丙烯分餾工段設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

沈陽(yáng)化工學(xué)院 本科畢業(yè)論文 題 目 3 5萬(wàn)噸 年丙稀分離 工段工藝設(shè)計(jì) 院 系 化學(xué)工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班 級(jí) 2005 08班 學(xué)生姓名 吳 俠 指導(dǎo)老師 范天博 論文提交日期 2009年6月21日 論文答辯日期 2009年6月29日 沈 陽(yáng) 化 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 答 辯成績(jī)?cè)u(píng)定 沈陽(yáng)化工學(xué)院化學(xué)工程 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 答辯 委員會(huì)于2009年 6 月 日審查了 化學(xué)工程與工藝 專(zhuān)業(yè) 學(xué)生 吳俠 的設(shè)計(jì) 論文 設(shè)計(jì)題目 3 5 萬(wàn)噸丙稀分離 工段工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)專(zhuān)題 3 5 萬(wàn)噸丙稀精餾塔的工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)共 81 頁(yè) 設(shè)計(jì)圖紙 3 張 指導(dǎo)教師 范天博 評(píng) 閱 人 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 答辯委員會(huì)意見(jiàn) 成績(jī) 學(xué)院答辯委員會(huì) 主任委員 簽字 年 月 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書(shū) 化學(xué)工程學(xué)院院 系 化學(xué)工程與工藝 專(zhuān)業(yè)2005 08班 學(xué)生 吳俠 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目 3 5萬(wàn)噸 年丙稀分離 工段工藝設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 內(nèi)容 1 丙烯分離工藝計(jì)算 2 Aspen Plus 軟件優(yōu)化 3 塔設(shè)備參數(shù)計(jì)算 4換熱工藝流程的確定 指導(dǎo)老師 簽字 2009年 月 日 教研室主任 簽字 2009年 月 日 院長(zhǎng) 系主任 簽字 2009年 月 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 內(nèi)容摘要內(nèi)容摘要 丙烯是石油化工的基本原料之一 在原油加工中占有重要作用 由裂解氣凈化與分離工段的丙烯精餾塔分離出的丙烯除了用于生產(chǎn) 聚丙烯外 還大量地作為生產(chǎn)丙烯腈 丁醇 辛醇 環(huán)氧丙烷 異 丙醇等產(chǎn)品的主要原料 為了更好的提高生產(chǎn)能力 本著投資少 能耗低 效益高的想法 本文對(duì)年產(chǎn) 33 5 萬(wàn)噸丙烯精餾塔進(jìn)行了設(shè) 計(jì) 本設(shè)計(jì)首先采用簡(jiǎn)捷法初步算出了理論塔板數(shù) 利用恩特伍德 公式確定最小回流比 然后以簡(jiǎn)捷法的計(jì)算結(jié)果作為初值 應(yīng)用 Aspen Plus 軟件對(duì)丙烯精餾塔操作進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)模擬 并以經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 為目標(biāo)函數(shù) 對(duì)操作條件進(jìn)行了優(yōu)化 得出了塔頂丙烯收率為 99 6 的 最佳塔板數(shù) 回流比以及進(jìn)料位置 murphree 設(shè)板效率為 60 最 后以?xún)?yōu)化后的精餾塔結(jié)果為基礎(chǔ) 確定了該塔的設(shè)備參數(shù) 塔徑 熱負(fù)荷 從而設(shè)計(jì)了塔底再沸器 塔頂冷凝器 流程簡(jiǎn)單 投資和 操作費(fèi)用較省 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 丙烯 精餾塔 Aspen Plus 優(yōu)化 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 Abstract Propylene is one of raw materials for Petrochemical industry it occupies an important place in the processing of crude oil Rectifying column purified and seprated pyrolysis gas to get propylene that largely uses to product principal raw material of the acrylonitrile butyl alcohol octyl alcohol propylene epoxide and isopropanol In order to improve production capacity with low investment and power high benifit this papers design a rectifying column that annually products 35 thousand ton propylene Fristly using shortcut method figures out theoretical plate number and Underwood equation to confirm minimum reflux ratio then using them as initial value are applied to ASPEN PLUS to carry out steady state simulation and using economic indicators as objective function to optimize under the operational condition and get 99 6 yield of propylene in top column the best number of plate reflux ratio and optimum feed location supposed the plate efficiency is 60 Finally based on the results