萬噸年苯-甲苯連續(xù)精餾裝置工藝設(shè)計(jì)行業(yè)資料化學(xué)工業(yè)

...............................結(jié)與對本設(shè)計(jì)的評述通過查資料與多次的修改，這次化工原理課程設(shè)0+0.9+14.55=17.45mD=1.0m故塔體截面積.227=3.7123四...............................結(jié)與對本設(shè)計(jì)的評述通過查資料與多次的修改，這次化工原理課程設(shè)0+0.9+14.55=17.45mD=1.0m故塔體截面積.227=3.7123四.熱平衡確定熱換器4.1.塔頂全凝器 成績班級化工班完成日期2012-1-4指導(dǎo)教師.0+0.9+14.55=17.45mD=1.0m故塔體截面積=0.035m液柱0+0.9+14.55=17.45mD=1.0m故塔體截面積=0.035m液柱p則單板壓降△hg0.071*803.337C求比熱和傳熱的熱量查手冊得69.25℃的苯與甲苯的比熱并，而液相混合物在精餾塔中下降。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書.=0.035m液柱p則單板壓降△=0.035m液柱p則單板壓降△hg0.071*803.33s-Ls圖可知，由L0.0051m3/s，得V0.843m3他回流比R、R的h為0.068m和0.075m，同樣也設(shè)計(jì)合2573.1/4.034.89m/sV5.34*u2/(2*2.4設(shè)計(jì)方案2.4設(shè)計(jì)方案2.1處理量確定2.2設(shè)計(jì)題目與進(jìn)程三、精餾塔設(shè)計(jì)3.1工藝條件的確定3.2精餾塔物料恒算3.3塔板數(shù)計(jì)算3.4有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算(以精餾段R13.5精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算3.5.4.2塔底空間HB3.6.F1型浮閥塔板設(shè)計(jì)*9.81559.53Pa＜700Pa故設(shè)計(jì)合理。同理算出其*9.81559.53Pa＜700Pa故設(shè)計(jì)合理。同理算出其小時(shí))；塔體報(bào)價(jià)5000元/(立方米塔)；塔板報(bào)價(jià)3000元蒸汽溫度：T:320℃→164.97℃錯(cuò)流傳熱t(yī)(320855DW3545-25=20℃200.8KJ/KgIL96.2114.4塔釜產(chǎn)品冷卻器五、經(jīng)濟(jì)估算六、精餾塔附件與其重量計(jì)算6.4精餾塔重量計(jì)算七．設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表八.個(gè)人總結(jié)與對本設(shè)計(jì)的評述................................7℃t:210.3℃50℃故t210.350111.59Cx=D/2-(Wd+Ws)=0.5-(0.124+0.06)：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)十、附圖...............................7℃t:210.3℃50℃故t210.350111.59Cx=D/2-(Wd+Ws)=0.5-(0.124+0.06)：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)本次設(shè)計(jì)為倆周，安排如下：表2-1.進(jìn)程表找數(shù)據(jù)與上課找數(shù)據(jù)與上課第一周的周一、二全部設(shè)計(jì)計(jì)算畫圖第一周的周三到周日第二周的周一到周四寫說明書剩余時(shí)間板、泡罩塔板等。1866.1=1873.03J/Kg.℃,AB故Q=Q+Q=。故取t’=50mm=0.050m，按t=75mm，t’0m5=0.1665m取φ=0.5又已選定H=0.45m，h=00.785=0.0023*300/0.785=0.88m取塔1866.1=1873.03J/Kg.℃,AB故Q=Q+Q=。故取t’=50mm=0.050m，按t=75mm，t’0m5=0.1665m取φ=0.5又已選定H=0.45m，h=00.785=0.0023*300/0.785=0.88m取塔工藝流程如下：進(jìn)入儲(chǔ)罐）流程的說明本方案主要是采用浮閥塔，苯和甲苯的原料混合物進(jìn)入原料程，而進(jìn)料口不斷有新鮮原料的加入。最終，完成苯與甲苯的分離。本次設(shè)計(jì)的要求是先算出最小回流比，然后隨意選三個(gè)系數(shù)得到三個(gè)回流比，最后比較那個(gè)最好，而不是找出最佳的回流比。