1、本科毕业论文（20 届）年产 20 万吨裂解汽油加氢反应车间-汽提工段初步设计所在学院 专业班级 化学工程与工艺 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业论文I摘 要本设计是关于 20 万吨/年裂解汽油加氢反应车间-汽提工段初步设计。本文主要内容是简要介绍了裂解汽油加氢的性质，在国际上裂解汽油二段加氢反应和气提塔的目前现况，讲述了生产加氢汽油的作用与意义，以及将来发展前景，从而确定加氢汽油的生产路线。以物料守衡和能量守衡，计算物料衡算和热量衡算。根据设备的选型原则，进行了设备选型计算，确定了关键设备和辅助设备的型号。根据车间布置原则，进行了车间的设备布置、平面布置和立面布置，确定
2、了车间各设备的位置关系。最后，简要的讲述自动控制系统的选择、安全与环境保护以及公用工程问题的讨论。最终完成了这份裂解汽油加氢反应车间-汽提工段初步设计的说明书，绘制了工艺流程图、主要设备装配图和车间平、立面图。关键词： 裂解；汽油加氢；汽提塔；设备 ；设计毕业论文II200,000 tons/year split to solve the petrol hydrogenation reaction workshop-vapor to lift workAbstractThis design is a segment scheme design concerning 200,000 tons/y
3、ear split to solve the petrol hydrogenation reaction workshop-vapor to lift work. The text main contents introduces the quality of the synopsis introduced the crack solution petrol hydrogenation, and current conditions of the split to solve petrol two hydrogenation reactions to compatibly lift tower
4、 among nations earth currently, related the action and meaning of capacity hydrogenation petrol, and its develop foreground in the future, so as to recognize the capacity route of hydrogenation petrol. Guard Heng and energy to guard Heng by supplies and computing supplies Heng, I calculate with calo
5、rific value Heng calculate. I carried on an equipment chosen computing and recognized the model number of visual plant and auxiliary equipment according to the chosen principle of equipment. Also, I carried on the equipment decoration, plane decoration of workshop and sign a surface decoration, reco
6、gnized the location relation of each equipment of workshop according to the workshop sets out principle. Finally, I carried out a simple introduction about the select of automatic control system, Safety and environmental conservation and the discussion of public engineering. Finally I completed the
7、manual that splits to solve the petrol hydrogenation reaction workshop-vapor to lift work segment scheme design, drew the process charts of taking the control point, major equipment assembling drawing is as even as workshop, elevation.Keywords: cracking; Gasoline hydrogenation; Stripper; Equipment;
8、design毕业论文III目 录前言 .1第一章 总论 .21.1 概诉 .21.1.1 二段加氢及气提塔设计意义与作用 .21.1.2 二段加氢及汽提塔国内外发展现状和前景 .21.1.3 主要产品的性质与特点 .21.2 设计依据 .31.3 设计规模及生产制度 .31.4 原料与产品规格 .31.4.1 原料规格 .3第二章 工艺设计与计算 .52.1 工艺原理 .52.2 工艺路线的选择 .52.3 工艺流程简述 .62.3.1 二段加氢反应部分 .62.3.2 汽提阶段部分 .62.3.3 工艺流程图 .62.4 工艺参数 .62.5 物料衡算 .72.5.1 物料衡算的作用与意义
