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推荐-3kta碳四馏分的分离初步设计说明书 精品

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300kta碳四馏分的分离 初步设计说明书 1 总 论 ........................................................................................................................................ 8 1 总 论 1.1 项目概况 本项目名称为“300kt/a 碳四馏分的分离”。项目所采用的是以含水5%～10%的A为溶剂, 用萃取精馏的方法分离丁二烯，（简称乙腈法）。该方法最早由美国SHELL公司开发成功, 并于1956年实现工业化生产。后又经公司、意大利SIR公司、日本JSR公司对其多次改进, 水平不断提高。20 世纪60年代兰州石化公司自行研究开发出A 抽提技术。我国目前共有7 套采用A工艺的丁二烯抽提装置, 全部采用我国自主研究开发的工艺。 综合分析，本项目不仅符合国家能源政策和环保政策，而且技术先进、经济效益好，在技术、经济等各方面都是可行的。

1.2 设计依据 (1) 重庆市有关供水、供电、项目征用土地意见和建设项目环境保护意见的批文级资料； (2)《中国人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国劳动安全阀》等相关的国家法律、法规； (3) 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。 1.3 工艺设计 本项目以石油烃类裂解的裂解气为主要原料分离1，3-丁二烯、1-丁烯、异丁烯、顺反丁烯等产品。原料裂解气从石油裂解工厂通过管道直接供应。由于C4组分中各组分的沸点比较接近，需采用萃取精馏方可将丁二烯分离出来。工艺采用A工艺，A 法以含水5%～10%的A为溶剂, 用萃取精馏的方法分离丁二烯；再用甲醇将原料转化进行分离、水洗，得到1-丁烯、异丁烯、顺反丁烯等。其中丁二烯、1-丁烯、异丁烯、顺丁烯的分离率分别为88.137%、78.569%、95.164%、99.298%。充分考虑反应气组成特点，本项目采用前A萃取精馏工艺流程，可以做到长期运行，低维护费用，高丁二烯回收率，低能耗及低投资。

1.4 产品方案 本工艺利用乙腈萃取得产物1，3-丁二烯，并副产顺反丁烯、异丁烯，见表1.1所示。

表 1.1 产品一览表 产品名称 国家规定 产量，kt/a 单价，元/吨 1，3-丁二烯 工业级 143.682 17000 异丁烯 聚合级 65.433 12400 顺丁烯 聚合级 23.481 4800 反丁烯 聚合级 9.905 4800

1，3-丁二烯，顺反丁烯、异丁烯是有机化工基础原料，其中，1，3-丁二烯主要用于顺丁橡胶的生产，也用于合成树脂和合成其它有机化工产品。丁二烯是生产多种合成橡胶的单体，其用量约占全部合成橡胶原料消耗的60％，和碳二、碳三一样，碳四的加工利用水平，特别是丁二烯的加工利用水平，也是整个石油化工发展水平的一个重要标志。因此丁二烯的生产和化工利用技术的发展不仅对一个国家合成橡胶工业生产的发展，而且对整个石油化工的发展均会产生重要影响；异丁烯主要用于作为生产聚丁烯、聚异丁烯的原料，作为丁基橡胶原料；顺反丁烯主要用于制造聚酯树脂、醇酸树脂、农药、富马酸、纸张处理剂等；产品市场需求量大，具有广阔的市场前景。

1.5 主要物料规格及消耗 表 1.2 主要物料规格及消耗 序号 项目 规格 用量（kt/a） 1 C4组分 工业级 300.001 2 乙腈 工业级 1980.004 3 工艺软水 工业级 540.001 4 工业级甲醇 99%甲醇 37.800

1.6 厂址概况 重庆（长寿）化工园区是20XX年12月重庆市人民政府批准成立的省（市）级工业园区，是重庆市资源加工业的重要平台、三峡库区产业发展基地、国家循环经济试点园区。园区分为天然气化工片区、石油化工片区、精细化工片区及化工材料片区，是重庆市集天然气化工、石油化工、生物质化工、精细化工和新材料产业于一体的综合性化工园区。 园区具有优越的地理位置、便捷的交通网络、丰富的自然资源、雄厚的产业基础、完善的配套设施，规划合理，布局科学。

1.7主要危险品防护 生产过程中涉及的化学品为：甲醇、1-丁烯、异丁烯、丁二烯、顺反丁烯等五项。 表 1.3 主要危险品一览表 品名 自燃点 ℃ 闪点 ℃ 沸点 ℃ 爆炸极限v% 毒性 气态密度 g/mL 上限 下限

