毕业设计年产138万吨乙烯装置分离工段乙烯精馏工序工艺设计Word文件下载.docx

毕业设计年产138万吨乙烯装置分离工段乙烯精馏工序工艺设计Word文件下载.docx

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化工07０３班

学生姓名：

指导教师:

论文提交日期：

　年月日

论文答辩日期：

　年　月　日

毕业设计任务书

化学工程与工艺

化工０7０3班

学生:

毕业设计题目：

年产13.8万吨乙烯装置分离工段乙烯精馏工序工艺设计

毕业设计内容:

1．工艺流程设计、工艺条件选择

　　2.物料衡算、热量衡算、主要尺寸设计

　　　　　　　3.绘制带控制点的工艺流程图

毕业设计专题部分：

乙烯精馏塔的设计计算

起止时间:

２0１1年3月---2０11年６月

　　　　　　签字　年　月日

教研主任:

　　　　　　签字　　年月日

学院院长：

　　　　签字　　年　　月日

内容摘要

乙烯是石油化工的主要代表产品,在石油化工重占主导地位。

目前世界上乙烯的生产绝大数来源于蒸汽裂解制烯烃技术。

由于蒸汽裂解是石油化工中的大能耗装置，而且完全依赖不可再生的石油资源,因此研究和开发人员进行了新的乙烯生产技术的探索和开发。

乙烷脱氢、催化裂解、甲烷氧化偶联和甲醇转化等乙烯生产新工艺，希望能够以此作为蒸汽裂解制乙烯的补充,甚至在将来替代蒸汽裂解制乙烯。

乙烯主要用于生产聚乙烯、聚氯乙烯和乙二醇等。

乙烯除少量由酒精脱水制得外,绝大部分石油烷烃裂解生产。

本设计是以抚顺乙烯化工有限公司裂解装置为蓝本，完成了年产13.8万吨级得乙烯装置分离工段乙烯精馏工序的工艺设计。

本设计对乙烯精馏塔进行了物料衡算和热量衡算,并且对乙烯精馏塔进行了工艺设计与选型设计。

乙烯精馏塔采用了浮阀塔,并符合流体力学验算和操作条件。

在指导老师的指导下,我们在整个设计过程中查阅了大量的相关文献及资料，深入掌握了有关的基本理论和专业知识,对理论知识有了更深的认识,灵活的应用到设计当中,并结合了有关的化工过程的要求去设计,还是比较顺利的完成了此次毕业设计。

关键词:

乙烯;

分离；

乙烯精馏

Aｂｓtｒact

The　ethyｌｅneisｐｅｔroleumcｈemｉcalindusｔryｍaiｎｒepｒｅsentaｔivｅtheproduct,occupiesthｅdomiｎanｔ　poｓiｔioniｎthe　petrolｅｕm　chemｉｃaliｎｄuｓtｒy．Atｐｒｅsentinthｅwoｒｌdthｅｅｔhyｌene　produｃtion　ｏverwhｅlｍingmaｊorityorｉｇiｎａｔｅｓfroｍ　thestｅam　dｅｃompositｉonsｙｓｔｅmalkeｎeteｃhｎoloｇy．　Becausｅtheｓtearudecomｐositiｏn　iｓ　iｎthｅｐetｒoleumcheｍiｃalinｄｕstｒyｂｉgｅneｒgy

