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前前目前言第一任務(wù)書 第二概述 第目前言第一任務(wù)書 第二概述 第三流程簡介 第四精餾塔工藝設(shè)計 第五再沸器的設(shè)計 第六輔助設(shè)備的設(shè)計 第七管路設(shè)計 第八控制方案 設(shè)計心得及總 附錄一主要符號說明 附錄二參考文獻(xiàn) (一學(xué)生姓名學(xué)號工藝條件:飽和液體進(jìn)料,進(jìn)料乙烯含量xf65%摩爾百分?jǐn)?shù)操作條件:建議塔頂操作壓力2.5MPa(表壓)。序9塔板設(shè)計位塔板形處理量(一學(xué)生姓名學(xué)號工藝條件:飽和液體進(jìn)料,進(jìn)料乙烯含量xf65%摩爾百分?jǐn)?shù)操作條件:建議塔頂操作壓力2.5MPa(表壓)。序9塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序1234678塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔板形處理量回流比系數(shù)序塔板設(shè)計位塔塔板形浮處理量回流比系數(shù)123456用123456用3#圖紙繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖及主要設(shè)備(精餾塔或再沸器)7三、其它要四、參考2002業(yè)出版社,2002四、參考2002業(yè)出版社,2002版社,1982年。指導(dǎo)教任務(wù)書下達(dá)日2008月日第二1.精餾2.再第二1.精餾2.再沸立式熱虹吸特點(diǎn)▲循環(huán)推動立式熱虹吸特點(diǎn)▲循環(huán)推動力:釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差▲結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高▲殼程不能機(jī)械清洗,不適宜高粘度、或臟的傳熱介質(zhì)▲塔釜提供氣液分離空間和緩沖區(qū)3.冷凝1.精餾裝置流1.精餾裝置流1.工藝流2.設(shè)備選處理能力2.設(shè)備選處理能力及產(chǎn)品質(zhì)塔底產(chǎn)品第四章精餾塔工藝設(shè)第一計條1.工藝條件飽和液體進(jìn)料第四章精餾塔工藝設(shè)第一計條1.工藝條件飽和液體進(jìn)料,進(jìn)料乙烯含量xf=65%(摩爾百分?jǐn)?shù)塔頂乙烯含量xD=99%,釜液乙烯含量xw≤1%,2.操作條件3.塔板形式:篩4.處理量5.安裝地點(diǎn):大6.塔板設(shè)計位置:塔第二節(jié)物料衡算及熱量衡一物料衡1.換將摩爾百分?jǐn)?shù)換算成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)將摩爾流量換算成質(zhì)量流量(MA為乙烯摩爾質(zhì)量MB將摩爾流量換算成質(zhì)量流量(MA為乙烯摩爾質(zhì)量MB為乙烷摩爾質(zhì)量M=xf·MA+(1-2.求質(zhì)量流+qmws={·w+qmws·wW=q qmDs=qmws=;1)精餾段:LV二熱量衡再沸器加熱蒸氣的質(zhì)量流量:GR冷凝器冷卻劑的質(zhì)量流量:GC=QC/(cl·(t2-第三板數(shù)的計利用理論板數(shù)的逐板法計算:=:= 1.泡點(diǎn)計算運(yùn)用圖表計算泡點(diǎn)、塔板數(shù)。RRminR1R∣∑y-yKi∣∑y-yKip0ABKA泡點(diǎn)初值2塔板數(shù)計算并輸Pt(絕)、假設(shè)初值Tto、Tbo、、、①計算計算②Rmin、③將Nf、2塔板數(shù)計算并輸Pt(絕)、假設(shè)初值Tto、Tbo、、、①計算計算②Rmin、③將Nf、①計算∣α-Y計算并輸出α、Nf、N、R、qmLs、①假設(shè)塔頂溫度Tto=254.45經(jīng)泡點(diǎn)迭代計算得塔頂溫度代入公式lnp0A TiooPA=2464.56KPa;PBαN 0P得; iPKAKBNmin{ y1(代入數(shù)據(jù),解得RminxDyeye0P得; iPKAKBNmin{ y1(代入數(shù)據(jù),解得RminxDyeyexn {(1)RR xn直至xixn {(1)qnLR1.52380.5238 xx=nWn qqRRq 直至xn<迭代結(jié)果實(shí)際進(jìn)Nf=33,實(shí)際板則塔底壓力Pb=Pt+9.81×425.83×0.1×Nt=2.62MPa(理論板1.478,實(shí)際進(jìn)Nf=33,實(shí)際板則塔底壓力Pb=Pt+9.81×425.83×0.1×Nt=2.62MPa(理論板1.478,符合假qmVs=(R+1)·qmDs=509.2:= 第四節(jié)精餾塔工藝設(shè)(1)物性數(shù)據(jù)查表2.601MPa下純乙烯的飽和溫度為254.45K(零下18.7度氣相密度液相密度ρL=425.83液相表面張力乙烯的摩爾質(zhì)量為28kg/kmol(2)初估塔氣相流量=509.2kmol/h467.46m3/h液氣流量=418.9kmol/h27.54m3/h0.0077FLV=qvLs/q液氣流量=418.9kmol/h27.54m3/h0.0077FLV=qvLs/qvvs×(ρL/ρv)HT=0.45m,6.10.19氣體負(fù)荷因子C=C20(σ/20)0.2=0.06×(16.88/20液泛氣速uf=C(ρL/ρv- 0.8,uA2A=選取單流型、弓形降液管塔板,并取Ad/AT=0.06,則A/塔徑D=(4AT/π)對照兩表6.10.1和6.10.22實(shí)際操作氣速u=有效高度:Z=HT釜液高度(略m裙座取5m,塔頂空間高度1.5m,釜液上方氣液分離高度取設(shè)釜液停留時間為釜液高度:Z30604Wms=有效高度:Z=HT釜液高度(略m裙座取5m,塔頂空間高度1.5m,釜液上方氣液分離高度取設(shè)釜液停留時間為釜液高度:Z30604Wms=0.752m取其為DL取進(jìn)、出口安定區(qū)寬度bs=bs′=0.08m;邊緣寬度bc=0.05m.可得bd/D=0.11,22 由Aa=2(x(r-x)+rX=D/2-(bd+bs)=1/2-r=D/2-bc=1/2-2222Aa=0.907×(d0/t)2故22篩孔個數(shù)dπ/4)=0.051/(3.14/4×0.005Ad/AT=0.06,lw/D=0.63,故堰長how=2.84×10E(qvLh/lw),近似取E=1,堰Ad/AT=0.06,lw/D=0.63,故堰長how=2.84×10E(qvLh/lw),近似取E=1,堰上方液頭高度how==2.84×10×(27.54/0.63)由FLV=0.22和泛點(diǎn)率為0.822,查化工原理書圖6.10.28,ψ=0.03,×qvvs×ρL/ρv=0.03/0.97×0.0077/0.13425.83/30.5=0.0253kg液體/kg氣體<0.1kg/kg2h0=1/2g×ρvρL×(u0/C0),根據(jù)由式hf=h0+hl+hσ,式中2h0=1/2g×30.5/425.83×(2.57/0.81)=0.037mhl=β(hw+how)。qvvs/(AT-2Ad)=0.131/(0.785-2氣體動能因子 =0.197×30.5=1.088,查圖得塔板上液層h=0.004σ/(gρLd0)=0.004×16.88/(9.81×425.83σ0.005)=0.0032m所以hf=h0+hl+hσ=0.037+0.0602+0.0032=0.1m由Hd=hw+how+Δ+hd+hf,取Δ=0;22hd=1.18×100.005)=0.0032m所以hf=h0+hl+hσ=0.037+0.0602+0.0032=0.1m由Hd=hw+how+Δ+hd+hf,取Δ=0;22hd=1.18×10(qvLh/lw/hb=1.18×10(27.89/0.63/0.04)=0.0144m柱則Hd0.05+0.036Hd′=1/k=uo’/u0=(ho’/ho)=(0.01358/0.037)故k=1.65>1.5~2,第八荷性能過量液沫夾帶5.7eu令VevH fHf=2.5(hWhOW2/ 2.84103 lWq1210 H2.5h 103)3hHf=2.5(hWhOW2/ 2.84103 lWq1210 H2.5h 103)3hTWl =5436-118.72/液相下限2.84103EVLh 3.