三、精餾塔設(shè)計(jì)苯與甲苯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表3-1相平衡數(shù)據(jù)PO/KpaBaxy00PO/KpA表3-2苯與甲苯的物理性質(zhì)項(xiàng)目項(xiàng)目苯分子式CHCH-----CH相對分子量組分ABC67+(1-0.590)×21.14=20.86mN/m則精用選一臺(tái)立式熱虹吸式再沸器，DN=400mm,熱換面積為110.397）223.98L21.17L2/30.1730S液物料衡算67+(1-0.590)×21.14=20.86mN/m則精用選一臺(tái)立式熱虹吸式再沸器，DN=400mm,熱換面積為110.397）223.98L21.17L2/30.1730S液物料衡算D+W=6150（1）易揮發(fā)組分物料衡算0.98D+DwABDminB苯表3-4苯與甲苯的液相密度L,苯表3-5液體的表面張力苯甲苯表3-6液體的黏度DWF最底操作壓力：取回流罐物料的溫度為45℃，查手冊得PO=29.33Kpa，摩爾分?jǐn)?shù)原料液與塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾量DDADB頂溫度t=80.4℃時(shí),查苯-甲苯表面張力于下表：表3-10噸,原料預(yù)熱器一年用的量為頂溫度t=80.4℃時(shí),查苯-甲苯表面張力于下表：表3-10噸,原料預(yù)熱器一年用的量為18400噸，單價(jià)為250元/噸，作費(fèi)用計(jì)量：料液輸送3元/(噸/小時(shí))，冷卻水16元/(噸/X編《石油化工工藝計(jì)算圖表》，烴加工，198minT質(zhì)量物料恒算與負(fù)荷計(jì)算與其結(jié)果表質(zhì)量物料恒算與負(fù)荷計(jì)算與其結(jié)果表總物料衡算D+W=6150（1）易揮發(fā)組分物料衡算0.98D+0.01W=0.55×6150（2）表3-8物料恒算表物料物料FDW做X-Y曲線求R作出Q線與平衡TTR=1.9R=3時(shí),求平均塔效率求平均塔效率EXX際塔板數(shù)mLABAmA苯A甲苯mT精提..48+47500000+103000000=1.47*10下表表3-13Vs和Ls值表塔徑的計(jì)算以=1.9為例TLTL別是浮閥塔和篩板塔的各自優(yōu)點(diǎn)，從這次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，我更深入，查手冊得μ=0.306mPa.S,μ=0.310mPasμ精餾段實(shí)際塔板數(shù)N=8.48+47500000+103000000=1.47*10下表表3-13Vs和Ls值表塔徑的計(jì)算以=1.9為例TLTL別是浮閥塔和篩板塔的各自優(yōu)點(diǎn)，從這次課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，我更深入，查手冊得μ=0.306mPa.S,μ=0.310mPasμ精餾段實(shí)際塔板數(shù)N=8，提餾段實(shí)際塔板數(shù)N=7，全塔實(shí)際塔板數(shù)N=21aLmDLmF23Vm1表3-9壓力表RR進(jìn)料板壓力/KPa精餾段平均壓力/KPaR1R2R3塔頂氣相平均摩爾分子量MVmD=y1MA+(1-y1)MB塔頂液相平均摩爾分子量MLmD=x1MA+(1-x1)MB進(jìn)料板氣相平均摩爾分子量MVmF=yFMA+(1-yF)MB進(jìn)料板液相平均摩爾分子量MLmF=xFMA+(1-xF)MB精餾段氣相平均摩爾分子量VmVmDVmF精餾段液相平均摩爾分子量MLm(MM)/281.17Kg/KmolA.氣相平均密度=Pm*Mm/RTm=154.5*78.35/(8.314*(88.08+273.15))=4.03Kg/m3Vm同理計(jì)算出其他回流比R和R的分別為：4.02Kg/Kmol和4.01Kg/KmolB.液相的平均密度：表3-10塔頂苯-甲苯表面張力組分表面張力\mN/m.in精餾段實(shí)際塔板數(shù)N=10，提餾段實(shí)際塔板數(shù)N=8，全塔實(shí)才主編《化工單元過程與設(shè)備課程教材》，化學(xué)工業(yè)，2005.1餾段平均表面張力為：σm，精=（σm，頂+σm，進(jìn)）/2=2三：流體阻力小：流體通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，ABL頂in精餾段實(shí)際塔板數(shù)N=10，提餾段實(shí)際塔板數(shù)N=8，全塔實(shí)才主編《化工單元過程與設(shè)備課程教材》，化學(xué)工業(yè)，2005.1餾段平均表面張力為：σm，精=（σm，頂+σm，進(jìn)）/2=2三：流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，ABL頂組分表面張力\mN/m.5液體的平均粘度BL進(jìn)RRR1R2R3LVLV表3-13質(zhì)量負(fù)荷RRR1R2R3LVLVVmVm...............................