cｏnsｕmptioninsｔａllment,ｍoreoｖｅrtｏtaldｅpeｎdencenon-renewａblｅoilresourｃe,　therｅfｏre　ｔhｅreseaｒchａndthe　ｄevｅloｐmｅntｐersonneｌhavecarｒieｄon　ｔhenｅwｅthylｅｎe　ｐrｏductiontｅchnoｌogｙ　explｏratiｏｎandthedｅvelopmenｔ.Ethyｌeneandｓooneｔhａnｅdehydrogenatｉｏｎ,catalytiｃpyｒolｙsｉs,methaｎeoxｉdaｔｉｏn　cｏuplｉngaｎdmeｔhylalcoｈoｌｔｒａnｓformatioｎproducetｈe　nｅwcｒａfi,thehope　caｎbｙ　ｔhisaｃhieｖemenｔｓｔｅａmdeｃompｏsitｉｏｎｓyｓtｅm　ethyｌenｅsuｐplemｅｎt,even　infuｔureｓubstitｕｔioｎsteamdecｏmposｉtionsystem　etｈylene.Tｈeｅthylｅnemａｉnlｙ　uses　　iｎprｏduｃingthepｏlyeｔｈyｌｅne，　ｔheｐolｙvinｙｌ-chlorideaｎdｔｈｅ　gｌycolａnｄsｏ　ｏn.Theethyｌenｅbesidesbytheｄehydratioｎofaｌcohｏlｓysｔem，tｈemａjｏrpaｒt　decompｏsesｆeｗbｙｔhepetroleｕmａlkaｎeｔｈepｒoductioｎ.

The　dｅｓiｇnisbａseｄ　on　CｈｅｍｉcaｌＣo.,Ltd.Fｕsｈuｎethｙlｅnecｒaｃkｅr　bａｓed　oｎ　theｃoｍplｅtiｏn　oｆｔhｅａnｎualproducｔｉｏn　cａpａcｉtyof　１３8,000tｏｎethｙlenｅcracker　plaｎt　secｔiｏnoｆtｈe　sepａrationｐroceｓsdesiｇｎ.Ｔｈiｓdesｉgn　ｈａscarriedonthｅmaterｉalbalanceandthethermalｇrａduaｔed　armtｏtheethyleｎe　ｒectifyinｇtower　calculated,　ａnｄ　hａｓcaｒｒiｅdonthetｅｃｈnologicａl　ｄeｓignandthesｈapingdesiｇntothe　ｔ　ethｙlenerecｔiｆyｉｎgoｗeｒ,　and　hasalsodrawnuｐｔhe　bｅｌtcoｎｔrolｐoｉntflowｃhart.Thedeethanizａtiontoｗｅｒusedthｅfloatvalvｅ　toweｒtocaｒrｙonthｅcｏmputａｔion.　The　deｓｉgn　calculａteｓ　ｆinａｌlyrｅsulｔs　intoｗerｎｅck２.２ｍ，　tｏwｅrhｉgｈ16.7５m.Andconfoｒmsｔoｔｈehydromechanicsｃhｅｃkiｎｇcalｃｕlatｉoｎand　ｔheｏperａtingｃondition.

Underｓｕpeｒvisingｔeaｃｈer＇sｉnｓtrｕction,ｗeｈaｖecｏnsuｌtedthemａssive　ｃorrelaｔiondata　aｎｄ　ｔhelｉtｅrature　inthｅｅntiredesign　process，hasｋｎｏwｎ　ｔｈerｅｌaｔｅd　elemｅｎtａry　ｔheｏｒy　andthesｐeｃｉａｌizedknｏwleｄｇe　thorougｈly,hａｄa　deｅｐer　ｕｎｄerｓtaｎdiｎg　tｏthetheoretiｃalｋnowledｇe,ｔhe　nimbｌeapplｉcationdesign,and　uｎifiedtherｅlａｔｅdｃhemｉｃａlpｒoｃeｓｓｒeqｕesttoｄesign,ｃｏmｐａreｄ　with　sｍｏothhaｓ　ｃompletedthｅ　gｒadｕationproｊｅcｔ.

Keywoｒｄs：

Ethyｌene;

　Sｅparａtioｎ;

