粗苯回收計(jì)算

1、河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5物料計(jì)算煤氣中苯族烴的的體積分?jǐn)?shù)計(jì)算：已知苯族烴在煤氣中的含量為a產(chǎn)40g/m3,依據(jù)粗苯組成，工程計(jì)算中取Mb二83kg/kmol，貝V22.4a,22.4x40a=1=b1000M1000 x83b二0.0108粗苯回收率計(jì)算：焦?fàn)t煤氣中苯族烴在洗苯塔內(nèi)被吸收的程度稱(chēng)為回收率。洗苯塔入口煤氣粗苯含量a1=40g/m3，出口煤氣含苯量a2二2g/m3，貝V二95.0%焦?fàn)t煤氣中粗苯含量：常壓操作取塔的平均壓強(qiáng)為101.3kPa，故:煤氣量二40000 x2731x273+2522.4二1635.91kmol/h煤氣中粗苯含量二1635.91x0.0108=17

2、.668kmol/h二1466.43kg/h5.4循環(huán)洗油量計(jì)算：按理論最小量計(jì)算確定：_PMq耳q=bmv%22.4Pn1g式中qmmin理論最小循環(huán)洗油量，kg/hpb純苯的飽和蒸汽壓，kPa洗油相對(duì)分子質(zhì)量，kg/kmol不包括苯族烴的入塔煤氣體積，m3/hp1入塔煤氣壓力，kPa要求達(dá)到的苯族烴的實(shí)際回收率無(wú)限大吸收面積的苯族烴的回收率其中an=12g1.1a1代入數(shù)據(jù)得：a2n=1=1g1.1a1.1x401二95.45%查手冊(cè)，25C時(shí),pb=12.881kPa；取M=180kg/kmolmq=V-G-申)=40000 x(l-0.0108)vb=39568m3/hp=101.3k

3、Pa；耳=95.0%將以上數(shù)據(jù)代入得：PMqnq=bmvmmin22.4Pn1g_12.881x180 x39568x0.95-22.4x101.3x0.9545二40239.85kg/h實(shí)際循環(huán)油量可取q的1.51.6倍:mminq二1.6q二1.6x40239.85mmmin二64383.76kg/h為了方便操作，同時(shí)提高粗苯的回收率，可使洗油量略大一些，則實(shí)際循環(huán)油量取q二65000kg/hm5.5計(jì)算依據(jù)如下：其組分質(zhì)量含量:組成苯(B)甲苯(T)二甲苯(X)溶劑油(S)含量()701857貧油中粗苯質(zhì)量含量取0.4%。貧油中粗苯組成質(zhì)量含量:組成苯(B)甲苯(T)二甲苯(X)溶劑油(

4、S)含量()2.5203047.5富油中萘(N)質(zhì)量含量5%,水(W)質(zhì)量含量1%。5.6進(jìn)入脫苯工序的富油量：(kg/h)富油量1466.43+6500650000.4%二66726.43富油中水量66726.431%二667.26富油中萘量66726.43x5%二3336.32洗油量65000-3336.32二61663.685.7富油組成：組分kg/hkmol/h苯1033.0013.24甲苯315.963.43二甲苯151.321.43溶劑油225.631.88萘3336.3226.07洗油61663.68342.58水667.2637.07合計(jì)67393.17425.70河南城建學(xué)院

5、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5.8進(jìn)入脫苯工序的富油被預(yù)熱到1250C后進(jìn)入脫水塔，在脫水塔頂壓力P=120Kpa。水的汽化率為90%,在此條件下計(jì)算脫水后各組分留在液相中的分率：p查圖1250C各組分的飽和蒸汽壓如下：（KPa）iPo=333.43;Po=162.68;Po=74.14;BTXPo=36.86;Po=6.86;Po=2.04;SNm以ppppppp分別代表苯，甲苯，二甲苯，溶劑油，萘，洗油和水留在B,T,X,S,N,M,W液相中的質(zhì)量含量（%）:經(jīng)分析和多次核算，先設(shè)p=0.760，代入公式計(jì)算余下各組分p值:BipTp-P0BBp-P0+(1-p)P0BB

