精馏在化工生产中的应用.ppt

普通精馏在液化气分离中的应用 主讲人 胡丽华 组员 李师 蓝春吉 梁敏凤 覃家琪 黄秋女 何利彬 李俊 精馏在液化气分离中的应用 1 原料 来源 液化气 LPG 是石化公司原油催化裂化装置所产的副产品 也叫液化石油气 是一种化工基本原料 也是一种热值高的燃料 液化气经脱硫 脱硫醇后可进行分离 组成 来源 碳四馏分 1 分离任务 分离得到丙烯 丙烷和碳四馏分三种产品 并且提高他们的纯度 除去其中所含有的少量乙烷 返回 2 精馏原理 为什么采用精馏方式呢 2 精馏原理 基本原理 各组分挥发性的差异 挥发性大小 乙烷 丙烯 丙烷 碳四 精馏的优点 处理量大 分离效果好 脱乙烷塔 2 精馏过程的描述 脱丙烷塔 HK 碳四LK 丙烷LNK 乙烷 丙烯 脱乙烷塔 LK 乙烷HK 丙烯HNK 丙烷 C2H6 C2 C3 C4 C3H6 C3H8 挥发性大小 乙烷 丙烯 丙烷 碳四 挥发性大小 乙烷 丙烯 丙烷 两塔串联 论文框架 2 精馏过程的描述 C3H6 C3H8 LK 丙烯HK 丙烷 丙烷和丙烯的挥发度很接近 分离所需的塔板数达180层 因此需采用两塔串联操作 以达到分离目的 并降低能耗 2 返回 3 操作条件的优化 确定精馏操作条件是化工设计师的一大任务 他们常利用化工流程模拟软件PRO II或ASPENPLUS对精馏装置操作压力 温度 回流比 等参数进行优化 以降低能耗 减少操作费用 并提高产品收率 3 操作条件 3 操作压力 塔的操作压力对精馏分离的影响有四个方面 1 影响塔顶蒸汽的冷凝温度和塔釜液体的加热温度 操作压力的下限 以40 算出塔顶产品的泡点压力或露点压力 操作压力的上限 根据塔釜允许的最高温度算得的泡点压力 Pcal 大气压 塔可以常压操作 Pcal 1 7Mpa 往往就加压操作 Pcal 1 7Mpa 需考虑采用制冷剂 3 操作压力 2 对组分间相对挥发度的影响P N 3 对塔的造价和操作费用的影响P N 设备 R 操作 冷却剂 加热剂 设备的投资费用与运转费 4 对传质分离效率的影响板式塔 加压或常压操作对板效率没有多大影响 真空操作很可能使板效率下降 3 精馏的设计型计算 分析确定塔板数 进料板 进料状态等的方法 理论板数 加料板数的确定 1 求出相平衡方程 2 求精馏段操作线方程 3 求提馏段操作方程 4 求出各板的浓度至 返回 4 塔设备的结构分析 三塔都采用ADV高效浮阀塔 4 塔设备结构分析 ADV微分浮阀塔盘是一种新型高效塔盘 4 塔设备结构分析 其优点在于 使气流分散得更细 消除传统F1浮阀顶部传质死区 提高效率 消除塔板上液体停滞区 使液流均匀分布 从而使效率提高 降低塔板上的液面梯度 减少夹带 使生产能力提高 有利于降低雾沫夹带 增加生产能力 有利于减少漏液 增加操作弹性 有利于减少返混 提高效率 返回 浮阀的不停运动可能过引发疲劳应力 这往往会导致挡耳和阀帽的迅速损坏 能量消耗 5 能耗与节能 精馏操作是工业上应用最广泛的分离操作 也是能量消耗最大的化工单元操作之一 据有关资料统计 蒸馏操作消耗的能量占石油化工厂总能量消耗的45 左右 能耗 5 能耗与节能 精馏操作中能量消耗主要是塔底消耗低压蒸汽 塔顶又要消耗大量的冷却水 因此 降低能耗是精馏操作过程需要考虑的问题 节能 4 能耗与节能 精馏塔的节能就是将带出的热量进行回收 以及节减向塔内供应的能量 主要有一下几种方法 5 节能方法 1 显热直接利用 将馏出液放出的热量预热进料液或以其它工艺液体以回收热量 脱丙烷塔塔底馏出的碳四馏分与脱丙烷塔进料换热后经碳四冷却器冷却后送至罐区 5 节能方法 2 优化操作参数 回流比直接影响再沸器和冷凝器的热负荷 决定精馏分离的净功耗 应根据总费用最低的原则来选取合适的回流比 进料状态的不同 影响R的大小 从而影响能耗 5 节能方法 3 采用热泵精馏 将塔顶温度较低的蒸汽压缩升温 再作为塔底再沸器的热源 可取得良好的节能 节水效果 结束语 5 化工厂的事故往往危害性极大 不仅包括财物的损失 还有人员损失 因此 将化工分离的基本原理应用到工业生产中是一个重大而严谨的过程 工作量很大 要求也很高 这就需要设计人员和操作人员秉持一种严谨的科学