嚴(yán)重漏液Va(b 2/3hhVc=3.69 / 2/wVh=2460(0.0089+0.000502qv,Lh2/3液相上限AdA=15.23 降液管液泛HdHOW或hOW)hWhOWhd(HThOW避免降液管發(fā)生液泛,應(yīng)使hdL與的關(guān)系,a′q2=b′-c′q-2hh=3.934×10-9ρv/ρ/(AC oL與的關(guān)系,a′q2=b′-c′q-2hh=3.934×10-9ρv/ρ/(AC o/h ,.h3h3負(fù)荷性能圖操作彈性:qVVhmax負(fù)荷性能0 嚴(yán)重漏一.設(shè)計任務(wù)與設(shè)計條1.選用立式熱虹吸式再沸塔底壓力=2.63MPa,算得塔底溫度為一.設(shè)計任務(wù)與設(shè)計條1.選用立式熱虹吸式再沸塔底壓力=2.63MPa,算得塔底溫度為2.再沸器殼程與管程的設(shè)物性數(shù)殼程凝液在溫度(70℃)下的物性數(shù)據(jù)熱導(dǎo)率:λc粘度:μc密度:ρc2)管程流體在(5.850C2.63MPa)下的物性數(shù)據(jù)液相粘度:μb殼管溫度壓力(MPa絕壓3液相密度液相定比壓熱容:Cpb=氣相粘度:μv=8.8×106氣相密度:ρv蒸氣壓曲線斜率(Δt/ΔP)=4.03*104m23液相密度液相定比壓熱容:Cpb=氣相粘度:μv=8.8×106氣相密度:ρv蒸氣壓曲線斜率(Δt/ΔP)=4.03*104m2備尺QRVbbVc=T假設(shè)傳熱系數(shù):K=760W/(m2=29.99KmNdT0NT則殼體內(nèi)Dt(b1)2~計算殼D,取L/D=4.2946之熱系數(shù)的校1.顯熱段傳熱系數(shù)假設(shè)傳熱管出口汽化率=txe4傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速G2sd0 s0G=314.92kg/(2?m雷諾數(shù):Re =CPbrb n=1391.09w/(m2iirdi蒸氣冷凝的質(zhì)量流量:m4傳熱管內(nèi)質(zhì)量流速G2sd0 s0G=314.92kg/(2?m雷諾數(shù):Re =CPbrb n=1391.09w/(m2iirdi蒸氣冷凝的質(zhì)量流量:mmd0Re4M1/=6547.2w/(m2eR/o2g33)污垢熱阻及管壁熱沸騰側(cè):Ri=0.000176m?冷凝側(cè):Ro=0.00009m?管壁熱阻:Rw=b/λw=5.1*10-5m?1K=m2?ddd1Ri0Rw0RO02.蒸發(fā)段傳熱系KE:傳熱管內(nèi)釜液的質(zhì)量流量3600*314.92=1133714kg/(m?Lockhut-martinelbxxX v在x1/ =0.bvvbPdiLockhut-martinelbxxX v在x1/ =0.bvvbPdibQdinb0.225APrbb i=11226w/(m?:1xRPb2r=1287.7w/(m?edii:Ftp1Xtt3.5*0.335tpFtp=2669.49w/(m2??V2do RiRw12Ro=1376.53w/(m? d omi3.顯熱段及蒸發(fā)段長tp L=t diNTKLp do RiRw12Ro=1376.53w/(m? d omi3.顯熱段及蒸發(fā)段長tp L=t diNTKLp LCD=L-LBC=KCKLLBcKELCD=4.傳熱系L2=實(shí)際需要傳熱面積ACQKCtm5.傳熱面積裕度HAPACAC=(29.99-流量校1.循環(huán)系統(tǒng)推動力1)當(dāng)X=Xe/3=0.083xX bvX=RL_ 1 RLvb2)當(dāng)bb= X = L2XX_' 1 RR=LLvb根據(jù)課程設(shè)計表_lgP tp tpb2.循環(huán)阻力2進(jìn)口管內(nèi)質(zhì)量流速G=Wi/(πDi根據(jù)課程設(shè)計表_lgP tp tpb2.循環(huán)阻力2進(jìn)口管內(nèi)質(zhì)量流速G=Wi/(πDi6λi=(Di/L0.3426(Di/0.254GP1Di2②傳熱管顯熱段阻力△P2G0.785d2 0.012270.7543ePLBC 2ib③傳熱管蒸發(fā)段阻力△P3di=0.02;μv=8.8*106ρvx為該段平均氣化率, VdiGVVV0.01227VLCD a.液相流動阻力G=G-Gv=314.92-L5=di*GL0.01227= VdiGVVV0.01227VLCD a.