6、BT0.760 x333.430.760 x333.43+(1-0.760)x162.68二0.866p-P0p二BBXp-P0+(1-p)P0BBBX0.760 x333.430.760 x333.43+(1-0.760)x74.14pSp-P0BBp-P0+(1-p)P0BBBS0.760 x333.430.9660.760 x333.43+(1-0.760)x36.86pNp-P0BBp-P0+(1-p)P0BBBN0.760 x333.430.760 x333.43+(1-0.760)x6.86二0.994p-P0p=BBmp-P0+(1-p)P0BBBm0760 x33343_099

7、80.760 x333.43+(1-0.760)x2.04進(jìn)入管式爐的各組分的數(shù)量：組分kg/hkmol/h苯785.0810.07甲苯273.622.97二甲苯141.331.33溶劑油217.961.82萘3316.3025.91洗油61540.35341.89水66.733.71合計(jì)66341.37387.70為了驗(yàn)算申值，必須將上式計(jì)算值，按下式求A值:BP工比M工G丄也MMii數(shù)據(jù)代入上式得:A二12(k387.70二1224.32425.7-0787.70A則按申=驗(yàn)算申，即:BA+PBB1224.32二0.7861224.爭(zhēng)2333.43P二0.786與假設(shè)p二0.760接近相符

8、合，證明假設(shè)p二0.760合適，上述計(jì)BBB算結(jié)果成立。5.9管式爐出口富油溫度180C,壓力122.66kPa,在此條件下,富油進(jìn)入脫苯塔閃蒸后與閃蒸前液相中各組分的比率計(jì)算如下：查180C122.66kPa時(shí)，各組分的飽和蒸氣壓得：（kPa）Po=1016.58;BPo=477.29;TPo=270.11;XPo=106.66;SPo=39.33;NPo=14.67;m經(jīng)分析和多次核算，先設(shè)申=0.85，B代入公式計(jì)算其余各組分申值:ip-P0Q二BBTp-P0+(1p)P0BBBT0.85X1016.58二0.9230.85X1016.58+(10.85)x477.29p-P0P二BBx

9、p-P0+(1p)P0BBBX0.85X1016.580.85x1016.58+(10.85)x270.11p-P0P二B一BSp-P0+(1p)P0BBBS0.85X1016.580.85X1016.58+(10.85)X106.66p-P0p二BBNp-P0+(1p)P0BBBN0.85X1016.580.85X1016.58+(10.85)x39.33p-P0p二BBmpP0+(1p)P0BBBm0.85X1016.580.85X1016.58+(10.85)X14.67閃蒸后留在液相中各組分的數(shù)量（包括進(jìn)入再生器的油量）如下：組分kg/hkmol/h苯667.328.56甲苯252.5

10、52.75二甲苯134.971.27溶劑油214.041.78萘3293.0925.73洗油60857.23338.10合計(jì)65419.20378.19為了驗(yàn)算申值，必須將上式計(jì)算值，按下式求A值:BP工丄A=MVGy申GiiMi數(shù)據(jù)代入上式得:A二378.19x122.66387.70-378.19二4877.90A則按申=驗(yàn)算申，即:BA+PBB4877.90二0.844877.01016.58P二0.786與假設(shè)p二0.760接近相符合，證明假設(shè)p二0.760合適，上述計(jì)BBB算結(jié)果成立。5.10在脫苯塔進(jìn)口處各組分的蒸發(fā)量（包括進(jìn)入再生器的蒸發(fā)量）如下：組分kg/h苯78.51甲苯13