optimized confirms plant parameter such as tower diameter thermal load and then design the reboiler and ondenser with simple process less investment and operating cost Keywords propylene distillation column Aspen Plus optimizaion 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 目錄 第一章 緒論 2 1 1 丙烯 2 1 1 1 丙烯的性質(zhì)及應(yīng)用 2 1 1 2 丙烯的生產(chǎn)工藝 2 1 2 丙烯工業(yè)的現(xiàn)狀和前景 3 1 3 丙烯的生產(chǎn)工藝介紹及工藝流程的選擇 4 1 3 1 裂解氣的凈化與分離 4 1 3 2 工藝流程的選擇及分離流程的確定 5 1 4 本次工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述 6 第二章 物料衡算 8 第三章 主體設(shè)備丙烯塔工藝計(jì)算 10 3 1 原始數(shù)據(jù) 10 3 2 物料衡算 10 3 3 丙烯精餾塔塔頂及塔底及進(jìn)料溫度的確定 11 3 4 最小回流比 RMIN和塔板數(shù)粗算 12 3 4 1 最小回流比 Rmin 12 3 4 2 簡(jiǎn)捷法求取精餾塔塔板數(shù) 13 3 5 結(jié)論 14 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 第四章丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 15 4 1 模擬過(guò)程及計(jì)算結(jié)果 15 4 2 結(jié)論 27 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 28 5 1 浮閥塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 28 5 1 1 精餾段 28 5 1 1 1 塔板工藝尺寸計(jì)算 28 5 1 1 2 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 31 5 1 1 3 塔板負(fù)荷性能圖 34 5 1 2 提餾段 37 5 1 2 1 塔板工藝尺寸計(jì)算 37 5 1 2 2 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 40 5 1 3 塔高 Z 45 5 1 4 塔頂冷凝器 46 5 1 4 1 試算和初選換熱器規(guī)格 46 5 1 4 2 核算總傳熱系數(shù) 47 5 1 5 塔底再沸器 50 5 1 5 1 試算和初選換熱器規(guī)格 50 5 1 5 2 核算總傳熱系數(shù) 51 5 2 主要設(shè)備選型 53 5 2 1 接管 53 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄 5 2 2 筒體壁厚 55 5 2 3 封頭 55 5 2 4 裙座 55 5 2 5 塔盤(pán)結(jié)構(gòu) 56 5 2 6 塔主體 56 5 2 7 除沫器 56 5 3 工藝設(shè)計(jì)結(jié)果表 57 第六章結(jié)論 59 結(jié)果與討論 59 結(jié)語(yǔ) 60 附 錄 65 致謝 81 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章第一章 緒論緒論 1 11 1 丙烯 丙烯 1 1 11 1 1 丙烯的丙烯的 性質(zhì)及應(yīng)用性質(zhì)及應(yīng)用 丙烯 分子式 C3H6 分子量 42 081 是一種無(wú)色略帶甜味的易燃?xì)怏w 沸 點(diǎn) 47 7 熔點(diǎn) 185 25 常溫下的密度是空氣的 1 46 倍 臨界溫度 91 8 臨界壓力 4 62MPa 1 丙烯是石油化工的基本原料之一 丙烯聚合可得到聚丙 烯樹(shù)脂 重要的化工原料丙烯腈 環(huán)氧丙烷 異丙醇 異丙苯 氯丙烯 丙烯 醛和正 異丁醛等生產(chǎn)均以丙烯為主要原料 丙烯本身可作為燃料 還可疊合 制成高辛烷值汽油 1 1 1 21 1 2 丙烯的生產(chǎn)工藝 丙烯的生產(chǎn)工藝 丙烯由于化學(xué)性質(zhì)活潑 不能存在于自然界中 只能以天然氣或石油為原 料 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)得到 以下是幾種生產(chǎn)丙烯的工藝 烴類(lèi)裂解 烴類(lèi)裂解 以乙烷 丙烷 輕石油腦 石油腦 輕柴油或重柴油為原料 在 800 900 高溫下裂解 在很短的時(shí)間內(nèi) 如在管式裂解爐中停留的時(shí)間僅為零點(diǎn)幾秒 碳鏈經(jīng)歷了斷鏈 脫氫等一次反應(yīng) 和幾乎同時(shí)發(fā)生的一次反應(yīng)產(chǎn)物的進(jìn)一步 脫氫 疊合 縮合等復(fù)雜反應(yīng) 得到了含有乙烯 丙烯 丁二烯 異戊二烯 環(huán)戊二烯等重要的化工基本原料的裂解氣和含有苯 甲苯 二甲苯的液體產(chǎn)物 裂解氣中丙烯的含量與裂解原料和操作條件有關(guān) 乙烷裂解得的裂解氣中丙烯 僅占 3 左右 其余裂解氣中丙烯含量在 12 20 煉廠氣回收 煉廠氣回收 煉油廠的催化裂化 熱裂化和石油焦化等過(guò)程副產(chǎn)的煉廠氣中含有一定量 的丙烯 是丙烯的一個(gè)重要的來(lái)源 一般催化裂化氣中丙烯含量達(dá) 20 左右 熱裂解氣中則為 15 左右 石油焦氣中僅為 5 左右 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 烯烴易位轉(zhuǎn)化 烯烴易位轉(zhuǎn)化 烯烴易位轉(zhuǎn)化通過(guò)過(guò)渡金屬化合物催化劑使乙烯和丁烯生產(chǎn)丙烯 反應(yīng)改 變 C C 雙鍵 在室溫或接近室溫下 甚至在含水介質(zhì)存在下 可從起始物料形成 新的 C C 雙鍵 因?yàn)橄N易位轉(zhuǎn)化為可逆反應(yīng) 丙烯可從乙烯和丁烯 1 生成 丙烷脫氫 丙烷脫氫 該法是高吸熱過(guò)程 應(yīng)用丙烷催化脫氫制丙烯 高溫和低壓有利于平衡狀 態(tài) 下有較高的烯烴濃度 由甲醇制丙烯 由甲醇制丙烯 首先 甲醇在催化劑的作用下轉(zhuǎn)換成二甲醇 未反應(yīng)的甲醇與水蒸氣的混 合 物 然后這種混合物在一個(gè)固定床反應(yīng)器 FBR 內(nèi)反應(yīng)生產(chǎn)丙烯 這個(gè)反應(yīng) 器內(nèi)的溫度為 420 490 壓力為 130 160kPa 催化劑使用沸石催化劑 反應(yīng) 收率為 70 