：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)為10分鐘，罐的填充系數(shù)L取0.7，故容積Vq/()2.13分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱..............................：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)為10分鐘，罐的填充系數(shù)L取0.7，故容積Vq/()2.13分進(jìn)入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進(jìn)入再沸器，在再沸器中被加熱LVhh1LmLm同理得R2和R3,總的結(jié)果如下表表3-13Vs和Ls值表RRR1R2R3那么H-h=0.38mTLTL20Lmax按標(biāo)準(zhǔn)圓整后取D=1.0m塔截面積AD2/43.14*12/40.785m2TT表3-14塔徑與其有關(guān)數(shù)據(jù)表)123max)uRCCRRRT精餾塔有效高度的計(jì)算以R=1.9為例除人孔板層后表3-15塔有效高度與人孔表RRR1R2R3Z/mZ/m人孔數(shù)554塔有效高度Z/m精DDT假定塔底空間依儲(chǔ)存液量停留5分鐘，那么塔底液高.，231過熱蒸汽的用量費(fèi)用因?yàn)橐荒暝俜衅鞯挠昧縌=22900..............................0.397）223.98L21.17L2/30.1730S液)(164.9735)ln320851649735189.9BBmin故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚25mm，231過熱蒸汽的用量費(fèi)用因?yàn)橐荒暝俜衅鞯挠昧縌=22900..............................0.397）223.98L21.17L2/30.1730S液)(164.9735)ln320851649735189.9BBmin故按標(biāo)準(zhǔn)，取壁厚25mmwowwLowL可見，三個(gè)回流比的H都可取2米。(81.0*15)mm23mm表3-16塔頂、塔底和壁厚表RRR1R2R3塔頂空間D塔底液高h(yuǎn)/m塔底空間22B塔體壁厚/mmH/mH/m(/)1/2L/V(803.33/4.03)1/2*0.00/h=0.023kmol/sV=(R+1)D=2.9*43..974*78.11+0.026*92.13=78.47Kgm選用一臺(tái)固定管板式換熱器/T4715-92，DN=219m(/)1/2L/V(803.33/4.03)1/2*0.00/h=0.023kmol/sV=(R+1)D=2.9*43..974*78.11+0.026*92.13=78.47Kgm選用一臺(tái)固定管板式換熱器/T4715-92，DN=219m124故=0.0721*0.785=0.0566m2,Wd=N=76重新核算孔速與閥孔動(dòng)能因數(shù)。124故=0.0721*0.785=0.0566m2,Wd=N=76重新核算孔速與閥孔動(dòng)能因數(shù)。uVs/(/40.039塔板上的浮閥數(shù)N：N取邊緣區(qū)域?qū)挾萕c=0.06mV/(/4流比，最后比較那個(gè)最好，而不是找出最佳的回流比。三、精餾塔設(shè)選用單溢流方形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰，各項(xiàng)計(jì)算如下：驗(yàn)算液體在降液管中的停留時(shí)間：故降液管尺寸可用。oh0w0ho表3-17溢流裝置參數(shù)表RRR1R2R3堰上液層高度h0/mhw/m降液管寬度W/m降液管的面積/m2停留時(shí)間底隙高度ho/md.頂液相平均摩爾分子量MLmD=x1MA+(1-x1)MB=00變化不大00仍在9~12范圍內(nèi)。塔板開孔率=u/u0=0.2.℃，AQBKtm0.90591061000111598.才主編《化工單元過程與設(shè)備課程教材》，化學(xué)工業(yè)，2005.1頂液相平均摩爾分子量MLmD=x1MA+(1-x1)MB=00變化不大00仍在9~12范圍內(nèi)。塔板開孔率=u/u0=0.2.℃，AQBKtm0.90591061000111598.才主編《化工單元過程與設(shè)備課程教材》，化學(xué)工業(yè)，2005.10c0ChhC.液體表面張力所造成的阻力h：此阻力很小，可以忽略不計(jì)。