乙腈 524 2.0 81.1 16.0 3.0 有 — 甲醇 385 11.1 64.8 36.0 6.7 有 — 1-丁烯 385 -80 -6.3 10.0 1.6 有 2.49 异丁烯 465 -77 -6.9 8.8 1.8 有 2.58

丁二烯 415 -4.5 16.3 1.4 有 2.37

反丁烯 325 0.88 9.7 1.7 有 2.41 顺丁烯 325 3.7 9.7 1.7 有 2.41

1.8 全厂综合技术经济指标 表1.4 综合技术经济指标 序号 指标名称 单位 数量 1 设计规模 kt/a 300 2 年操作日 小时/年 7200 3 原料及辅助原料消耗 万元/年 3161. 4 工厂用地总面积 平方米 10000 5 总投资 万元 263233.2 6 全厂总产值 万元/年 341421.6 7 产品年总成本 万元/年 30490 8 投资回收期 年 5 9 投资利润率 % 28.87 10 投资利税率 % 70

1.9 辅助设计软件的应用 在本设计中，应用了以下辅助设计工具软件： 用Aspen Plus进行流程模拟和工艺优化； 用Auto-CAD进行制图。

1.10 本项目总体评价 本项目从经济上评价，主产品丁二烯是现代化学工业的基本有机原料，项目有很好的经济效益。同时从社会效益角度看待，我国煤多油少的自然资源条件，减少了烃原料化工对石油资源的过度依赖，是我国经济和社会可持续发展所面临的一项重要任务，具有良好的社会效益，综上本项目具有良好的示范作用值得大力推广。 2 原料采购 2.1 原料的市场概况 2.1.1 C4馏分 碳四馏分主要来自石油化工生产中烃类裂解的裂解气，炼油厂C4主要来自催化裂化装置(FCC)，减粘裂化、热裂化和焦化等虽然也副产C4，但是数量较少。催化裂化装置副产C4又因裂化深度和催化剂而异，通常为新鲜进料的9%-12%，其馏分组成的特点是丁烷(尤其是异丁烷)含量高，不含丁二烯(或者含量甚微)，其中的丁烯质量分数为50%左右。 烯烃厂油品裂解制乙烯的副产C4的特点是：主要以烯烃(丁二烯、异丁烯、正丁烯)为主，尤其是丁二烯含量高，烷烃含量很低。裂解C4收率除了与苛刻度有关外，还与裂解原料有密切关系，若以石脑油为裂解原料时，C4的产量约为乙烯产量的40%-50%。

2.1.2乙腈 乙腈是一直重要的有机化工原料，今年来的综合利用率得到了大幅度的提高，目前世界范围内的乙腈绝大多数是从丙烯氨氧化生产丙烯腈的粗副产品回收的。乙腈所具有的官能团腈基，作为溶剂除了有乙醇、等溶剂所具有的特性外，还具有更好的分配比和解析能力。20XX年乙腈的总消费量为70~75Kt,随着国内化工行业的发展，乙腈的需求量迅速增加。

2.1.3甲醇 近年来，我国的甲醇市场可谓产销两旺。20XX年我国有甲醇生产企业200家左右，总生产能力为1117万吨/年，同比增长33.8%；总产量为762.25万吨，同比增长42.3%。20XX年我国甲醇消费量达855.98万吨，比20XX年增长28.5%。据20XX年6月统计数显示，国内部分甲醇装置情况如表2.1。

表2.1 甲醇装置情况 地区 企业名称 产能(10kt/a) 装置运行情况 华东 上海焦化 80 800kt/a甲醇装置负荷逐渐提高至80%左右 华东 江苏恒盛 40 精馏停产，生产粗醇 山东 山东兖矿国宏 50 于7月22日出产品，日产700-800吨 山东 山东联盟 56 其甲醇装置负荷30% 2.2产品标准 1，3-丁二烯的标准

表2.2 1，3-丁二烯标准 序号 指标名称 指标 试验方法 优级品 一级品 合格品

1 外观 无色透明无悬浮物 目测 2 质量分数，w/% ≥ 99.5 99.3 99.0 GB/T6017 3 二聚物（以4-乙烯基环己烯计），w/(mg/kg) ≤ 1000 GB/T 6015

4 总炔，w/(mg/kg) ≤ 20 50 100 GB/T 6017 5 乙烯基乙炔，w/(mg/kg) ≤ 5 5 - GB/T 6017 6 水，w/(mg/kg) ≤ 20 20 300 GB/T 6023 7 羰基化合物（以乙醛计），w/(mg/kg) ≤ 10 10 20 SH/T 1494 8 过氧化物（以过氧化氢计），w/(mg/kg) ≤ 5 10 10 GB/T17828 9 阻聚剂TBC，w/% 供需双方商定 GB/T 6020 10 气相氧含量，φ/% ≤ 0.2 0.3 0.3 GB/T 6022