未反應(yīng)的原料可以經(jīng)一循環(huán)泵輸送至反應(yīng)器入口處 1 1 21 2 丙烯工業(yè)的現(xiàn)狀和前景丙烯工業(yè)的現(xiàn)狀和前景 根據(jù)化學(xué)品銷(xiāo)售聯(lián)合公司 CMAI 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果 2003 年全球丙烯產(chǎn)量達(dá)到 5280 萬(wàn)噸 年 價(jià)值 170 億美元 丙烯生產(chǎn)和消費(fèi)大多集中在北美 西歐和日本 占世界總能力的 60 需求的 70 生產(chǎn)的丙烯中 58 用于生產(chǎn)聚丙烯 10 用于生產(chǎn)丙烯晴 8 用于生產(chǎn)羥基合成醇 7 用于生產(chǎn)環(huán)氧丙烷 6 用于生 產(chǎn)異丙苯 其他用途占 11 1991 2003 年 世界 GDP 的年均增長(zhǎng)速度是 2 5 丙烯的增長(zhǎng)速度是 5 8 今后十年 丙烯需求將以年率 4 7 速度增長(zhǎng) 至 2010 年需求量將近翻番 將超過(guò) 9100 萬(wàn)噸 煉油廠 易位轉(zhuǎn)化和丙烷脫氫裝 置將使丙烯生產(chǎn)能力有所增長(zhǎng) 但大多數(shù)新增能力將來(lái)自現(xiàn)有丙烯裝置的擴(kuò)建 和新建 未來(lái)世界丙烯工業(yè)估計(jì)會(huì)面臨資源短缺 供應(yīng)不能滿足需求增長(zhǎng)的問(wèn) 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 3 題 應(yīng)該引起高度重視 2 1 31 3 丙烯的生產(chǎn)工藝介紹及工藝流程的選擇丙烯的生產(chǎn)工藝介紹及工藝流程的選擇 1 3 11 3 1 裂解氣的凈化與分離裂解氣的凈化與分離 烴類(lèi)經(jīng)過(guò)裂解得到的裂解氣組成十分復(fù)雜 必須加以?xún)艋头蛛x 除去其 中雜質(zhì) 進(jìn)而分離出純凈的單一烯烴產(chǎn)品 為有機(jī)合成和高分子聚合提供原料 裂解氣分離的基本工序如下 1 裂解氣的壓縮裂解氣中的低級(jí)烴類(lèi)都是沸點(diǎn)很低的氣體 為了使其在 不太低的溫度下部分液化 需要對(duì)氣體進(jìn)行加壓 目前普遍采用的是五段蒸汽 透平驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī) 使分離系統(tǒng)壓力達(dá)到 3 6MPa 左右 2 水分的脫除裂解氣分離是在 100 以下進(jìn)行的 低溫下水會(huì)結(jié)冰 并且 與烴類(lèi)生產(chǎn)固體水合物 堵塞閥門(mén)和管路 應(yīng)在冷卻前加以干燥 干燥劑可采 用分子篩 硅膠等 通過(guò)吸附 使裂解氣的露點(diǎn)達(dá)到 65 以下 3 酸性氣體的脫除裂解氣中含有硫化物 二氧化碳 一氧化碳等雜質(zhì) 必須通過(guò)氫氧化鈉溶液洗滌進(jìn)行脫除 如果硫含量大于 0 1 可先用乙醇胺溶 液除去大部分硫化氫 一氧化碳一般用催化加氫法脫除 使用鎳等催化劑 4 炔烴的脫除裂解氣中含有少量乙炔 丙炔和丙二烯等 為了延長(zhǎng)聚合 催化劑的壽命 聚合用乙烯嚴(yán)格限制乙炔含量 同碳數(shù)的炔烴與烯烴不能用普 通精餾方法分離 可采用催化加氫法脫除乙炔 目前多采用固定床催化加氫 鈀催化劑加氫活性和選擇性較好 可將炔烴轉(zhuǎn)化為同碳數(shù)的烯烴或烷烴 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 4 圖 1 1 裂解氣凈化與分離的工藝流程 5 烴的分離在多個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)的精餾塔中對(duì)裂解氣進(jìn)行分離提純 常見(jiàn) 的順序分離流程為先分離出甲烷和氫 再分離出乙烯 乙烷 丙烯 丙烷 碳 四餾分 碳五餾分和裂解汽油等產(chǎn)品 目前工業(yè)上采用的主要是深冷分離方法 該工藝流程比較復(fù)雜 設(shè)備較多 能 量消耗較大 在組織生產(chǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行全面考慮 裂解氣分離的典型工藝流程示于 圖 1 1 1 3 21 3 2 工藝流程的選擇及分離流程的確定 工藝流程的選擇及分離流程的確定 由于世界丙烯產(chǎn)量的 95 以上是用烴類(lèi)裂解方法生產(chǎn)的 再加上我國(guó)煉油工 業(yè)規(guī)模大 并且考慮到經(jīng)濟(jì)效益等因素 因此選擇烴類(lèi)裂解生產(chǎn)丙烯為最佳 此時(shí) 裂解產(chǎn)生的裂解氣仍然是組成復(fù)雜的混合物 除了丙烯外 還含有氫及 從甲烷到沸點(diǎn)為 200 的多種烴類(lèi)和水及少量 H2S CO2 乙炔等雜質(zhì) 分離的 目的是得到高純度的丙烯 同時(shí)分出多種副產(chǎn)品 如富氫 C4餾分 裂解汽油 等 為此 必須凈化除去各種雜質(zhì) 逐步分離出丙烯產(chǎn)品 因?yàn)榉蛛x過(guò)程很復(fù) 雜 所以 裂解氣分離過(guò)程單元操作多 流程長(zhǎng) 操作要求嚴(yán)格在丙烯生產(chǎn)裝 置中占有極為重要的地位 裂解氣的分離方法有 1 精餾法 工業(yè)上稱(chēng)為深冷分離法 2 吸收 精餾法 工業(yè)上稱(chēng)為油吸收法 3 吸附法 4 絡(luò)合法 由于深冷分離法技 術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較先進(jìn) 丙烯回收率高 能達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求 所以在此選擇 深冷分離法對(duì)裂解氣進(jìn)行分離 深冷分離法是利用裂解氣中各組分的相對(duì)揮發(fā)度不同 用精餾法分離 最 后得到丙烯 在分離過(guò)程中 脫除沸點(diǎn)很低的甲烷 氫 需要采用 100 以下 低溫 因此為深冷分離法 在深冷分離流程中 由于針對(duì)不同的裂解氣組成和能量消耗水平 可采用 多種流程方案 采用較多的有三種 順序分離流程 前脫乙烷分離流程和前脫 丙烷分離流程 從流程技術(shù)的成熟度 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性 以及丙烯的回收率等方面考慮 選擇采用順序分離流程 順序分離流程 按裂解氣中各組分含碳原子數(shù)由少到多逐步分離 即先從 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 5 裂解氣中分出氫及甲烷 再?gòu)钠溆囵s分中逐步分出 C2 C3 C4餾分 最后得到 產(chǎn)品乙烯 丙烯 1 41 4 本文主要設(shè)計(jì)本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容內(nèi)容 