毕业设计（论文）-年产6万吨丙烯分离工段设计.doc

沈阳化工大学本科毕业论文题目：6万吨/年丙烯分离工段设计院系：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：2011年6月24日论文答辩日期：2011年6月28日沈阳化工大学毕业设计（论文）答辩成绩评定沈阳化工大学化学工程学院毕业设计（论文）答辩委员会于2011年6月日审查了化学工程与工艺专业学生的设计（论文）设计题目：6万吨丙稀分离工段工艺设计设计专题：6万吨丙稀精馏塔的工艺设计设计说明书共90页，设计图纸2张指导教师：范天博评阅人：毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩：学院答辩委员会主任委员签字年月毕业设计（论文）任务书化学工程学院院（系）化学工程与工艺专业200708班学生：XXX毕业设计（论文）题目：6万吨/年丙稀分离工段工艺设计毕业设计（论文）内容：1.丙烯分离工艺计算2.AspenPlus软件优化3.塔设备参数计算4换热工艺流程的确定指导老师：签字2011年月日教研室主任：签字2011年月日院长（系主任）：签字2011年月内容摘要丙烯是石油化工的基本原料之一，在原油加工中具有重要作用。由裂解气净化与分离工段的丙烯精馏塔分离出的丙烯除了用于生产聚丙烯外，还大量地作为生产丙烯腈，丁醇，辛醇，环氧丙烷，异丙醇等产品的主要原料。为了更好的提高生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的想法，本文对年产6万吨丙烯精馏塔进行了设计。本设计首先采用简捷法初步算出了理论塔板数，利用恩特伍德公式确定最小回流比，然后以简捷法的计算结果作为初值，应用AspenPlus软件对丙烯精馏塔操作进行了稳态模拟，并以经济指标为目标函数，对操作条件进行了优化，得出了塔顶丙烯收率为99.6%的最佳塔板数、回流比以及进料位置（murphree板效率为60%）。接着进行全塔模拟，依然以塔顶丙烯收率为99.6%为标准，确定了各塔（乙烯塔、乙烷塔、丙烯塔、丙烷塔、甲烷塔）的塔板数、回流比及进料位置（murphree板效率为60%）等设计参数。之后改变整体模拟过程的进料组成（裂解气来源与模拟过程不同），即对进料组成进行微调后，可以测算整体装置弹性区间。用AspenPlus软件进行模拟，结果发现本组整体装置模型结果的模拟结果与上一种进料组成相差不大。经软件模拟，当丙烯含量处于14-14.8%之间，乙烯含量处于28.3-28.7%之间的时候（油质介于轻柴油和抽余油之间）丙烯收率仍可以达到99.5%的水平，此为整体装置的操作弹性区间。由于对丙烯纯度要求极高，本文设计的精馏塔塔板数较多，丙烯塔较高，因此设计为两个塔。最后以优化后的精馏塔结果为基础，确定了该塔的设备参数，塔径，浮阀塔盘，塔高，热负荷，从而设计了塔底再沸器，塔顶冷凝器以及塔体主要设备。流程简单，投资较少，操作较为简单，基本可以满足丙烯优等品的工业生产。关键词：丙烯；精馏塔；AspenPlus；优化AbstractPropyleneisoneofrawmaterialsforPetrochemicalindustry，itoccupiesanimportantplaceintheprocessingofcrudeoil.Rectifyingcolumnpurifiedandsepratedpyrolysisgastogetpropylenethatlargelyusestoproductprincipalrawmaterialoftheacrylonitrile,butylalcohol,octylalcohol,propyleneepoxideandisopropanol.Inordertoimproveproductioncapacitywithlowinvestmentandpower,highbenifit,thispapersdesignarectifyincolumnthatannuallyproducts60thousandtonpropylene.Fristly,usingshortcutmethodfiguresouttheoreticalplatenumberandUnderwoodequationtoconfirmminimumrefluxratio,thenusingthemasinitialvalueareappliedtoASPENPLUStocarryoutsteady-statesimulationandusingeconomicindicatorsasobjectivefunctiontooptimizeundertheoperationalconditionandget99.6%yieldofpropyleneintopcolumn,thebestnumberofplate,refluxratioandoptimumfeedlocation(supposedtheplateefficiencyis60%).Thenthewholetowersimulationisstillthetopofthetowerpropyleneyieldof99.6%asastandard,determinethetower(thetowerofethylene,ethanetower,propylenetower,propanetower,towerofmethane)ofplates,refluxratioandfeedexpectedposition(murphreeplateefficiencyof60%)andotherdesignparameters.Afterchangingtheoverallsimulationprocessfeedcomposition(crackedgassourcesanddifferentsimulation),thatisfine-tuningofthefeedcomposition,thedevicecanmeasurethewholerangeofflexibility.WithAspenPlussoftwareforsimulation,andfoundtheresultsofthegroupasawholeunitmodelsimulationresultswiththepreviousonekindoffeedcompositionorless.Thesoftwaresimulation,whenthepropylenecontentisbetween14and14.8%,ethylenecontentisbetween28.328.7%ofthetime(betweenoilandlightdieseloilbetweenraffinate)propylenecollectionrateisstilluptothelevelof99.5%Thisisawholerangeofdevicesoperatingflexibility.Becauseofthehighpuritypropylene,thepaperdesignofdistillationplatesmorepropylenetowerhigher,sothedesignoftwotowers.Finally,afterdistillationtooptimizebasedontheresultstodeterminetheparametersofthetowerequipment,towerdiameter,floatingvalvetray,tower,heatload,inordertodesignabottomreboiler,condenserandtowertowermajorequipment.Simplepro