文档介绍：: .
项目设计说明书
题目：
80 万吨/年气体分离装置工艺设计
——脱丙烷塔设计计算
学生
XXX
学 号
班别
化工11-8班
专业
化学工程及工艺
指导教师
XX
日期
2014
年
7
月
13
日
/ 目 录
一、总论 0
综述 0
设计依据 1
二、工艺流程物料衡算 3
三、塔设备设计计算 7
简捷计算 7
严格计算 9
第一步、严格计算数据输入以及结果输出 9
四、塔设备尺寸计算 13
塔径计算 13
塔高计算 14
（1）精馏塔有效高度的计算（除去进料板） 14
水力学计算 15
五、 总结 18
参考文献 19
附录：设计图纸 20
/ 一、总论
综述
气体分离设备是为国民经济基础产业(钢铁、有色冶炼、石化、化肥、城市煤气化等)和尖端产业(国防、航天等)服务的重大技术装备，2000年以来，随着国民经济的快速发展，特别是西部大开发和城市化进程的加快，电力、汽车行业的发展，使国内钢铁需求呈上升趋势：“一大化工”行业的发展和“煤改油”工程的上马，使气体分离设备市场领域有了扩展；民营经济的发展使得小空分、制氢设备、变压吸附设备、低温贮运设备的市场需求增加。
我国炼油厂气体分离装置是以液化气为原料，液化气主要来自催化裂化、加氢裂化和催化重整等装置（见图1-1），其中催化裂化装置液化气产量占总产量的90％以上。
图1-1气体分离装置原料来源示意图
液化石油气主要用于生产丙烯、丙烷、烷基化料、橡胶料、碳五和液化气等产品（见图1-2），分离丙稀后其丙烷和丁烷含量占30％，其余基本为烯烃。配有气体分离装置后，可将其中的丙烷抽出。丙烷燃烧热值高，燃烧后几乎不产生污染，替代汽油用作汽车燃料，技术成熟，且比燃油费用低，有很好的社会效益和经济效益。由三个精馏塔及附属装置组成（脱丙烷塔，脱乙烷塔，丙烯塔）。装置原则工艺流程见图1-3。
设计依据
（1）气体分离装置原则流程图
气体分离装置原则流程图
进装置物流101F的压力为958kPa，温度40℃。所有出装置物流温度为40±1℃。
(2)原料性质：
本装置原料为经过产品精制脱硫后的催化裂化液化石油气，。
液化石油气组成
组分
mol％
乙烯
乙烷
丙烯
丙烷
异丁烷
异丁烯
1-丁烯
正丁烷
反丁烯-2
顺丁烯-2
异戊烷
合计
=SUM(ABOVE) 100
（3）分离要求：
脱丙烷塔：碳四馏分中异丁烯回收率≥%，塔顶馏分中丙烯回收率≥%；
脱乙烷塔：乙烷馏分中乙烷回收率≥%，塔底馏分中丙烯回收率≥99%；
丙烯塔：丙烯产品中丙烯纯度≥%、丙烯回收率≥%。
（4）设计处理量：80万吨/年。
（5）需要设计计算的塔：脱丙烷塔
/ 二、工艺流程物料衡算
。
（1）先对脱丙烷塔进行物料衡算
脱丙烷塔进料量：80×107/8400=95238kg/h
，计算出101F的摩尔流量
1kmol进料的质量=Σxi*Mi=%*28+30*%+42*%+*%+ 58*%+56*%+56*%+56*%+56*%+72*%=
摩尔进料量为：95238/=
，脱丙烷塔一股进料，两股出料，其中分离要求为
碳四馏分中异丁烯回收率≥%，塔顶馏分中丙烯回收率≥%；
所以，关键组分是C3= 和i-C4=。
假设清晰分割，由于C3和i-C4的相对挥发度处于C3=和i-C4=之间，不妨设其分离
效果分别及C3=和i-C4=相同。计算结果如下页表
表2-1脱丙烷塔各股物流组成
组分
进料组成
Mol%
101F流量
Kmol/h
102D流量
Kmol/h
103B流量
K