9、.72.5.2 物料衡算的方法与步骤 .72.5.3 物料衡算 .82.5.4 物料平衡 .102.6 热量衡算 .112.6.1 热量衡算的目的与意义 .112.6.2 热量衡算的依据和步骤 .112.6.3 热量衡算 .11第三章 设备选型 .153.1 选型原则 .153.2 关键设备的选择 .153.2.1 塔的工艺条件及物性数据计算 .153.2.2 全塔效率 .173.2.3 实际塔板数 N.193.2.4 塔径 D.203.2.5 溢流装置 .213.2.6 塔板布置 .223.2.7 筛孔数 n 与开孔率 .233.2.8 塔高 H 的计算 .233.2.9 筛板的流体力学验算
10、 .243.3 泵的选择 .253.3.1 泵的选择原则 .253.3.2 选泵的步骤和泵型的确定 .263.4 换热器的选择 .26第 4 章 设备一览表 .27毕业论文IV4.1 冷换设备 .274.2 反应器与塔容器设备 .274.3 罐容器 .27第五章 车间设备布置设计 .295.1 车间布置设计原则 .295.1.1 车间布置原则 .295.1.2 车间设备布置原则 .295.1.3 车间平面布置原则 .295.2 车间设备布置 .295.2.1 车间设备平面布置 .305.2.2 车间立面布置 .30第 6 章 自动控制 .316.1 主要的控制原理 .316.2 自控水平和控制
11、点 .316.2.1 温度控制 .316.2.2 压力控制 .316.2.3 回流量和回流温度 .316.2.4 塔底液位 .31第 7 章 安全与环境保护 .327.1 三废产生情况 .327.2 三废处理情况 .327.2.1 废水处理 .327.2.2 废气处理 .327.2.3 废渣处理 .327.2.4 噪音处理 .32第 8 章 公用工程 .338.1 概述 .338.1.1 供水 .338.1.2 供电 .338.1.3 供暖与产汽 .33结束语 .34参考文献 .35致 谢 .36毕业论文1前言 国外内裂解汽油的二段加氢和汽提塔的研究不是很乐观，裂解汽油是乙烯装置中仅次于乙烯的
12、国际第二大产品。裂解汽油又称为热解汽油。裂解汽油的组成中含有大量的二烯烃及芳烃等不饱和化合物，在空气中放置，颜色（黄色）逐渐加深，并有粘稠状的聚合物沉淀。与裂化汽油不同，裂解汽油不能直接作为发动机燃料，而只能用作燃料油，或制造石油树脂的原料。当采用加氢方法除去裂解汽油中易聚合的二烯烃、炔烃及含硫化合物等杂质后，可用作高辛烷值汽油组分，或进一步用作芳烃抽提原料。裂解汽油是目前世界上苯、甲苯、二甲苯等芳烃的重要来源。加氢过程可以采用镍、钴、钼等催化剂。可以在较高的温度及较低的压力下进行气相反应；也可以在较低的温度和较高的压力下采用钯等贵金属催化剂进行液相反应。汽提部分将二段加氢反应系统生成的硫化氢
13、、氨、轻烃馏分和水等进行汽提，并从塔顶分离，在塔底得到产品。从产品分离罐来得到的原料就是经汽提塔的进料。汽提塔顶的汽相物质经汽提塔塔顶冷却器冷却后进入汽提塔塔顶馏出罐。在汽提塔塔顶馏出罐中分离出来的气体排到火炬，以控制塔顶压力，液体在液面控制与流量控制下尽量做到全部回流。塔顶馏出罐脱水包的水在界面控制下排入污油系统。然而将塔釜产品送入精制汽油罐。因此，汽提段在设计时要考虑很多。高温反应油气带有大量的热量，在设计时，要考虑如何合理地利用及回收热量，对整个装置的能耗具有很大的影响。毕业论文2第一章 总论1.1 概诉1.1.1 二段加氢及气提塔设计意义与作用裂解汽油是乙烯工业的副产品，产量约是乙烯生
14、产能力的 50%-80%，其富含 60%左右的芳烃。工业上一般采用两段加氢的方法，首先是一段加氢从而除掉二烯烃、烯基烃等。再进行二段加氢使烯烃饱和，同时脱除含硫、氮、氧等有机物后进行芳烃抽提，是芳烃抽提的重要原料。据 2005 年的现况看，我国乙烯生产能力已达到 830 万吨/年左右。作为乙烯装置生产中重要的副产品裂解汽油能否合理并充分利用是提升乙烯装置整体效益问题的关键。因此在蒸汽裂解制乙烯后处理工艺中，裂解加氢占据著轻重的位置，汽提部分就是将反应系统生成的硫化氢、氨、轻馏分和水等进行汽提，并从汽提塔顶分离、在汽提塔底等到产品。1.1.2 二段加氢及汽提塔国内外发展现状和前景今年来，国内成功
15、研发了性能较为良好的裂解汽油二段加氢催化剂。1989 年兰州石化公司石油化工研究所开发的 LY8602 催化剂实现工业化应用。之后又开发了 LY9801、LY9802 型催化剂。燕山石化公司研究院开发了 BY2、BY5 二段加氢催化剂。大庆石化公司研究开发了 DZ1 催化剂。国外对裂解汽油加氢催化剂的研究发展也十分的快，法国 IFP 研究开发了 LD145 和HR306 催化剂。在镍基催化剂方面，英国 JM 公司研发了 HTC200、HTC400 镍基裂解汽油加氢催化剂都代表了国际先进水平。目前国际上采用的汽提塔，它不但处理量大，而且有塔效率也很高。不仅如此，国外相继开发了一些利用汽提塔处理其