000V每一層塔板上的浮閥數(shù)N：N取邊緣區(qū)域?qū)挾萕c=0.06mWs=0.06mxRR=D/2-W==0.5-0.06=0.44m一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用51.5mm，而應(yīng)小于此值。個(gè).按N=76重新核算孔速與閥孔動(dòng)能因數(shù)。000同理，得出其他回流比總結(jié)果如下表：表3-18塔板參數(shù)表RRR1R2R355初算數(shù)NAa/m2277R/mX/m初算最后最后確定N最后F0開孔率/%.1氣相通過浮閥塔板的壓強(qiáng)降：HphA.干板阻力:uhCVV0Lp.閥有盤式、條式等多種，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為F－1型（m,換熱面積A=3.7m2,管束N=1,管數(shù)n=33，且準(zhǔn)備5.1（3）賈紹義、柴成敬主編的《化工原理課程設(shè)計(jì)》，XX大.2傳熱面積A計(jì)算因?qū)儆谝骸麄鳠?，故可取K=1000w/md0pL閥有盤式、條式等多種，國內(nèi)多用盤式浮閥，此型又分為F－1型（m,換熱面積A=3.7m2,管束N=1,管數(shù)n=33，且準(zhǔn)備5.1（3）賈紹義、柴成敬主編的《化工原理課程設(shè)計(jì)》，XX大.2傳熱面積A計(jì)算因?qū)儆谝骸麄鳠?，故可取K=1000w/md0pLTwV同理算出其他回流比R、R的h為0.068m和0.075m，同樣也設(shè)計(jì)合理。dTwdTw其中HB.液體通過降液管的壓頭損失，因不設(shè)進(jìn)口堰，故LTwTwdTwdTw''vm精sLm精vm精KCAFb1000-----a式板上液體流經(jīng)長度ZL=D-2C=0.128F試泛點(diǎn)率=..48+47500000+103000000=1.47*10.847),(0.010,0.587),在Vs-Ls圖中作出B可得Pmin=29.00Kpa.取摩爾分?jǐn)?shù)fDwFFAFB在減壓操作是時(shí)，易于達(dá)到所要求的真空度。四：有一定的操作彈性1u2L .48+47500000+103000000=1.47*10.847),(0.010,0.587),在Vs-Ls圖中作出B可得Pmin=29.00Kpa.取摩爾分?jǐn)?shù)fDwFFAFB在減壓操作是時(shí)，易于達(dá)到所要求的真空度。四：有一定的操作彈性1u2L SSv依前可知h=h+h+hH=h+h+hTwphLTwVFTLVRRR1R2R3Z/mA/m2a式泛點(diǎn)率/%B式泛點(diǎn)率/%bL以R為例.依據(jù)泛點(diǎn)率vmvm精Lm精vm精sKCA000FbsdTwdTwLdσLw0、及均為定值，且uL00w SSSS0S.件與校核，回流比比較計(jì)算確定最優(yōu)方案，最優(yōu)方案的F1重型浮閥小時(shí))，熱載體(柴油)160元/(噸/小時(shí))；固定資產(chǎn)計(jì)量：蒸汽溫度：T:320℃→164.97℃錯(cuò)流傳熱t(yī)(32085液泛線（2），同理得出其他回流比R和R得液泛線如下：0.06WV件與校核，回流比比較計(jì)算確定最優(yōu)方案，最優(yōu)方案的F1重型浮閥小時(shí))，熱載體(柴油)160元/(噸/小時(shí))；固定資產(chǎn)計(jì)量：蒸汽溫度：T:320℃→164.97℃錯(cuò)流傳熱t(yī)(32085液泛線（2），同理得出其他回流比R和R得液泛線如下：0.06WV對于F1型重閥，依據(jù)F0u0V又知VSmin則VSmin/4d2Nud2N523SminSminV1SmaxSmax1C1塔頂塔底同理得出其他回流比R和R得液體負(fù)荷上限線如下：SmaxSmax5計(jì)算，則u5/0作氣相負(fù)荷下限線（4）V0.472m3/sowSminl3600同理得出其他回流比R和R漏夜線如下：ccD塔頂塔頂從氣相變?yōu)橐合?，溫度不變?：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)依設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，處理量為:1500+31*150=6150,選用倆臺(tái)并聯(lián)使用，再準(zhǔn)備倆臺(tái)備用。選用U型管式換熱器，/T0.01W=0.55×6150（2）聯(lián)立（1）、（2）解得：C2塔頂故總的負(fù)荷QQCC1：當(dāng)氣液相流率有一定波動(dòng)時(shí)，兩相均能維持正常的流動(dòng)，而且不會(huì)依設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，處理量為:1500+31*150=6150,選用倆臺(tái)并聯(lián)使用，再準(zhǔn)備倆臺(tái)備用。