11、.68二甲苯4.10溶劑油2.62萘13.27洗油622.08水66.73合計(jì)800.99河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 6熱量計(jì)算加熱面積的確定:在進(jìn)行一般工藝計(jì)算時(shí)，可采用已知的熱強(qiáng)度數(shù)據(jù)按下式確定所需要的加熱面積：F二Q式中Q單位時(shí)間內(nèi)爐管吸收的熱量，KJ/hb爐管的表面熱強(qiáng)度，輻射段單排管可取為84000105000KJ/(m2.h)；對(duì)流段可取為2100050000KJ/(m2.h)6.1管式爐供給富油的熱量Q：m從脫水塔來(lái)的富油帶入的熱量Q1洗油(包括萘)Q二64856.65x2.056x125二16668159.05KJ/H1粗苯q二1417.99x

12、2.150 x125二381084.81KJ/H2水q=66.73x4.258x125=35517.04KJ/H3式中2.056，2.150，4.258分別依次為1250C時(shí)，洗油、粗苯和水的比熱容，KJ/(kg-K)其中粗苯的比熱容C=1.604+0.004367T二2.150KJ/(kgoC)得出，洗油和水的比熱容查表得出。即：Q二q+q+q二17084760.90KJ/H11232）出管式爐18OoC的富油帶出的熱量Q2洗油（包括萘）q二64856.65x2.236x180二26103504.49KJ/h1粗苯q二1417.99x2.391x180二610274.54KJ/h2式中2.2

13、36,2.391分別依次為I8O0C時(shí),洗油和粗苯的比熱容，J/（kg-K）其中粗苯的比熱容C二1.604+0.004367t二2.391KJ/（kgoC）得出，洗油和水的比熱容查表得出。即：Q二q+q二26713779.03KJ/h2123）出管式爐粗苯蒸氣和油氣帶出的熱量Q3洗油蒸氣（包括萘蒸氣）q二635.35x565.2二359099.82KJ/h1粗苯蒸氣q二98.91x665.7二65844.39KJ/h2水蒸氣q二66.73x2834.5二189146.19KJ/h3式中565.2,665.7分別為洗油蒸氣和粗苯蒸氣的焓,KJ/Kg2834.50.12MPa,180oC時(shí)水蒸氣質(zhì)

14、量焓，KJ/Kg即：Q二q+q+q二614090.40KJ/h3123則管式爐供給富油的熱量Q:mQ=Q+Q-Q=43184449.53KJ/hm123管式爐供給蒸氣的熱量Q：V1）入管式爐對(duì)流段低壓蒸汽帶入熱量Q:蒸餾用直接蒸汽消耗量:G=1.5X1466.43=2199.65Kg/hQ=2747.8X2199.65=6044198.27KJ/h4式中2747.80.4MPa（表壓）飽和蒸汽質(zhì)量焓，KJ/Kg2）4OOoC過(guò)熱蒸氣帶出熱量Q:5Q=2199.65X3272=7197254.80KJ/h5式中32720.4MPa（表壓）過(guò)熱蒸汽質(zhì)量焓，KJ/Kg則管式爐供給蒸氣的熱量Q:VQ二

15、Q-Q二1153O56.53KJ/hV546.3管式爐加熱面積:1)取Q的95%由輻射段供給，5%由對(duì)流段供給，取輻射段熱強(qiáng)度為m105000KJ/(m2.h)，則輻射段爐管加熱面積為：Q43184449.53x95%F=15105000=390.72m22)取對(duì)流段熱強(qiáng)度為21000KJ/(m2.h)，則對(duì)流段爐管加熱面積為:Q1153056.53蒸汽部分：F=54.91m22521000富油部分：F3=543184449.53x5%21000=102.82m2對(duì)流段總加熱面積：F+F=157.73m2233）設(shè)管式爐熱效率為75%，煤氣熱值為17800KJ/m3，則煤氣消耗量為:“Q+Q4

