化工課程設計-正戊烷、環(huán)戊烷生產(chǎn)流程設計

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1、第1章總論1.1原料及產(chǎn)品原料：序號原料成分摩爾分數(shù)，mol%1異丁烷0.593正丁烷0.703異戊烷13.814正戊烷50.595環(huán)戊烷15.7162-甲基戊烷14.247正己烷4.36合計100產(chǎn)品及規(guī)格：①正戊烷脫附劑：nC5純度≥95%，iC5+nC5≥99%,c-C5<0.5%;②環(huán)戊烷發(fā)泡劑：c-C5純度≥91%。1.2裝置概況生產(chǎn)規(guī)模：40萬噸/年年操作時間：8000小時公用工程：水、電、汽循環(huán)冷卻水：上水T=30℃回水T=40℃加熱用低壓蒸汽：P=0.4Mpa(G)1.3產(chǎn)品性能及用途1.3.1產(chǎn)品性能、用途以及生產(chǎn)方法18正戊烷為五色帶汽

2、油味的液體，揮發(fā)性很大與醚、烴類任意互溶，易燃可用做分子篩脫蠟工藝的脫附劑，聚苯乙烯的發(fā)泡劑，用途廣泛。它是碳五餾分加氫后的主要成分，開發(fā)它的分離和應用技術(shù)有重要意義，它可以由1.5-二溴戊烷與鋅作用或氫化環(huán)戊二烯制得，正戊烷由石油裂解產(chǎn)物分離而得以乙烯裂解副產(chǎn)品C5為原料，經(jīng)過解聚、加氫等工藝可以獲得高純度環(huán)戊烷，本套裝置主要生產(chǎn)正戊烷和環(huán)戊烷兩種產(chǎn)品，同時副產(chǎn)正丁烷、異丁烷、異戊烷的混合物以及異己烷和正己烷的混合物。1.3.2市場需求及其它目前國內(nèi)高純度異戊烷、正戊烷、環(huán)戊烷及混合戊烷發(fā)泡劑生產(chǎn)廠有36家，生產(chǎn)能力150kt/a左右。其中原料供應穩(wěn)定、

3、工藝先進、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)規(guī)模較大的生產(chǎn)廠家有5家，總生產(chǎn)能力為106kt/a，占全國生產(chǎn)能力的71%，這5家企業(yè)主要集中在經(jīng)濟相對發(fā)達的東南沿海地區(qū)。戊烷消費量的增長與氟利昂禁用有直接關(guān)系，根據(jù)1992年各國通過的《蒙特利爾議定書》，要求各國在2000年停止使用臭氧層消耗物質(zhì)氟利昂，戊烷作為最終替代產(chǎn)品，未來幾年其發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｄ壳?，我國戊烷的年消費量近66h，其中，EPS（發(fā)泡聚苯乙烯）戊烷發(fā)泡劑的消費量約30kt／a，約占總消費量的45%；聚氨酯的發(fā)泡劑消費戊烷33kt／a，約占總消費量的50%；線性低密度聚乙烯戊烷載溶劑消費量3kt／a，約占總消費

4、量的5%。??目前，國內(nèi)戊烷的供大于求，但產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品品種、售后服務與國外比有一定差距；預計2010年現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置規(guī)模小、原料不穩(wěn)定、工藝落后、生產(chǎn)成本高的生產(chǎn)廠家將逐步退出市場。戊烷的供需平衡尚有一定缺口，但高檔產(chǎn)品供應不足，同時布局不合理的問題也將更加突出，東北地區(qū)存在明顯缺口。（中國戊烷及戊烷發(fā)泡劑產(chǎn)業(yè)研究分析報告------?經(jīng)緯萬方信息網(wǎng)）181.4設計進度安排講課（1.5天）了解課題、確定工藝方案(0.5天)三塔物料平衡(3.5天)三塔能量平衡(1.5天)三個精餾塔設備工藝設計計算(3天)所有換熱器、容器、泵的工藝計算及選型(3天)前面計算

5、結(jié)果匯總、細節(jié)問題、小結(jié)等(1天)繪制板式塔條件圖、PID、設備布置圖(6天)整理工藝設計計算書(4天)計算書裝訂、復習考試(1天)18第2章工藝流程設計2.1工藝流程介紹由產(chǎn)品要求將原料分為四組：A：異丁烷、正丁烷、異戊烷B：正戊烷C：環(huán)戊烷D：2-甲基戊烷、正己烷確定三種產(chǎn)品共需三個塔，有五種塔序：表2-1：工藝流程設計方案對比表序號方案特點第一種各組分是按相對揮發(fā)度遞減的順序逐個從塔頂分離的，各產(chǎn)品的沸點依次升高，第二種含量高的組分沒有提前分出18第三種分離很高回收率的組分的塔放在塔序的最后，但含量高的組分沒有提前分出第四種此種方案和第三種基本相似第

6、五種含量高的組分提前分出工藝流程選擇的原則1：按相對揮發(fā)度遞減的順序逐個從塔頂分離出個組分。2：最困難的分離應放在塔序的最后。3：應使各個塔的餾出液的摩爾數(shù)與釜液的摩爾數(shù)盡量一致。4：分離很高回收率的組分的塔放在塔序的最后。5：進料中含量高的組分盡量提前分出。選擇第三種方案，工藝流程圖如下圖：18ABCDDABCDDBCBC圖2-1工藝流程圖2.2生產(chǎn)流程簡述對圖2-1分析流程：①原料，經(jīng)換熱器E-101換熱后進入精餾塔T-101，塔頂餾出物A組分經(jīng)冷凝器E-102，進入回流罐D(zhuǎn)-103，小部分回流至塔T-101，大部分進入A的產(chǎn)品儲罐D(zhuǎn)-102，T-10

7、1底部餾出物B、C、D組分經(jīng)換熱后進入精餾塔T-201;②B、C、D組分在T-201分餾后塔頂?shù)玫紹、C組分，小部分回流至T-201，大部分進入第三個塔T-301，塔底餾出物D組分經(jīng)冷卻器E-204后進入副產(chǎn)品罐D(zhuǎn)-202；③B、C組分經(jīng)分餾后塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品B，小部分回流，大部分進入產(chǎn)品罐D(zhuǎn)-302，塔底產(chǎn)品為組分C，經(jīng)冷卻后，進入產(chǎn)品儲罐D(zhuǎn)-303。2.3典型設備自控流程說明①提餾段溫度控制用提餾段塔板溫度控制加熱蒸汽量，從而控制VS,并保持LR18恒定，D和W都按物料平衡關(guān)系，由液位調(diào)節(jié)器控制。這是目前應用最多的蒸餾塔控制方案，它比較簡單，調(diào)節(jié)迅速，在一

8、般情況下也比較可靠。當對塔釜的成分要求較之對餾出液為高時或?qū)λ敽?/p>