本文主要內(nèi)容是進(jìn)行年產(chǎn) 3 5 萬(wàn)噸丙烯分離工段設(shè)計(jì) 丙烯精餾塔的原料是 為從裂解氣凈化與分離工段脫丙烷塔裂解氣中得到的塔頂產(chǎn)品 1 對(duì)總裝置進(jìn)行了物料衡算 由裂解氣的組成和年產(chǎn)33 5 萬(wàn)噸丙烯的 條件下 得到裂解氣中各組分的含量 以及解裝置中乙烯精餾塔 丙烯精餾 塔和脫丁烷塔的塔頂 塔底的物料含量 2 對(duì)主體丙烯塔進(jìn)行工藝計(jì)算 由丙烯塔進(jìn)料組成 操作壓力 17 4atm 和希望得到的丙烯純度 99 6 飽和液相進(jìn)料 并按 300 天 年 24 小時(shí) 天 以 100kg h 為基準(zhǔn)進(jìn)料 采用清晰分割法 計(jì)算得到塔頂 塔底和進(jìn)料的物料衡算結(jié)果 3 由于本設(shè)計(jì)的計(jì)算采用 ASPEN PLUS 分離過(guò)程模擬軟件進(jìn)行優(yōu)化 所 以估算初值 出入輸入 ASPEN PLUS 進(jìn)行優(yōu)化 設(shè)出塔頂 塔底溫度和壓強(qiáng) 用 p T K 圖初步確定 K 值 并求出相對(duì)揮發(fā)度 和板效率 以此采用簡(jiǎn)捷 法芬斯克方程初步算出了理論塔板數(shù) 估算出實(shí)際塔板數(shù) 利用恩特伍德 公式確定最小回流比 然后以計(jì)算結(jié)果作為初值 輸入 ASPEN PLUS 過(guò)程流 程模擬系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化 以確定 K 值 塔頂 塔底溫度和壓強(qiáng) 進(jìn)料溫度 進(jìn) 料板位置和總塔板數(shù) 由于浮筏塔具有 生產(chǎn)能力大 操作彈性大 塔板效率高 氣體壓強(qiáng)降及 液面落差較小 塔的造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn) 所以本次 丙烷塔采用的是浮閥塔 4 對(duì)精餾塔設(shè)計(jì)的主要物性數(shù)據(jù)計(jì)算 包括 氣相平均分子量 氣相 密度 液相平均分子量 液相密度液相表面張力 液相黏度 氣相體積流量 液相體積流量 6 計(jì)算塔的有效高度 溢流裝置 對(duì)塔板進(jìn)行布置及確定浮閥數(shù)目與排 列方式 對(duì)浮閥塔進(jìn)行流體力學(xué)驗(yàn)算并繪制出塔的負(fù)荷性能圖 最后 對(duì)附屬設(shè)備冷凝器和再沸器以及接管 封頭 裙座 除沫器和人 孔 按文獻(xiàn) 化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè) 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 查找選取適合的設(shè)備 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 物料衡算 6 第二章第二章 物料衡算物料衡算 查 合成纖維單體工藝學(xué) 2 表 2 1 裂解氣的組成得 丙烯的質(zhì)量含量 14 80 并且在丙烯塔可得到純度為 99 9 的丙烯 則可認(rèn)為 裂解氣中的丙烯全部從丙烯塔分離得出丙烯產(chǎn)品 因?yàn)槟戤a(chǎn) 3 5 萬(wàn)噸丙烯 則裂解氣的總量 2 36 10 噸 年 8 14 105 3 4 丙烷 2 36噸 年 35 1039 1 59 0 10 C4餾分 噸 年 45 1026 2 56 9 1036 2 裂解汽油 噸 年 45 1063 4 6 191036 2 乙烷 噸 年 45 1061 2 06 111036 2 乙烯 噸 年 45 1077 6 7 281036 2 甲烷 噸 年 45 1071 2 5 111036 2 H2 噸 年 35 1012 2 9 01036 2 H2O 噸 年 35 1065 7 24 3 1036 2 雜質(zhì) 噸 年118 05 0 1036 2 5 乙烯精餾塔 塔頂乙烯的純度為 99 則乙烯 0 99 6 77 104噸 年 6 7 104噸 年 塔底的物料 剩余乙烯 乙烷 2 61 104 6 77 6 7 104 2 68 104噸 年 丙烯精餾塔 塔頂丙烯純度為 99 6 則丙烯 0 996 3 5 104噸 年 3 486 104噸 年 塔底的物料 剩余丙烯 丙烷 1 39 103 3 5 3 486 104 1 53 103噸 年 脫丁烷塔 塔頂 C4餾分純度為 99 9 則認(rèn)為塔頂全為 C4餾分 2 26 104噸 年 塔底 裂解汽油 4 63 104噸 年 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 物料衡算 7 分離流程的物料衡算結(jié)果如下表 表 2 1 裂解氣進(jìn)入分離流程 組分流量 丙烯3 5 104噸 年 丙烷1 39 103噸 年 C4 餾分2 26 104噸 年 裂解汽油4 63 104噸 年 乙烷2 61 104噸 年 乙烯6 77 104噸 年 甲烷2 71 104噸 年 H2 2 12 103噸 年 H2O 7 65 103噸 年 雜質(zhì)118 噸 年 總量2 36 105噸 年 表 2 2 設(shè)備塔的物料衡算結(jié)果 乙烯塔丙烯塔脫丁烷塔 塔頂 6 7 104噸 年塔頂 3 486 104噸 年塔頂 2 26 104噸 年 塔底 2 68 104噸 年塔底 1 53 103噸 年塔底 4 63 104噸 年 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 主體設(shè)備丙烯塔工藝計(jì)算 8 第三章第三章 主體設(shè)備丙烯塔工藝計(jì)算主體設(shè)備丙烯塔工藝計(jì)算 3 13 1 原始數(shù)據(jù) 原始數(shù)據(jù) 年產(chǎn) 3 5 萬(wàn)噸丙烯的丙烯塔的設(shè)計(jì) 表 3 1 各組分的分布情況 組分 aF aD aW 92 7599 60 1 的根 得 1 001 再由式 3 1 Rm 1 001 1 42 0 042 0 001 1 1 004 0 1 001 1 128 1 996 0 128 1 Rm 3 85 為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)鍵組分之間規(guī)定的分離要求 回流比必須大于它的最小值 實(shí) 際回流比的選擇多考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素 R Rm為一個(gè)系數(shù) 根據(jù) Fair 和 Bolles 的研究結(jié)果 R Rm的最優(yōu)值約為 1 05 但是在實(shí)際情況下 稍大一些 如果取 R Rm 1 10 常需要很多的理論板數(shù) 如果取 R Rm 1 80 則需要較少的理論 板數(shù) 4 