16、3184449.53+1153056.53g0.75x178000.75x17800=3321.16m3/h河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7、主要設(shè)備工藝計(jì)算塔徑計(jì)算：煤氣處理量V=40000m3/h；在進(jìn)行鋼板網(wǎng)填料塔計(jì)算時(shí)，可采用下列數(shù)據(jù)：填料比表面積44m2/m3；油氣比1.62.0L/m3；空塔氣速0.8l.lm/s；煤氣所需填料面積0.60.7m2/（m3-h）1）在進(jìn)行填料計(jì)算時(shí)，可取空塔氣速0.81.1m/s，這里取1.0m/s,則塔徑：D二匹二4X40000二3.76m仆件3.14x1.0 x3600圓整塔徑取D=4.0m2）核算氣速:4Vu二一：兀

17、D24x400003.14x(4.0 x3600二0.88m/s塔高計(jì)算：經(jīng)分析取填料層高度Z二10m；封頭和裙座等輔助設(shè)備高度大約共取h=6m，則塔高為：H=Z+h=16m8輔助設(shè)備的選型和計(jì)算洗油再生器：1)構(gòu)造介紹：洗油再生器為鋼板制的直立圓筒，帶有錐形體底。中部設(shè)有帶再分布裝置的進(jìn)料管，下部設(shè)有殘?jiān)懦龉?。蒸汽法加熱富油脫苯的再生器下部設(shè)有加熱器，管式爐法加熱富油脫苯的再生器不設(shè)加熱器。為了降低洗油的蒸出溫度，再生器底部設(shè)有直接蒸汽管，通入脫苯蒸餾所需的絕大部分或部分蒸汽。在富油入口管下面設(shè)兩塊弓形隔板，以提高再生器內(nèi)洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面設(shè)三塊弓形隔板，以捕集油滴。2)富

18、油中各組分的蒸出率計(jì)算：進(jìn)入再生器的富油中各組分蒸出率按下式計(jì)算rii、nrli21-式中耳i組分的蒸出率i提餾段塔板層數(shù)ki組分的平衡常數(shù)，按下式計(jì)算:i式中Poi組分的飽和蒸氣壓，kPaiP再生器內(nèi)總壓力，kPal洗油和水蒸氣摩爾量之比，按下式計(jì)算:_GUMl=msGUM式中G，G洗油量和水蒸氣量，kg/hmsM，M洗油和水蒸氣的相對(duì)分子質(zhì)量分別為180和18ms再生器內(nèi)設(shè)5層多孔折流板，設(shè)其相當(dāng)于兩層泡罩塔板，即n=2洗油在再生器內(nèi)被加熱到200oC。該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽壓力分別為66.128Kpa和26.664Kpa。再生器出口油氣壓力為130.656KPa,則組分的平衡常數(shù)k為

19、:i-66.128-0.5061130.656洗油-26.664-0.2041130.656進(jìn)入再生器內(nèi)的油量G為脫水塔后富油量的1%,即663.4137kg/h,其中氣m相為8.0099kg/h，液相為655.4038kg/h。氣相包括洗油6.2208kg/h,萘0.1327kg/h,粗苯0.9891kg/h,水蒸氣0.6673kg/h。液相包括洗油608.5723kg/h,萘32.9309kg/h，粗苯12.6888kg/h。進(jìn)入再生器內(nèi)的水蒸氣量G=2199.65kg/hS液相油與水蒸氣摩爾量之比為：1-00298將上式各值代入式,得組分蒸出率為：0.029810.5061_-0.944

20、20.0298、0.5061丿洗油0.02980.2041_=0.87220.0298、0.2041丿河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 從再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體數(shù)量：洗油萘6.2208+608.5723X0.872=536.90kg/h0.1327+32.9309X0.944=31.22kg/h粗苯0.9891+12.6888=13.68kg/h水蒸氣0.6673+2199.65=2200.32kg/h從再生器排除殘?jiān)鼣?shù)量：洗油608.5723X(10.872)=77.90kg/h32.9309X(10.944)=1.84kg/h共計(jì)77.90+1.84=79.74kg