選用U型管式換熱器，/T0.01W=0.55×6150（2）聯(lián)立（1）、（2）解得：C2塔頂故總的負(fù)荷QQCC1m總DC2和的QC如下：表4-1熱負(fù)荷表RRR1R2R3QC1/KJ/SQC2/KJ/SQC/KJ/S傳熱面積A依以上可知tT←21p水C故一年的用水量m表4-2循環(huán)水的用量表RRR1R2R3m/總.5=0.1665m取φ=0.5又已選定H=0.45m，h=0臺(tái)備用。4.2.塔底再沸器熱負(fù)荷Q以QFIBFIIII1秒質(zhì),故把數(shù)據(jù)代人求得m=5.02kg故一年的用水量mm3600物料衡算D+W=6150（1）易揮發(fā)組分物料衡算0.98D+qVF5=0.1665m取φ=0.5又已選定H=0.45m，h=0臺(tái)備用。4.2.塔底再沸器熱負(fù)荷Q以QFIBFIIII1秒質(zhì),故把數(shù)據(jù)代人求得m=5.02kg故一年的用水量mm3600物料衡算D+W=6150（1）易揮發(fā)組分物料衡算0.98D+qVFwm23B總B熱負(fù)荷Q以BQFIBFCDWFWDVLBB23BBB23BBB傳熱面積A故.2傳熱面積A計(jì)算AQB同理可得出其他回流比R和R的A分別如下:10.67m2和11.89m2B總BB總B同理得出其他回流比R和R的過熱蒸汽一年的用量Q分別如下：三：流體阻力小：流體通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，66/5.71=11.56%同理，得出其他回流比總結(jié)果如下表、附圖...........................度789.97Kg/m3體積流量Q=Q/789.97=6.0mmP三：流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，66/5.71=11.56%同理，得出其他回流比總結(jié)果如下表、附圖...........................度789.97Kg/m3體積流量Q=Q/789.97=6.0mmPF2tln32085故LW109.7W453W109.7W45傳熱面積和過熱蒸汽的用量計(jì)算1熱蒸汽每秒的用量Q=Q/(3100.9-2768.5)=0.71Kg1選用一臺(tái)固定管板式換熱器/T4715-92，DN=219mm,換熱面積A=3.7m2,管mtmW45DW3545-25=20℃A35.Kg/h,6150*7200=4.428萬噸/年2.2設(shè)計(jì)題用量表換熱器選用選用U型管式換熱器，/T4717-92，DN底產(chǎn)品的平均摩爾量.....................h，VVh802.15kg/m3設(shè)冷凝液在回流罐中的停留時(shí)間P=PTTKg/h,6150*7200=4.428萬噸/年2.2設(shè)計(jì)題用量表換熱器選用選用U型管式換熱器，/T4717-92，DN底產(chǎn)品的平均摩爾量.....................h，VVh802.15kg/m3設(shè)冷凝液在回流罐中的停留時(shí)間P=PTT45354535m選用一臺(tái)固定管板式換熱器/T4715-92，DN=219mm,換熱面積A=3.7m2,管除倆端得封頭外，塔體的高度h=HB+HD+Z=2.0+0.9+14.55=17.45mD=1.0m查得封頭的面積A=2*1.2096=2.0592m2故總面積A=33.5992m2塔板面積A=A*塔板數(shù)=0.785*32=25.12m2同理得出其他回流比R2和R3的主要塔設(shè)備費(fèi)用如下表：表4-3設(shè)備費(fèi)用表RR塔體高度h/m傳熱面積A/m22固定資產(chǎn)折舊費(fèi)用1112233.同樣取K=1000w/m2.℃故AQKtm2.3441105故精餾塔的有效高度為Z=6.3+5.85+0.8*3=14.2和11.89m2過熱蒸汽的用量過熱蒸汽經(jīng)過以下過程：從325)mm23mm同理可得出其他回流比的值，總結(jié)果如下表：表31位置，故這次回流比選R進(jìn)行設(shè)計(jì)0.066m同樣取K=1000w/m2.℃故AQKtm2.3441105故精餾塔的有效高度為Z=6.3+5.85+0.8*3=14.2和11.89m2過熱蒸汽的用量過熱蒸汽經(jīng)過以下過程：從325)mm23mm同理可得出其他回流比的值，總結(jié)果如下表：表31位置，故這次回流比選R進(jìn)行設(shè)計(jì)0.066m設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用的總費(fèi)用p1VVh802.15kg/m3設(shè)冷凝液在回流罐中的停留時(shí)間為10分鐘，罐的填充系數(shù)LVVhLF依據(jù)管材規(guī)格，應(yīng)該取893管材，那么實(shí)際流速