因?yàn)樗鍞?shù)多會(huì)使主體設(shè)備的塔高變高 增加設(shè)備的費(fèi)用 但是 R 小 能使再沸器和冷凝器的傳熱量降低 有利于節(jié)能 從長(zhǎng)遠(yuǎn)看經(jīng)濟(jì)效益更好 因 此取 R Rm 1 2 R 1 2 Rm 1 2 3 85 4 56 3 4 23 4 2 簡(jiǎn)捷法求取精餾塔塔板數(shù) 簡(jiǎn)捷法求取精餾塔塔板數(shù) 理論板數(shù) Nm 3 3 平均 lg lg W B A D B A x x x x 其中 xA xB D 115 7 1 548 74 74 xA xB W 0 443 8 066 0 055 平均 D W F 1 3 其中 D K1 K2 1 12 0 996 1 124 W K1 K2 1 0 883 1 132 F K1 K2 1 01 0 891 1 33 平均 1 13 因此 Nm 11 59 13 1 log 055 0 74 74 log 由 化工分離工程 5 得 X 1277 0 156 4 85 3 56 4 1 R RR m 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 主體設(shè)備丙烯塔工藝計(jì)算 12 Y 0 75 0 75X0 5668 0 75 0 75 0 12770 5668 0 516 Y 516 0 1 11 59 1 N N N NN m 所以 N 123 19 不含再沸器 N N 塔 62 2 1 3 53 5 結(jié)論結(jié)論 經(jīng)過(guò)物料衡算 通過(guò)簡(jiǎn)捷計(jì)算法和恩特伍德公式確定了進(jìn)料溫度為 43 塔板數(shù)為 123 和最小回流比為 4 56 并將這些值作為軟件優(yōu)化的初值 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 13 第四章丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用第四章丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 4 14 1 模擬過(guò)程及計(jì)算結(jié)果模擬過(guò)程及計(jì)算結(jié)果 以第三章的計(jì)算結(jié)果為初值 應(yīng)用 Aspen Plus 軟件對(duì)丙烯精餾塔的操作進(jìn) 行穩(wěn)態(tài)模擬 其中塔板數(shù)為 123 回流比為 11 進(jìn)料溫度為 43 過(guò)程如下 建立精餾塔模型建立精餾塔模型 圖 4 1 精餾塔模型 Aspen 的 PlusRad Frac 精餾塔模型 上圖中的進(jìn)料 feed 包含 117 289kmol hr 的丙烯和 8 51kmol hr 丙烷和 0 181kom hr 的正丁烷 采用 回流比為 11 時(shí) 要求塔頂產(chǎn)物的純度都達(dá)到 99 6 輸入模擬標(biāo)題 輸入模擬標(biāo)題 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 14 圖 4 2 標(biāo)題圖 在出現(xiàn)的這個(gè)窗口中輸入模擬的實(shí)驗(yàn)的標(biāo)題 my project 輸入組份輸入組份 圖 4 3 組分圖 在這個(gè)窗口的對(duì)應(yīng)位置上輸入在摸弄系統(tǒng)中用到的組分 分別為 PROPY 01 PROPA 01 N BUT 01 丙烯 丙烷 正丁烷 單位轉(zhuǎn)換單位轉(zhuǎn)換 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 15 圖 4 4 單位轉(zhuǎn)換圖 如上圖所示 在這個(gè)窗口中 將所有變量的單位都選擇為 Mole 的 以方 便對(duì)照與計(jì)算 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 圖 4 5 實(shí)驗(yàn)方法圖 這個(gè)窗口是物性方法設(shè)定表格 選擇 Aspen Plus 執(zhí)行模擬中要使用的基本 方法 這里選擇 PR BM 方法 FEED FEED 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 16 圖 4 6 進(jìn)料狀態(tài)圖 現(xiàn)在是輸入體系物理數(shù)據(jù)的窗口 出現(xiàn)的是 FEED 流股的情況 分別輸入 溫度 壓力和進(jìn)料量 輸入塔板數(shù) 回流比 塔頂流量輸入塔板數(shù) 回流比 塔頂流量 圖 4 7 操作條件圖 在這個(gè)步驟中塔板數(shù)我選擇了 180 冷凝器我選擇了全凝器 回流比為 11 塔頂流出速率為 117 289kmol hr 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 17 進(jìn)料板位置進(jìn)料板位置 圖 4 8 進(jìn)料板位置圖 這個(gè)要求輸入的窗口為 Feed Stage 我選第 72 塊板為進(jìn)料位置 在 stage 下面輸入 72 操作壓力操作壓力 圖 4 9 操作壓力圖 上面需要輸入精餾塔的操作壓力 為 13559 44mmHg 輸入單板效率輸入單板效率 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 18 圖 4 10 單板效率圖 該步驟為設(shè)置塔的每一級(jí)的效率 Aspen Plus 能夠根據(jù)給定的基準(zhǔn)計(jì)算其 他級(jí)的效率 我們給定 60 塊板效率為 0 6 在 Stage 列輸入 60 在 Efficiency 列輸入 0 6 Tray Sizing 圖 4 11 這個(gè)窗口允許我們選擇合適的塔板類(lèi)型 我選浮閥塔 在 Starting stage 中 輸入 2 在 Ending stage 中輸入 179 因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置的 180 塊板包括全凝器和 再沸器 TrayTray RatingRating 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 19 圖 4 12 分別在起始和終了板數(shù)輸入 2 和 179 塔板類(lèi)型選擇浮閥 Diameter 塔 板直徑 的估計(jì)值是需要的 這里輸入 2meter 塔板壓降塔板壓降 圖 4 13 該圖用來(lái)計(jì)算計(jì)算了塔的壓降 分析過(guò)程分析過(guò)程 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 丙烯精餾塔的計(jì)算及應(yīng)用 20 圖 4 14 分析圖 控制面板上顯示的是 Aapen Plus 尋找解的迭代過(guò)程 共做了五次迭代 