21、/h對(duì)每噸1800C前粗苯為:79.74x10001466.43二54.38kg8.2塔設(shè)備壁厚設(shè)計(jì)：1）筒體的設(shè)計(jì)壁厚:式中5d一圓筒設(shè)計(jì)厚度，mm一容器設(shè)計(jì)壓力，MpaD圓筒內(nèi)徑，mmitt設(shè)計(jì)溫度下筒體材料的許用應(yīng)力，Mpa0焊接接頭系數(shù)C腐蝕裕量，mm2依據(jù)上式，塔體材料選用16MnR，查p=O.llMpaD=4000mmb=170Mpa0=0.85C=1.0mm代入得:ci28=pDIc8ci十Cd21t0p2c0.1x14000十1.02x1700.50.11=2.52mm考慮到鋼板厚度負(fù)偏差C=0.22mm,圓整后，取圓筒名義厚度8=3.0mm1n2）用水壓試驗(yàn)進(jìn)行強(qiáng)度校核：水壓

22、試驗(yàn)時(shí)要求滿足的強(qiáng)度條件為：bT=呼20.9s0e代入數(shù)據(jù)：p=1.25pJ1=1.25x0.11xl=0.14MPaTL=8CC=30.221=1.78mmnl2則：2xl.78=4*(400一E=157.24MPa材料16MnR的屈服極限b=345MPa則：0.90b=0.9x0.8x345=248MPas即：0.90，因此水壓試驗(yàn)時(shí)滿足強(qiáng)度要求。Ts8.3封頭、人孔選用及設(shè)計(jì)：1）封頭設(shè)計(jì)：采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，雙面對(duì)接焊縫100%無(wú)損探傷0二1.0，則橢圓封頭壁厚：其中p=O.llMPa，D=4000mm，tt=170MPa，0=1.0，C=1.0mm,ci2代入得：o.1114000+

23、1.0d2X170X1.0-0.5X0.11=2.3mm考慮到鋼板厚度負(fù)偏差，取C=0.22mm，圓整后用8二3mm鋼板。1n2）人孔設(shè)計(jì)：壓力容器設(shè)備開(kāi)設(shè)人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。橢圓形人孔的短軸應(yīng)與受壓容器的筒身軸線平行，圓形人孔的直徑一般為400600mm，容器壓力不高或特殊需要時(shí)，直徑可以大一些，橢圓形人孔的最小尺寸為400mmX300mmo根據(jù)本次塔設(shè)備設(shè)計(jì)壓力為p=0.11MPa，即常壓操作設(shè)備，為了方便檢修、安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件，則人孔采用橢圓形人孔尺寸為500mmX400mmo河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）河南城建

24、學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5l95l99穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算圓筒的應(yīng)力計(jì)算：由塔設(shè)備由內(nèi)壓或外壓引起的軸向應(yīng)力：pDC=+c_i45ei式中b由內(nèi)壓或外壓引起的軸向應(yīng)力，MPalp計(jì)算壓力，MPacD筒體直徑，mmi5i-i截面處筒體有效壁厚，mmei由p二O.llMPaD二4000mm5二3mm代入上式得:ciei,pD,O.llx4000廠b=ci=36.67MPa454x3ei塔設(shè)備的質(zhì)量載荷：設(shè)備操作時(shí)的質(zhì)量:M=m+m+m+m+m+m+ml2345ae式中m塔體和裙座質(zhì)量，kglm內(nèi)件質(zhì)量，kg2m保溫材料質(zhì)量，kg3m平臺(tái)、扶梯質(zhì)量，kg4m操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量，kgm人孔、接管、法蘭等附件質(zhì)量，kgam偏心質(zhì)量，kg河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 以上質(zhì)量估算取m二1800kgm二160kgm二200kgm二180kg1234m二67000kgm二600kgm二300kg5ae代入數(shù)據(jù)得：M二m+m+m+m+m+m+m12345ae二180416020048067000b6