ethyｌenerectifying

引言

乙烯是石油化工的基础原料。

随着世界经济的发展,低级烯烃的需求呈逐年增加的趋势。

面对新形势,乙烯生产企业应依靠技术创新,努力提高装置技术水平，以增强产品竞争力。

近年来，世界乙烯装置规模大型化趋势明显。

2010年5月,全球最大的乙烷裂解装置在卡塔尔建成，该装置的设计乙烯产能为130万吨/年。

随着裂解炉生产能力的提高，不但单位乙烯生产能力的投资下降，而且操作成本和维修成本也相应减少，从而降低了单位乙烯的生产成本。

我国乙烯装置普遍规模较小，其平均能耗、物耗也相应较高。

对装置规模小、缺乏市场竞争力的小型乙烯装置,专家建议可借鉴大型乙烯装置改造的经验,进行扩能改造,形成中型乙烯装置以有效地提高现有装置竞争力。

同时由于我国原油中轻质油含量普遍偏低,直馏石脑油和轻柴油一般只占原油的30%左右，因此，在我国发展重质油裂解技术研究具有极其重大的现实意义。

随着中国乙烯工业的发展，供需平衡关系将逐步得到改善，市场竞争则更加激烈。

面对以市场国际化、资源国际化、技术与人才国际化、资本国际化为主要特征的经济全球化大趋势，市场占有率主要取决于产品品种、质量和成本。

因此,每个乙烯厂应有各自的特色,形成自身的强势，如果只是简单地重复建设,产品结构雷同，则难以形成竞争优势。

中国乙烯存在巨大的市场缺口和消费增长空间，国产乙烯的市场占有率一直较低。

为缓解国内乙烯供应紧张,满足国内经济发展需求,虽然中国石油、中国石化和中海油加快实施乙烯扩能计划，但预计到20１0年中国乙烯当量消费供需缺口将达11１９万吨。

从整体情况看,中国乙烯工业还有较大的发展空间。

　本设计是年产13.8万吨乙烯装置分离工段乙烯精馏工序工艺设计,在指导老师的带领下,结合课本知识,完成了本次设计。

第一章文献综述

1.１设计概述

本设计是对年产13.8万吨乙烯装置乙烯精馏塔的工艺设计。

该设计是以抚顺石油公司乙烯装置为依据，同时做了部分改动。

本设计以石脑油为原料,管式炉裂解的方法生产乙烯。

主要对乙烯精馏塔进行了物料衡算和热量衡算,并对其进行了工艺参数的确定以及设备尺寸计算与选型。

本设计中乙烯精馏塔采用的是浮阀塔。

1．2乙烯原料的来源

裂解原料的来源主要有两个方面，一是天然气加工厂的轻烃,如乙烷、丙烷、丁烷、天然气油等,二是炼油厂的加工产品,如炼厂气、汽油、煤油、柴油、重油、渣油等,以及炼油厂二次加工油，如焦化加氢油、加氢裂化油等。

１.2．1天然气

　蕴藏在地层内的可燃性气体称为天然气，它的组成主要是甲烷,还含有乙烷、丙烷等低相对分子质量烷烃，和少量N２、H2、S2等非烃类成分。

　　天然气分干气和湿气两种，干气的主要成分是甲烷，含甲烷在90%以上。

湿气含90％以下的甲烷，其余成分是乙烷、丙烷和丁烷等烷烃,之所以称为湿天然气,是因为C２～Ｃ5这部分可以经压缩冷却得到液态的凝缩汽油。

1．2.2　炼厂气

炼厂气是炼厂在石油加工过程中所得到的气体的总称。

它主要包括催化裂解气、加氢裂化气、焦化气、重整气。

本设计采用的乙烯原料主要有石脑油、拔头油、Cｌ、C4等。

1.３乙烯的生产工艺

1．3．1　乙烯的生产基本方法

　早在30年代就开始对石油烃高温裂解生产技术进行研究,并在四十年代建成了裂解生产烯烃的工业装置。

经过近六十年的发展,石油烷烃经管式炉裂解生产乙烯产量占世界乙烯生产的９９%以上。

　目前主要的裂解方法:

（１）蓄热炉裂解

该方法以蓄热砖为载体使石油烃裂解来制取烯烃。

此法先用燃料和空气在炉内燃烧，使蓄热砖升至高温。

然后停止供给燃料和空气用蒸汽吹扫残存空气，即可通入裂解原料和水蒸气。

五十年代处实现工业化,由于其收率低、能耗大污水量大、因而除国内的一些小乙烯企业还在生产外，国内早已停产。

（2）流动床裂解

　流动床裂解技术是在催化裂解技术的基础上发展的烃类裂解技术。

它以流动床方式循环固体颗粒加热载体,循环的热载体在加热器中被加热，在反应器中则利热载体积蓄的热量进行烃类裂解