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果 my project Stream IDBOTTOMSDISTILLFEED TemperatureK 327 6 317 2 316 8 PressureN sqm1875872 141807776 651813109 55 Vapor Frac 0 000 0 000 0 000 Mole Flowkmol sec 0 002 0 033 0 035 Mass Flowkg sec 0 107 1 371 1 478 Volume Flowcum sec 0 001 0 003 0 003 EnthalpyMMBtu hr 0 914 0 669 0 264 Mole Flowkmol sec PROPY 01 0 001 0 032 0 033 PROPA 01 0 002 0 001 0 002 N BUT 01 0 001 trace Uoc 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 30 所以 hc 5 34m 液柱051 0 81 9 4712 54 1 37 34 5 2 2 2 g U l ov 板上充氣液層阻力 因?yàn)楸敬卧O(shè)備分離丙烯 丙烷和丁烷的混合液 液相為碳?xì)浠衔?則可 取充氣系數(shù) 0 0 5 hl 0hL 0 5 0 06 0 03m 液柱 液體表面張力所造成的阻力 此阻力很小 忽略不計(jì) 因此 與氣體流經(jīng)一層浮閥塔的壓強(qiáng)降所相當(dāng) 的液柱高度為 hp 0 051 0 03 0 081m 液柱 單板壓降 Pp hp Lg 0 081 471 9 81 374Pa 由于 hp在 265kPa 530kPa 之間 所以符合要求 淹塔 為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生 要求控制降液管中清液層高度 Hd HT hW 因?yàn)檠唛L(zhǎng) Lw 1 75m 2 28 75 1 19 114 5 2 w h L L 795 0 2 2 75 1 D Lw 查 化工原理 下 7 圖 3 18 得到收縮系數(shù) E 1 01 采用平直堰 堰上液層高度 how 0 0465m 3 2 1000 84 2 w h l L E 3 2 75 1 19 114 01 1 1000 84 2 堰上液層高度 how 6mm 符合要求 因?yàn)?hL hw how 則出口堰高 hw 0 06 0 0465 0 0135m 出口堰高 hW不在 25mm 50mm 之間 不符合要求 取 hw 0 025m hL hw how 0 025 0 0465 0 0715m 降液管底隙高度 h0 5 1 3600 ow h Ul L 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 31 取降液管底隙處液體流速 Uo 0 13m s 則 h0 m14 0 13 0 75 1 3600 19 114 Hd hp hL hd 5 2 a 與氣體通過(guò)塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?hp 0 081m 液柱 b 液體通過(guò)降液管的壓頭損失 因不設(shè)進(jìn)口堰 故 hd 0 153m 液柱002 0 14 0 75 1 03 0 153 0 22 0 hl L w s c 板上液層高度 hL 0 0605m 液柱 則 Hd 0 081 0 002 0 0715 0 1545m 液柱 取 0 6 又選定 HT 0 6m hw 0 025m 則 HT hw 0 6 0 6 0 025 0 375m 可見(jiàn) Hd HT hw 符合防止淹塔的要求 霧沫夾帶 由前面已知的降液管面積與塔截面積之比 14 查 金屬設(shè)備 2 8 得 AT 38010cm2 3 801m2 則降液管面積 Af 0 14AT 0 53m2 降液管寬度 Wd 0 434m 泛點(diǎn)率 5 3 100 36 1 bF Ls VL V s AKC ZLV 其中 ZL D 2Wd 3 801 2 0 225 0 95m Ab AT 2Af 1 539 2 0 53 2 741 m2 查 化工原理 下 7 表 3 5 得 K 1 0 又由圖 3 16 查得泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) CF 0 13 則泛點(diǎn)率 51 100 741 2 13 0 0 1 332 0103 0 36 1 37471 37 44 0 又按式 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 32 泛點(diǎn)率 100 801 3 13 0 0 178 0 37471 37 44 0 100 78 0 TF VL V s AKC V 33 3 對(duì)于大塔 為了避免過(guò)量霧沫夾帶 應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過(guò) 80 根據(jù)以上 兩式計(jì)算出的泛點(diǎn)率都在 80 以下 故可知霧沫夾帶量能夠滿足 eV6mm 符合要求 因?yàn)?hL hw how 則出口堰高 hw 0 06 0 05 0 01m 則出口堰高 hw不在 25mm 50mm 之間 根據(jù) 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 9 得 取 hw 0 025m 則 hL hw how 0 025 0 05 0 075m 降液管底隙高度 h0 5 9 3600 ow h Ul L 取降液管底隙處液體流速 Uo 0 13m s 則 h0 m16 0 13 0 75 1 3600 06 131 Hd hp hL hd a 與氣體通過(guò)塔板的壓強(qiáng)降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?hp 0 089m 液柱 b 液體通過(guò)降液管的壓頭損失 因不設(shè)進(jìn)口堰 故 hd 0 153m 液柱0018 0 16 075 1 03 0 153 0 22 0 hl L w s c 板上液層高度 hL 0 075m 液柱 則 Hd 0 089 0 0018 0 075 0 1658 m 液柱 取 0 6 又選定 HT 0 6m hw 0 025m 則 HT hw 0 6 0 6 0 025 0 375m 可見(jiàn) Hd HT hw 符合防止淹塔的要求 霧沫夾帶 由前面已知的降液管面積與塔截面積之比 14 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 40 查 金屬設(shè)備 2 8 得 AT 38010cm2 3 801m2 則降液管面積 Af 0 14AT 0 53m2 降液管寬度 Wd 0 434m 泛點(diǎn)率 5 10 100 36 1 bF Ls VL V s AKC ZLV 