华北 天津碱厂 50 09年9月开工，20XX年投产 华北 山西丰喜 45 一套100kt/a装置于7月开车，目前产量150吨 华北 山西天脊 30 6月份投产，尚未产出产品 3 工艺设计方案

3.1 概述 C4原料气主要由丁烷、丁烯、丁二烯和炔烃等组份组成,其中丁二烯是生产丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、ABS树脂和尼龙的重要单体和原料。将丁二烯从C4气体混合物中有效地分离出来十分重要。但是,C4气体各组份的沸点十分接近,用普通的精馏方法不能得到聚合级丁二烯。国内外先后开发的分离C4制取丁二烯的方法主要有化学吸收法、氨共沸蒸馏法、络合分离法、二聚解聚法、萃取精馏法等[1,2]。前4种分离方法或者过程复杂,或者条件苛刻,一直未能工业化。近年来工业上大多采用萃取精馏法分离丁二烯,并且以乙腈(A)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)及其含水物为代表的萃取剂为主[3~6]。A是丙烯腈生产中的副产物,在我国来源丰富,A对C4气体的分离能力较强,工艺要求比DMF、NMP低,故以A为萃取剂从C4中分离丁二烯特别适合我国国情，在我国这类装置较多。

本项目采用A工艺，在原有工艺的基础上进一步优化，选定更先进的方案技术、设备等使碳四的转化率达到更高，实现以低成本制取得到更经济的产品。

3.2系统设计

3.2.1概述 目前, 丁二烯生产方法主要有两种: 一种是从炼油厂C4馏分脱氢工艺获得, 该方法目前只在丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用； 另一种是石油烃裂解制乙烯装置副产混合C4 馏分中抽提获得, 这种方法价格低廉, 经济上占优势, 是目前丁二烯的主要生产方法。 根据所采用的萃取溶剂的不同, 工业上常用丁二烯抽提生产方法主要有3 种: N- 甲基吡咯烷酮法(NMP法) 、乙腈法(A 法) 和二甲基甲酰胺法( DMF法) 。 各种工艺方法对比 工艺 方法 N- 甲基吡咯烷酮法( NMP 法) 含水5 %～10 %的NMP 为溶剂, 用萃取精馏的方法分离丁二烯 乙腈法( A 法) 含水5 %～10 %的A 为溶剂, 用萃取精馏的方法分离丁二烯 二甲基甲酰胺法( DMF 法) 以DMF 为溶剂, 用萃取精馏的方法分离丁二烯

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二硫化碳-四氯化碳精馏塔工艺设计.

二硫化碳-四氯化碳精馏塔工艺设计.

化工原理课程设计任务书设计题目：分离9万吨/年CS2与CCl4混合液的精馏塔工艺设计学号：1503140122 姓名：雷艺璇专业：制药工程1401班指导教师：焦飞鹏系主任：摘要：精馏的本质是利用不同物质的挥发度不同，通过多次汽化、多次冷凝的精馏过程而达到物质分离的单元操作过程，而多次汽化所需的能量即通过再沸器提供的，这就是再沸器的作用。

