1、 本 科 毕 业 设 计本 科 毕 业 设 计 题题 目目 30 万吨/年 MTBE 气分装置中 碳四碳五分离过程模拟研究 学院名称 化学与制药工程学院化学与制药工程学院 专业班级 化工化工 09-1 学生姓名 导师姓名 二一三年五月三十日 I 目 录 目 录 I 摘摘 要要 . 6 第一章 概述 8 1.1 设计描述 8 1.2 MTBE 综合分析 8 1.2.1 MTBE 简介 8 1.2.2 MTBE 的化学性质 . 8 1.2.3 MTBE 用途 8 1.2.4 MTBE 市场供需分析 . 9 1.2.5 MTBE 发展预测 10 1.3 副产品综合分析 11 1.3.1 正丁烷的用途
2、 11 1.3.2 异丁烷的用途 12 1.3.3 丁烷性质 12 1.3.4 丁烷的发展趋势 13 1.3.5 丁烷经济分析 13 1.4 原料分析 13 1.4.1 碳四馏分来源 13 1.4.2 碳四馏分在国内的利用现状 .14 1.4.3 原料价格分析预测 14 II 第二章 工艺方法确定 . 15 2.1 碳四碳五分离原理 15 2.2 脱重塔系 16 2.2.1 脱重塔系流程简图 16 2.2.2 脱重塔系流程简述 16 2.2.3 脱重塔系影响因素 .16 2.3 总工艺流程 17 2.3.1 总工艺流程简述 17 2.3.2 总工艺流程简图 17 2.4 本设计研究方法 17
3、2.4.1 方法简述 18 2.4.2 Aspen Plus 总体介绍.18 2.4.3 Aspen Plus 功能介绍19 第三章 脱重塔系计算 . 20 3.1 物料衡算 20 3.1.1 工艺要求 .20 3.1.2 原料处理，分析与计算 .20 3.3 塔参数计算 24 3.3.1 最小理论板计算 24 3.3.2 回流比计算25 3.3.3 理论板计算25 3.3.4 简洁法求精馏段理论板数 .26 III 3.3.5 实际塔板数27 3.3.6 本节小结 27 第四章 脱重塔计算 28 4.1 Aspen Pluse 计算选择 .28 4.1.1 物性方法的选择 28 4.1.2
4、模型的选择28 4.2 DSTWU塔模拟过程 29 4.2.1 塔初步设计计算模拟 DSTWU 29 4.2.2 塔模拟建立29 4.2.3 DSTWU小结.35 4.3 塔精确计算模拟及塔条件确定 35 4.3.1 建立精馏塔模型 35 4.3.2 塔运行结果38 4.4 塔分析 .39 4.4.1 分布刨面 .39 4.4.2 分析运行结果 41 4.5 塔优化及分析.42 4.5.1 优化数据输入塔设定值 .42 4.5.2 优化后数据结果分析.42 4.6 塔的水力学数据导出表43 4.7 塔径的确定45 4.8 塔板数的确定46 IV 第五章 换热器计算 47 5.1 换热器的计算选
5、型 .47 5.1.1 建立 Aspen脱重塔流程.47 5.1.2 换热器详细计算 47 5.1.3 换热器选型计算结果.55 5.1.4 所选换热器参数汇总表。 .58 5.2 换热器的选型.58 5.3 浮头式换热器的介绍 59 5.4 换热器的定型表达 60 5.5 各设备重要接管口口径确定 .60 5.5.1 管径确定的一般要求60 5.5.2 管径的确定.61 第六章 泵的计算 61 6.1 泵的参数计算.61 6.1.1 泵汽蚀余量的计算61 6.1.2 泵的扬程的计算 .62 6.2 泵的选型 .63 6.3 泵的特点和结构 .63 第七章 物料平衡汇总表 . 64 7.1 物
6、料平衡汇总表 64 7.1.1 物料平衡表陈述 64 结 论 . 72 V 参 考 文 献. 73 致致 谢谢 . 74 附 录 . 75 6 摘摘 要要 我国炼油工艺的主要结构特点是以催化裂化为主， 催化裂化的副产物中大约 有 60%是碳四馏分， 它的主要组分有异丁烷、 正丁烷、 正丁烯、 异丁烯和 2-丁烯， 其中异丁烷含量可高达 34%，烯烃含量可达 40%以上。 近年来，随着碳四馏分利用的研发深入和不断发展，对催化裂化碳四馏分的 需求日益增加。为了更好的提高工业生产能力，基于投资少，能耗低，效益高的 设计思路，本文对年产 30 万吨 MTBE 脱重塔系进行模拟研究。本设计的重点是 C4，C5 在脱重塔的分离，利用 Aspen Plus 软件进行模拟设计，并对塔系设备进 行了设计和选型。模拟研究内容来自于实际生产 MTBE 过程中的脱重塔系。 脱重塔系主要包括脱重塔， 塔顶空冷器和水冷器， 回流罐， 塔顶采出水冷器， 塔底再沸器，塔底采出水冷器。针对 C4 与 C5 气
