5萬m3h合成氨原料氣脫碳工藝設計畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 常壓閃蒸），一般可將二氧化碳吸收量的75%左右解吸出去，剩余的25%左右將從汽提塔中吹出。常壓閃蒸后的溶劑再經過汽提的再生工藝，是目前碳酸丙烯酯脫碳工藝中采用最普遍的一種。針對以上情況，為提高脫碳裝置二氧化碳回收率，減少碳酸丙烯酯損失，防止因空氣吹入而帶來了硫化氫氧化副反應的發生，減少腐蝕、堵塞、降解等不良作用，以常壓—真空解吸的碳酸丙烯酯再生方法代替解吸—空氣汽提再生方法使必要的。汽提塔的作用是，以惰性氣體吹洗溶劑，使溶劑中殘留二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的含量得到進一步降低。目前，工業上回收氣流中溶劑蒸汽的方法，主要采用水洗滌法，該法使含有溶劑蒸汽的氣體通過水洗滌塔，使溶劑蒸汽溶解于水中成為稀的碳酸丙烯酯水溶液，生產上俗稱為稀液。 碳酸丙烯酯水溶液的部分性質（34℃）PC在水中的濃度mol%溶液焓J/mol密度g/cm3粘度mPa﹒s 碳酸丙烯酯在不同溫度下的粘度溫度，℃運動粘度mm2/s溫度℃運動粘度mm2/s溫度℃運動粘度mm2/s50408625303034020045151150102060 有關參數計算 變換氣量 50000m3/h 變換氣的組成及分壓成分CO2COH2N2CH4合計體積百分數(%)組分分壓(MPa)(kg/cm2)(atm)① PC的密度與溫度的關系 = － 查文獻[13]知34℃時： L2 = ② CO2在PC中的溶解度關系因為是高濃度氣體吸收，故吸收塔內CO2的溶解熱應考慮， MPa左右，吸收飽和度為80%時溶解熱一般升高2—3℃.假設出塔氣、入塔液的溫度相同，都為：tV2=34℃，出塔液的溫度：tL1=37℃吸收飽和度：80%用物料衡算和熱量衡算驗證上述假設溫度查文獻[3]知碳酸丙烯酯在34℃時的溶解度X： lg X = lgP + － lg X = + － lg X = X= = = 式中： —出塔溶液的密度（近似取純PC34℃時的密度） 34℃時PC蒸汽壓P=（t+）=28Pa與操作總壓()及CO2的氣相分壓()相比很小，故可認為PC不揮發。查文獻[13]知溶解氣體占溶液的質量分率： =式中：—34℃純PC的密度由計算知其量很少，因此可用純PC的密度代替溶液的密度。第4章 主設備計算工業上使用填料塔較普遍，本工藝計算方法按填料塔計算。③塔截面積：AT==④實際空塔速度：= m/s⑤核算徑比：D/d=3000/25=120, 滿足階梯環的徑比要求。 液體再分布裝置 采用梁型再分布器，適用于ψ1200mm以上的大塔，與梁型氣體噴射式支承板配套使用，梁型再分布器的操作彈性為4，查文獻[21]知： 液體再分布裝置相關參數塔徑（mm）盤外徑（mm）螺栓圓直徑（mm）分塊數升氣管數16001575157513420001975197519624002362223522728002762263525830002962283527932003162303529936003562343532103800376236353411 由以上可選用塔徑為3m的液體再分布裝置。標準手孔直徑有DN150和DN250兩種，當設備直徑超過800mm時應開設人孔，圓形人孔直徑為400600mm。核算封頭最大允許工作壓力： [P]=（查文獻[24]） = =所以符合要求。經過熱量衡算，℃，℃。學校可以公布論文（設計）的全部或部分內容。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它44。 作者簽名： 日期： 畢業論文（設計）授權使用說明本論文（設計）作者完全了解**學院有關保留、使用畢業論文（設計）的規定，學校有權保留論文（設計）并向相關部門送交論文（設計）的電子版和紙質版。%，二氧化碳氣量為13750 m3/h， 交換總氣量50000m3/h。氣壓試驗強度校核： =345= MPa = MPa所以氣壓試驗滿足強度要求求取筒體應力：平均直徑：D=Di+18=3000.+18=3018mm查文獻[24]知徑向應力： =查文獻[24]知環向應力： = 封頭設計選用標準橢圓形封頭DN3000, K=1封頭材料選用與筒體相同16MnR，腐蝕裕量取1mm。裙座體用Q235A材料又因為裙座體直徑超過800mm所以應開設人孔。支承梁的板厚：不銹鋼為34mm，碳鋼為6mm。() A=則 =所以 KG=(m2﹒h﹒atm) Kya=KG﹒P= =(m2﹒h)③計算HOG填料有效相接觸面： = = 由 HOG== =④氣相傳質單元數NOG計算查文獻[19] 知34℃時相平衡常數m= =mx2=0吸收因數為：A= = 脫吸因數為S= = 所以： NOG =㏑（）+㏑[()+] =⑤填料層高度Z計算由 Z=HOGNOG== 得：==設計取填料層高度為：=11m填料層分2段， 塔附屬高度計算查文獻[22]()，()，塔底液停留時間按2min考慮。 物性數據 查文獻[15]混合氣體的密度： 式中—混合氣體的密度，kg/m3T0—標準狀態下溫度，T—混合氣體溫度，KP—混合氣體壓力，atmZn—壓縮系數，Zn =1Mi—混合氣體中i氣體分子量，kg/molYi—i氣體在混合氣體中的，mol%==查文獻[15]混合氣體的粘度： —i氣體粘度，cp—i氣體在0℃，常壓時的粘度，cpm—關聯式指數 0℃時常壓氣體的粘度氣體CO2COH2N2CH4(mpa﹒s)102102102102 關聯式指數m氣體CO2COH2N2CH4m值計算得：=102mPa﹒s =102mPa﹒s =102mPa﹒s =102mPa﹒s =102mPa﹒s將以上數據代入下面公式可得所以 ==102 mPa﹒s= 二氧化碳的擴散系數：先由雙元擴散系數關聯式求出CO2氣體在i氣體中的擴散系數，然后再求CO2在混合氣體中的擴散系數 查文獻[16]知公式： 式中：、—CO2氣體、i氣體的分子擴散體積 氣體分子擴散體積氣體CO2COH2N2CH4分子擴散體積由表得： = = m2/h = m2/h二氧化碳在氣體中的擴散系數： =103m2/h計算得：= = h/m2 = h/m2二氧化碳在碳酸丙烯酯中的擴散系數： DL=108 =108 =105cm2/s=109m2/h二氧化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度系數： H=由物熱衡算知：= =所以， H=(kPa﹒m3) 脫碳塔泛點速度計算 查文獻[16] lg[ ] =A－式中：—泛點空塔速度，m/s g—重力加速度，