再沸器是一种换热器，通常采用热虹吸式换热器，也是一种列管式换热器，在生产企业中占有较重要的地位，它直接影响产品的质量和产量。

本设计针对苯-乙苯的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。

通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。

此外对塔底再沸器进行选型设计。

主要介绍了再沸器的设计工作以及它在生产过程中处于的地位和作用，它是精馏塔不可或缺的一部分，它提供给精馏塔多次汽化所需的能量，它与冷凝器等都是换热设备。

设计任务书设计题目：二硫化碳—四氯化碳精馏塔及主要附属设备选型设计一、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 9万吨/年操作周期 7200 小时/年进料组成 34%的二硫化碳和66%的四氯化碳（摩尔分率，下同）塔顶产品组成塔馏出液95%的二硫化碳，塔底产品组成釜液5%的二硫化碳2、操作条件操作压力塔顶压强为4Kpa（表压）进料热状态泡点进料3、设备型式二、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及蒸馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图7、设计评述目 录1 前 言 .......................................................................... 1 2 精馏塔的物料衡算 (21)2.1 主要基础数据............................................................... 21 2.2 物料衡算 .................................................................. 22 2.3最小回流比及操作回流比的确定 ............................................... 22 2.4精馏塔的气液相负荷 ......................................................... 23 2.5操作线方程 ................................................................. 23 2.6逐板计算法确定理论塔板数 ................................................... 23 2.7实际板层数的确定 .. (24)2.7.1.3精馏段和提馏段相对挥发度 ........................................... 25 2.7.1.4全塔效率ET 和实际塔板数 .. (25)3．精馏塔的工艺条件和有关物性数据的计算 (26)3.１操作压力的计算............................................................. 26 3.2平均摩尔质量计算 ........................................................... 26 3.3平均密度的计算 ............................................................. 26 3.3液体表面张力的计算（部分数据见表3-2） ...................................... 27 4．精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ...................................................... 28 5．塔板的主要工艺尺寸的计算 (29)5.1溢流装置的计算 (29)5.1.1溢流堰长 ............................................................. 29 5.1.2 溢流堰高hw .......................................................... 29 5.1.3降液管宽度d W 与降液管面积f A .. (30)5.1.4降液管底隙高度h (31)5.2塔板布置 (31)5.2.1边缘区宽和安定区宽 (31)5.2.2开孔区面积 (31)5.3浮阀数n与开孔率ø.......................................... 错误！未定义书签。

丁二烯工艺设计讲解

丁二烯工艺设计讲解

目录1 引言 (37)2 工艺路线 (37)2．1 生产的基本原理 (37)2. 2 工艺路线的对比与选择 (37)2. 3 DMF法碳四抽提丁二烯装置的特点 (38)2. 4 物料衡算 (39)2. 5 装置工艺流程图 (40)2. 6 工艺流程说明 (40)2.6.1 第一萃取精馏部分 (40)2.6.2 第二萃取精馏部分 (42)2.6.3 丁二烯净化部分 (43)2.6.4 溶剂净化部分 (44)2. 7 工艺控制 (44)2.7.1 原料质量变化对产品的影响及调节方法 (45)2.7.2 主要工艺条件的变化对产品质量的影响 (46)结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)1 引言丁二烯来源：从油田气、炼厂气和烃类裂解制乙烯的副产品中都可获得碳四馏分。

碳四系列的基本有机化工产品主要有丁二烯、顺丁烯二酸酐、聚丁烯、二异丁烯、仲丁醇、甲乙酮等，它们是有机化学工业的重要原料。

无论是裂解气深冷分离得到的碳四馏分，还是经丁烯氧化脱氢得到的粗丁二烯，均是以碳四各组分为主的烃类混合物，主要含有丁烷、正丁烯、异丁烯、丁二烯，它们都是重要的有机化工原料[1,2]。

C4的分离与C2、C3馏分相比，其最大的特点是各组分之间的相对挥发度很小，使分离变得更加困难，采用普通精馏方法在通常条件下将其分离是不可能的。

为此工业生产中常用在碳四馏分中加入一种溶剂进行萃取的特殊精馏来实现对C4馏分的分离[3-5]。

2 工艺路线2．1 生产的基本原理由于碳四原料中大部分组分与丁二烯-1，3之间的沸点较为接近，而且相互之间有共沸物产生，这样采用一般的精馏方法很难进行分离开，所以为了得到目标产品（丁二烯）就必须采用特殊分离方法——萃取精馏。

萃取精馏的原理就是：向被分离物料碳四原料中加入一种新的组分——萃取溶剂二甲基甲酰胺（DMF），它的加入使得原来物料中各组分之间的相对挥发度发生明显变化，从而使物料中难以用普通精馏方法分离的组分如：顺丁烯-2和反丁烯-2等组分在第一萃取精馏塔分离出来，乙基乙炔和乙烯基乙炔等组分在第二萃取精馏塔分离出来。

乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计

乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计

乙烯装置分离工段------丙烯精馏工序工艺设计摘要乙烯是石油化学工业中最重要基础有机原料之一。

由乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯，即“三烯三苯”是生产各种有机化工原料和合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成材料的基础原料，涉及到国民生活的各个方面。

所以,乙烯生产能力的大小直接影响着乙烯及其他衍生物的供应。

其产能是衡量一国乙烯竞争力的重要标准,也是衡量一个国家石油化工产业的重要标志。

乙烯装置是石油化工行业的龙头装置，对应乙烯装置，石油烃裂解制乙烯技术研究始于20世纪30年代，经过近70年的发展，裂解技术日臻完善，目前该技术所生产的乙烯已经占到世界乙烯总产量的98%以上。