其中 ZL D 2Wd 2 2 2 0 434 1 332m Ab AT 2Af 3 801 2 0 53 2 741 m2 查 化工原理 下 7 表 3 5 得 K 1 0 又由圖 3 16 查得泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù) CF 0 13 則泛點(diǎn)率 54 100 741 213 0 0 1 332 1 036 0 36 1 93 3403 461 93 34 45 0 又按式 泛點(diǎn)率 7 45 100 741 2 13 0 178 0 93 3403 461 93 34 45 0 100 78 0 TF VL V s AKC V 對(duì)于大塔 為了避免過(guò)量霧沫夾帶 應(yīng)控制泛點(diǎn)率不超過(guò) 80 根據(jù)以 上兩式計(jì)算出的泛點(diǎn)率都在 80 以下 故可知霧沫夾帶量能夠滿足 eV104 0 7 Pri6 則 i 0 023W m2 13 1729 6 6 63 6901 02 0 6 0 023 0 PrRe 4 08 04 08 0 i d 殼程對(duì)流傳熱系數(shù) 0 取換熱器列管中心距 t 32mm 折流擋板間距 h 0 15m 查 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè) 4 得物料的物性參數(shù) 64 25 見(jiàn)下表 因?yàn)槎⊥椴辉谒敵霈F(xiàn) 則不計(jì)算丁烷的物性參數(shù) 表 5 15 丙烷和丙烯的密度值 40 g cm350 g cm3 C3H60 47790 4576 C3H60 46680 4483 運(yùn)用線性?xún)?nèi)插得到 丙烯 0 4706g cm3 470 6kg m3 丙烷 0 4601 g cm3 460 1 kg m3 Cp 查 氯堿工業(yè)理化常數(shù)手冊(cè) 10 得 Cp 丙烯 66 95J mol k 1 59kJ kg k Cp 丙烷 77 51J mol 1 76kJ kg k 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 47 丙烯和丙烷的導(dǎo)熱系數(shù) 見(jiàn)下表 表 5 16 丙烯和丙烷的導(dǎo)熱系數(shù) 40 cal cm s 50 cal cm s C3H620 5 10 519 8 10 5 C3H820 4 10 519 7 10 5 運(yùn)用線性?xún)?nèi)插得到 丙烯 20 2 10 5cal cm s 8 46 10 2W m 丙烷 20 1 10 5cal cm s 8 41 10 2W m 丙烯 0 0618 10 3Pa s 丙烷 0 0793 10 3Ps s 所以 總 ixi 0 996 470 6 0 004 460 1 470 6 kg m3 Cp 總 Cpixi 0 996 1 59 0 004 1 76 1 59kJ kg 查 化工原理 上 7 得 常壓下氣體混合物的 總 總 2 1 2 1 ii iii My My 0 0619 10 3Pa s 2 12 1 2 132 13 44004 0 42996 0 44100793 0 004 0 42100618 0 996 0 常壓下氣體混合物的 總 總 3 1 3 1 ii ii My Miy 8 46 10 2W m 3 13 1 3 123 12 44004 0 42996 0 441041 8 004 0 421046 8 996 0 流體通過(guò)管間最大截面積為 A hDm2039 0 032 0 025 0 1 2 115 0 1 0 t d U0 0 77m s 039 0 03 0 A Vs 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 48 0 02m 025 0 025 0 4 032 0 2 3 4 42 3 4 22 0 2 0 2 d dt de Re 1800 湍流 8 117079 100619 0 6 47077 0 02 0 3 0 Ude 因?yàn)?Rei 104 膜層的 Rei 1800 滿足公式條件則 4 03 1 23 322 4 03 1 2 32 0 8 117079 100619 0 1046 8 81 9 6 470 0077 0 Re 0077 0 g 5742 72 W m2 污垢系數(shù) 參考 化工原理 上 7 附錄二十 得到 Rsi 0 00017 m2 W Rso 0 8598 10 4 m2 W 總傳熱系數(shù) K0 由 化工原理 上 7 得 K0 13 172920 25 20 25 00017 0 000086 0 72 5742 1 1 1 1 00 0 0 iii iss d d d d RR 836 44 W m2 所以 Q提供 KS t 836 44 385 1 21 6764395W Q需要 4779910W 15 5 41 100 4779910 47799106764395 100 需要 需要提供 Q QQ 因此選擇的換熱器是符合要求的 5 1 55 1 5 塔底再沸器 塔底再沸器 5 1 5 15 1 5 1 試算和初選換熱器規(guī)格 試算和初選換熱器規(guī)格 選用 200kPa 的水蒸氣作為熱流體 由 化工原理 上 7 附錄十 得水 蒸氣的溫度為 120 汽化熱為 2204 6kJ kg 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 49 物料以泡點(diǎn)出塔 T 326 45K 53 3 查 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè) 4 得到汽化熱 r丙烯 2874 88cal mol 12036 55J mol r丙烷 3065 58cal mol 12834 97J mol r正丁烷 5977 121cal mol 25025J mol y丙烯 Kx1 1 0 931 0 931 y丙烷 Kx2 0 883 0 0675 0 06 y正丁烷 Kx3 0 355 0 0015 0 00053 則 Q riVi 3600 72 139300053 0 25025 3600 72 139306 0 97 12834 3600 931 0 72 139355 12036 4636 5kw 所以 Q kw4880 95 0 5 4636 95 0 Q Gc kg s 7969kg h21 2 10 6 2204 104880 3 3 r Q 由 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 下 8 選定 K 700W m2 由于水蒸氣作為高溫流體 物料作為低溫流體在再沸器中都發(fā)生相變傳熱 則 它們的溫度大致不變 則可以認(rèn)為 t 120 70 50 因?yàn)?Q KS t 4 22 S m243 139 50700 104880 3 tK Q 根據(jù) 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 