m3/s負(fù)荷下限L min0.001433 m3/sd. 乙烯精餾塔經(jīng)過脫乙烷塔分離出來(lái)的產(chǎn)品（主要為乙烯和乙烷）進(jìn)入乙烯精餾塔

52、，根據(jù)混合物系的不同揮發(fā)度，分離出聚合級(jí)乙烯產(chǎn)品。塔參數(shù)設(shè)計(jì)如下：表5.3.10乙烯精餾塔塔設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D3200mm塔高H37.20m塔截面積A T8.04m2塔板間距H T650mm塔板厚度5mm浮閥型式篩板開孔率14.1%閥孔直徑d06mm閥孔數(shù)目86202閥孔總面積A00.542 m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心距t17.5mm塔板形式雙溢流型堰長(zhǎng)l w2400mm堰高h(yuǎn) w54mm管寬W d1554mm管寬W d2532mm降液管面積A f1.801 m2受液盤型式凹型受液盤外堰前安定區(qū)W s100mm內(nèi)堰前安定區(qū)60mm邊緣區(qū)W c60mm堰上液流高度

53、h ow58mm板上清液層高度h L70mm板上清液層阻力h l36.5mm單板壓降h p37.28mm干板壓降h c0.83mm降液管內(nèi)清液層高度H d178.5mm液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間11.3s霧沫夾帶e v0.000056kg/kg負(fù)荷上限L max0.0774 m3/s負(fù)荷下限L min0.00266 m3/se. 丙烯精餾塔經(jīng)過脫乙烷塔分離出來(lái)的產(chǎn)品（主要為丙烯和丙烷）進(jìn)入丙烯精餾塔，根據(jù)混合物系的不同揮發(fā)度，分離出聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品。塔參數(shù)設(shè)計(jì)如下：表5.3.11丙烯精餾塔I設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D2200mm塔高H34.10m塔截面積A T3.80m2塔板間距H T550mm塔板厚度5

54、mm浮閥型式篩板開孔率14.1%閥孔直徑d05mm閥孔數(shù)目16697閥孔總面積A00.3277 m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心距t17.5mm塔板形式雙溢流型堰長(zhǎng)l w1320mm堰高h(yuǎn) w13.16mm管寬W d1125.4mm管寬W d2196.9mm降液管面積A f0.4331 m2受液盤型式凹型受液盤外堰前安定區(qū)W s100mm內(nèi)堰前安定區(qū)60mm邊緣區(qū)W c60mm堰上液流高度h ow46.84mm板上清液層高度h L60mm板上清液層阻力h l27mm單板壓降h p34.66mm干板壓降h c7.66mm降液管內(nèi)清液層高度H d118.8mm液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間5.85s霧沫夾帶e v0.001126kg/kg負(fù)荷上限L max0.04764m3/s負(fù)荷下限L min0.00266 m3/s表5.3.12丙烯精餾塔II設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)格塔徑D4400mm塔高H84.60m塔截面積A T15.19m2塔板間距H T600mm塔板厚度5mm浮閥型式篩板開孔率14.1%閥孔直徑d05mm閥孔數(shù)目77837閥孔總面積A01.53 m2閥孔動(dòng)能因子F010kg0.5.m0.5.s-1孔中心