本次设计参考了**乙烯厂的部分资料，以生产实践为基础，理论联系实际，针对乙烯装置分离工段进行重点设计。

设计生产能力为年生产10万吨。

本设计内容主要对丙烯精馏塔进行了物料衡算、热量衡算、塔型设计、尺寸计算与选型。

其中包括塔径计算、塔板布置、流体力学计算，附件的计算与选型，其中包括塔冷凝器的选择、再沸器的选取、接管及除沫器的计算、塔高的计算等内容。

设计过程中查阅了大量的文献资料，并以**乙烯厂装置为参考，设计基本达到了合理程度，绘制了工艺流程图和填料装配图。

关键词：乙烯；装置；丙烯；精馏ABSTRACT目录引言第一章、文献综述1.1 设计概述1.2 国内外乙烯工业的现状和发展前景1.3 乙烯的主要生产方法1.3.1 烃类热裂解法生产乙烯1.3.2 乙烯的主要分离技术1.3.3 乙烯生产的其他方法第二章、乙烯等主要产品的性质和工艺流程的确定2.1 乙烯等主要产品和主要副产品的性质、用途和质量规格2.1.1 聚合级乙烯2.1.2 聚合级丙烯2.1.3 主要副产品的性质、用途和质量规格2.2 乙烯生产工艺技术简介2.2.1 装置简介2.2.2 基本原理2.2.3工艺流程2.2.4工艺条件控制指标第三章、乙烯装置的物料衡算3.1 物料衡算3.1.1 裂解装置的物料衡算3.1.2 丙烯精馏塔物料衡算3.2 热量衡算3.2.1 丙烯精馏塔热流示意图3.2.2 热量衡算3.3 设备尺寸衡算与选型3.3.1 丙烯精馏塔的设备尺寸计算与选型3.3.2 丙烯精馏塔附属设备及主要附件选型与计算第四章、设计结果汇总引言乙烯是石油化工的基础原料。

炼油气分轻碳四分离工艺优化方案

炼油气分轻碳四分离工艺优化方案

科研开发李勇 曲云摘要：炼油气分轻碳四经过异丁烷异丁烯分离塔分离后，塔顶的异丁烷等轻组分留在炼油区供烷基化；而异丁烯等重组分经过脱硫精制和选择性加氢处理供化工MTBE装置。

本文用Aspen Plus流程模拟软件模拟轻碳四异丁烷异丁烯分离，并进行单双塔方案对比，得出最优方案，为工艺包设计提供数据支持。

炼油气分轻碳四经过碳四分离处理后可满足化工MTBE装置的进料要求，从而实现炼油、化工物料互供，提高公司碳四资源的综合利用率。

关键词：碳四综合利用，碳四分离，Aspen模拟，方案设计中图分类号：TQ028.3 文献标识码：A 文章编号: T1672-8114(2011)11-033-05（中国石油兰州石化公司研究院，甘肃 兰州 730060）前言炼化碳四作为炼化企业重要的炼油和化工副产品，也是碳四加工装置的重要资源。

炼油区以碳四为原料的生产装置有：烷基化、MTBE、甲乙酮、顺酐等；化工区以碳四为原料的生产装置有：碳四抽提、MTBE和1-丁烯联合装置等。

根据炼油碳四的组成结构分析，轻碳四的主要成分是异丁烷、异丁烯和1-丁烯。

炼油系统主要利用的是轻碳四中的异丁烷和异丁烯，异丁烷用于生产烷基化汽油，异丁烯用于醚化生产高辛烷值汽油调和组分MTBE，对于异丁烯的转化率要求不高；化工MTBE装置的目的产品除了MTBE以外还要得到高纯度的1-丁烯，由于异丁烯和1-丁烯的沸点差只有0.4℃，采用普通精馏的方法无法分离得到高纯度的1-丁烯，而必须通过高转化率的异丁烯醚化反应来除去异丁烯，再用普通精馏的方法的分离得到高纯度的1-丁烯，因此异丁烯的转化率要求99.9%以上。

炼油气分轻碳四送化工不仅可以使炼油碳四中的1-丁烯得到分离增加化工产品1-丁烯，还可以提高异丁烯的转化率，使得公司碳四资源的整体利用率得到进一步提高。

根据化工MTBE装置的进料要求，炼油碳四供化工物料中异丁烯的浓度要求≮33%。

本文用AspenPlus 软件模拟计算炼油轻碳四的分离，分离出的轻碳四炼油气分轻碳四分离工艺优化方案（异丁烷）供烷基化；重碳四（异丁烯、丁烯-1）供化工MTBE装置。