16、他产品的新工艺，如日本的 Kubota 公司研究了低能耗条件下用汽提塔来处理含有氨的废水方法。1.1.3 主要产品的性质与特点混合苯在常温下为无色透明带有芳香气味的液体，是由苯、甲苯和二甲苯组成的。易挥发，其沸点和熔点随其混合物的组成的不同而有较大差别，密度 0.83-0.87 比水小。混合苯难溶于水，1 升水中最多溶解 1.8g 混合苯，但混合苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强，是一种基础的化工原料。混合苯和其它的烃一样，都能燃烧，当氧气充足时，产物为二氧化碳和水。但在空气中燃烧时，火焰明亮并有黑烟，这是由于混合苯中碳的质量分数较大。加氢汽油产品中三苯收率为
17、：苯 98.5% ; 甲苯 98.0% ; 二甲苯 95.0%苯的熔点是 5.51，沸点为 80.1，燃点为 562.22，在常温常压下是无色透明的液体，并具强烈的特殊芳香气味。因此，苯遇热、明火易燃烧、爆炸，苯蒸气与空气混合物的爆炸限是 1.48.0%。常态下，苯的蒸气密度为 2.77，蒸气压 13.33kPa(26.1 )。苯是重要的石油化工基本原料之一，可用于合成橡胶、合成树脂、合成纤维、医药、农药、炸药和染料等一系列重要化工产品.同时也可作为涂料、橡胶等溶剂; 在炼油工业中苯是提高汽油辛烷值的掺合剂.苯的生产技术水平和产量已经成为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一. 甲苯是有机
18、化合物，属芳香烃，结构简式为 C6H5CH3。在常温下呈液体状，无色、易燃。它的沸点为 110.8，凝固点为95，密度为 0.866 克厘米 3。甲苯温度计正是利用了它毕业论文3的凝固点比水很低，可以在高寒地区使用；而它的沸点又比水的沸点高，可以测 110.8以下的温度。因此从测温范围来看，它优于水银温度计和酒精温度计。另外甲苯比较便宜，故甲苯温度计比水银温度计也便宜。 甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。甲苯容易发生氯化，生成苯氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它可以萃取溴水中的溴，但不能和溴水反应；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；一份甲苯和三份硝
19、酸硝化，可得到三硝基甲苯（俗名 TNT）即为炸药；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，这些是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合的话会形成梯思梯炸药。 二甲苯是一种混合物，是是由二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和乙苯形成的混合物。无色透明液体。沸点 135145。相对密度 d420 0.8400.870 。易燃。化学性质较活泼，可发生异构化、歧化、烷基转移、甲基氧化、脱氢、芳烃氯代、磺化反应等。主要由石油催化重整料、裂解汽油、焦炉副产汽油经分离而得，还可由甲苯歧化生成苯和二甲苯而得；或由甲苯与三甲苯进行甲基转移而得，此混合物主要用作生产对二甲苯、邻二甲苯的原料及涂料的溶剂和航空汽油添加剂
20、，也可作耳科用药。1.2 设计依据本次设计是按照浙江海洋学院化学工程与工艺专业下达的毕业设计任务书要求，并根据杨淑清老师的指导和数据进行计算。查阅了大量关于裂解汽油加氢的资料，充分利用学校图书馆图书和网络资源加以综合后完成的。1.3 设计规模及生产制度装置处理的原料为大庆乙烯装置的脱戊烷塔釜的初裂解汽油为原料，设计年处理裂解汽油 20 万吨。每年粗略计算当 8000 小时计算。在生产过程中，以安全第一为生产指导思想，保证生产的安全性。厂区内原则上禁止动用明火，需要动火时要请示领导并做好安全工作，生产岗位员工必须按规定穿戴劳动保护用品。车间安全员工要切实履行职责，随时检查安全生产制度，落实情况，
21、禁止违章操作和冒险作业。1.4 原料与产品规格1.4.1 原料规格本设计是以裂解汽油为原料，裂解汽油的规格见表 1-1。表 1-1 裂解汽油的规格项目 规格比重 d420 0.890.90馏 程 205实际胶质 5002400mg/100ml双 烯 2.75g/100g溴 价 60g/100g总 硫 95mol%甲 烷 130终馏点 230毕业论文5第二章 工艺设计与计算2.1 工艺原理混合物的计算不是很方便，能够用精馏的方法进行分离，其原理在于混合物中各组分的沸点不同。 裂解汽油气是由各种沸点不同的烃类所组成的复杂气相混合物，各馏分的沸点范围见表2-1。表 2-1 各主要馏分的沸点范围馏分C
22、1 C5 C6非芳烃C7非芳烃苯 甲苯 二甲苯 C9 -10 36.1 68.9 98.5 80.10 110.63 138.35 220.0而精馏的根本依据，就是由于各组分沸点不同，在冷凝时重组分先冷凝，在受热时轻组分先汽化。裂解汽油加氢为了保证产品质量，必须采用精馏的方法，即多次地同时利用汽化和冷凝的方法来分离混合物，一个完整的精馏塔包括三部分，即精馏段、提馏段和进料段。因为根据使用要求不同，有的塔没有精馏段（如催化裂化分馏塔）或没有提馏段（汽提塔） ，所以本设计没有提馏段。二段反应器主要化学反应脱硫：3223232CH()S+CH()+S脱醇：323226硫醚：323262CHS+HC+S脱氮：523233(N)()N吡啶（ C H )(CH ) +NH972CH+46523脱氧：( C H )OH+H C H +H O65262烯烃加氢：CH (CH ) = CHCH + H CH (CH ) CH32323243610612+2.2 工艺路线的选择