液相流動阻力G=G-Gv=314.92-L5=di*GL0.01227=L = iP )=43(1xe2 1=2.51MV(1RL=G2④a.氣相流動阻力G D2oxG=oL'0.02540.3426D0GV VV0.012270.7543=VLPV5 GLG=211.230.012270.7543=VLPV5 GLG=211.23= Lb0.01227=LLPL5 P )45所以循環(huán)阻力:△Pf=△P1△P2△P3△P4=1.0171.011.05輔助容器的設(shè)1.進(jìn)料罐(常溫貯料20℃乙烯ρL1乙烷ρL2由上面的計算可知輔助容器的設(shè)1.進(jìn)料罐(常溫貯料20℃乙烯ρL1乙烷ρL2由上面的計算可知=425.83則63.93100L進(jìn)料質(zhì)量流量:qmfh=3600取停留時間:x4qxL圓整后取2.回流罐質(zhì)量流量0.25h,填充系數(shù)qxV取V=73.塔頂產(chǎn)品qmDh=3600qmDs=3600*0.72=2160產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時間為72h,填充系數(shù)qmDh則產(chǎn)品罐的容 V釜液5天,即qmWh=3600qmWs產(chǎn)品在產(chǎn)品罐中停留時間為72h,填充系數(shù)qmDh則產(chǎn)品罐的容 V釜液5天,即qmWh=3600qmWsqmWh771.01則釜液罐的容積1.進(jìn)料預(yù)熱70℃熱水為熱源,出口約為50℃18℃35℃,走管程t1t2(7035)(5018)mln7050ln管程液體流率:qmfh=3600傳熱速率Q則傳熱面積:A14.87mK2.塔頂冷凝擬用0℃水為冷卻劑,出口溫度為30℃t1t2(420)(4230)2.塔頂冷凝擬用0℃水為冷卻劑,出口溫度為30℃t1t2(420)(4230)ln42mln42傳熱速率Q則傳熱面積AK圓整后取3.塔頂產(chǎn)品冷卻10℃30℃t1t2(3010)(2520)ln3010250.72kg/smln管程流率:qmDs則傳熱速率:Q=假設(shè)傳熱系數(shù):K=900QA20.7mK圓整后取4.釜液冷卻擬用10℃水為冷卻劑,出口溫度為20℃52.18℃t1假設(shè)傳熱系數(shù):K=900QA20.7mK圓整后取4.釜液冷卻擬用10℃水為冷卻劑,出口溫度為20℃52.18℃t1t2(52.1810)(2520)52.18mln25乙烷液體焓變:ΔH傳熱速率:Q=qmVs?ΔH假設(shè)傳熱系數(shù):K=900Q6.83mK圓整后取A=71.進(jìn)料泵(兩臺,一用一備液體密度L.LqVfs=3d取d=65mm73液體粘度0.068mPaRedu1.6931hf(取d=65mm73液體粘度0.068mPaRedu1.6931hf(1le)2 d取ZZ2(P進(jìn)料灌P進(jìn)料1.8181.7480.077MPa=4qd2u36002.回流泵(兩臺,一開一用液體密度.L=3取d=0.166m180d液體粘度0.066mPaRedu1hf(液體粘度0.066mPaRedu1hf( d) 取Z則HeZpf2hf0)因為回流罐是放在=4qd2u3600流量:95~1740m33.釜液泵(兩臺,一開一用qVWs=qmWs/L選取d=0.045m(576d液體粘度0.0091mPaRedu7.885hf4 2Redu7.885hf4 2 d取Zpfuhf則HeZPf1.790 =4qd2u3600流量:0.1~90m3第七路設(shè)則d取管子規(guī)格Ф73×4。其它各處第七路設(shè)則d取管子規(guī)格Ф73×4。其它各處管線類似求得如下/第八制方將本設(shè)計的控制方案列于下3介質(zhì)物性ρL(kg/m1FIC-2FIC-第八制方將本設(shè)計的控制方案列于下3介質(zhì)物性ρL(kg/m1FIC-2FIC-3PIC-4HIC-5HIC-6TIC-課程設(shè)計總課程設(shè)計總附錄要符號說A塔板上方氣體通道截面積e單位時間夾帶的液沫量塔板上有效傳質(zhì)區(qū)面積降液管截面積附錄要符號說A塔板上方氣體通道截面積e單位時間夾帶的液沫量塔板上有效傳質(zhì)

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