9 選擇再沸器的規(guī)格 表 5 17 再沸器規(guī)格 公稱(chēng)直徑 700mm 公稱(chēng)壓強(qiáng) 2 5MP 管程數(shù) 1 管子尺寸 25 2 5 管長(zhǎng) 3m 管子總數(shù) 355 采用立式熱虹吸式再沸器 正三角形排列 5 1 5 25 1 5 2 核算總傳熱系數(shù) 核算總傳熱系數(shù) 管程對(duì)流傳熱系數(shù) i 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 50 根據(jù) 化工原理 上 7 得到 5 21 7 03 0 05 1 qZ i 此式在 Pc 3000kPa R 在 0 01 0 9 之間時(shí)成立 其中 Z 5 22 33 3 102 117 0 69 0 4 1048 1 1081 9 10 0 RRR Pc 查 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè) 4 得到 Pc 丙烯 45 50 大氣壓 Pc 丙烷 41 94 大氣壓 Pc 正丁烷 37 47 大氣壓 Pc Pciyi 45 50 0 931 41 94 0 06 37 47 0 00053 44 9 大氣壓 因?yàn)?P 17 8 大氣壓 R 4 0 9 44 8 17 c P P 因?yàn)?Pc 44 9 大氣壓 3000kPa R 在 0 01 0 9 之間 滿足公式條件 則 7 0102 117 0 69 0 4 1048 1 1081 9 105 0 qRRR Pc i 7 0 3 102 117 0 69 0 4 5 25 104880 4 0104 044 08 1 1081 9 1001 1 9 44 105 0 21445 55 W m2 殼程對(duì)流傳熱系數(shù) 0 由 120 的水蒸氣轉(zhuǎn)化為 120 的水 屬于蒸氣冷凝 由前知管外徑 d0 0 025m 查 化工原理 上 7 附錄七得到 120 的水的物性參數(shù) 943 1kg m3 68 62 10 2 W m 23 73 10 5Pa s M kg m s15 28 025 0 21 2 0 d W b W 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 51 Re 1800 湍流 474336 1073 23 15 2844 5 M 則由 化工原理 上 7 得 4 03 1 2 32 0 Re 0077 0 g 4 03 1 25 322 474336 1073 23 1062 68 81 9 1 943 0077 0 52897 95 W m2 污垢系數(shù) 參考 化工原理 上 7 附錄二十 得到 Rsi 0 8598 10 4 m2 W Rso 3 4394 10 4 m2 W 總傳熱系數(shù) K0 由 化工原理 上 7 得 K0 55 2144520 25 20 25 000086 0 00034 0 95 52897 1 1 1 1 00 0 0 iii iss d d d d RR 1905 88 W m2 所以 Q提供 KS t 1905 88 80 50 7623520W Q需要 4880000W 15 2 56 100 4880000 48800007623520 100 需要 需要提供 Q QQ 因此選擇的換熱器是符合要求的 5 25 2 主要設(shè)備選型 主要設(shè)備選型 5 2 15 2 1 接管 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 52 因?yàn)?U V d s 4 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 取管內(nèi)流速 U 1 5m s 查 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè) 4 得到在進(jìn)料溫度 43 下的 見(jiàn)下表 表 5 18 各組分的密度 物質(zhì)40 g cm350 g cm3 C3H60 47790 4576 C3H80 46680 4483 C4H10 正 0 55580 5435 運(yùn)用線性?xún)?nèi)插得 丙烯 0 4718g cm3 472kg m3 丙烷 0 462g cm3 462kg m3 丁烷 0 552g cm3 552kg m3 平均 0 931 472 0 0675 462 0 0015 552 471 45 kg m3 M 0 931 42 0 0675 44 0 0015 58 42 16 所以 Vs smhm VM 003 0 27 11 45 471 16 4298 125 33 平均 mmmd5005 0 5 1 003 0 4 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 選擇直管作為進(jìn)料管表 8 19 得到接管尺寸 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 圓整得 內(nèi)管 57 3 5mm 外管 76 4mm 塔頂出氣管 塔頂出氣管 因?yàn)?Vs 0 44 m3 s 由 金屬設(shè)備 2 8 取氣速 10m s 237mmm U V d s 237 0 10 44 0 44 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 圓整得 內(nèi)管 245 7mm 外管 273 8mm 塔頂回流管 塔頂回流管 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 取管內(nèi)流速為 0 8m s 沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 塔設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 53 因?yàn)?Ls 0 03 m3 s m 219mm219 0 8 0 03 0 44 U L d s 選擇直管回流 由表 8 19 選用 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 圓整得 內(nèi)管 219 6mm 外管 273 8mm 此時(shí)的回流采用重力回流 塔釜出液管 塔釜出液管 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 取流速為 1 8m s Ls 0 036 m3 s m 160mm16 0 8 1 036 0 4 4 U L d s 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 圓整得 內(nèi)管 219 6mm 外管 273 8mm 再沸器蒸汽回流管 再沸器蒸汽回流管 由 塔設(shè)備設(shè)計(jì) 11 取流速為 20m s Vs 0 45m3 s 169mm m U V d s 169 0 2