年產5萬噸丙酮工藝設計畢業論文-資料下載頁

【導讀】霧沫夾帶線......

　　

【正文】 合要求 塔板開孔率 000 2 3 .9 88 .8 02 .1 1uu ???? 提餾段： 26 ? ? 1 1 . 7 2 m / s800 . 0 3 90 . 7 8 5 1 . 0 4Nd4πVu220S02 ????? 1 1 . 1 10 . 9 01 1 . 7 2F 0 ??? ,在 9～ 12之間，符合要求 塔板開孔率000 9 .11 1 .7 21 .0 4uu ???? 開孔率都在 8%～ 25%，故符合要求 體力學計算 氣相通過浮 閥 塔板的壓力降 [19] 由下式 : ： 干板阻力 1 2 . 3 7 m / s1 . 5 97 3 . 1ρ7 3 . 1u 1 .8 2 51 .8 2 5V1o c 1??? 因 01u ＜ oc1u 所以 0. 02 7m9. 8. 801. 595. 34gρ2 uρ5. 34h2L120V1c1 ??? ??????? 塔板上充氣液層阻力 取充氣系數： ?? =,有 lh =?? Lh =?= 液體表面張力所造成阻力 此族里很小，可以忽略不計 故氣體流經一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為： ph =+= 單板壓降 p p LP h g??? =??=(,符合設計要求 ) ： 干板阻力 1 6 . 4 5 m / s0 . 9 07 3 . 1ρ7 3 . 1u V1oc 2??? 27 因 02u ＜ oc2u 所以 0. 03 7m10 29 . 9611 . 7219 . 9ρu19 . 9h0 .1 7 5L20 .1 7 50c2 ??? 塔板上充氣液層阻力 取充氣系數： ?? =,有 lh =?? Lh =?= 液體表面張力所造成阻力 此族里很小，可以忽略不計 故氣體流經一層浮閥塔塔板的壓力降的液柱高度為： ph =+= 單板壓降 p p LP h g??? =??=,符合設計要求 ) 淹塔 為了防止淹塔現象了生，要求控制降液管中清液層高度符合 ? ?wTd hHH ??? ，其中 d p L dH h h h? ? ? 1 精餾段： 由前計算知 ph =,按下式計算 dh = 2swLlh???????= 2 ?????? ?= 板上液層高度 Lh =,得： 降液管內液層高度： dH =++= 取 ? =,板間距今為 , wh =,有 ? ? ?TwHh? =?(+)= 由此可見： dH ? ? ?TwHh? ，符合要求。 2 提餾段： 由 前面 計算 可 知 ph =,按下式計算 ： 28 dh = 2swLlh???????= 2 ?????? ?= 板上液層高度 Lh =,得： 降液管內液層高度： dH =++= 取 ? =,板間距為 , wh =,有 ? ? ?TwHh? =?(+)= 由此可見： dH ? ? ?TwHh? ，符合要求。 霧沫夾帶 1 精餾段： 由下式可知 Ve 液 /kg 氣 Ve = 3 .265 .7 1 0 aTfuHh? ? ??? ?????=30 . 0 52 . 50 . 40 . 0 5 6 70 . 7 8 52 . 1 16 2 . 6 6105 . 7???????????????? ? = 液 /kg 氣 浮 閥塔也可以考慮泛點率，參考化學工程手冊 泛點率 =bFLSVLVSAKCZ1 . 3 6 Lρρ ρV ??? ?100% (48) 或 泛點率 =TFVLVSρρρV?? ?100% (49) LZ =D－ 2 dW =－ 2?= bA = TA － 2 fA =－ 2?= 2 式中 LZ —— 板上液體流經長度， m。 bA —— 板上液流面積， 2m ； FC —— 泛點負荷系數， 取 。 K—— 特性系數，取 . 泛點率 =1. 32 260. 1105 . 00 069 41. 361. 5912 31. 641. 592. 11??????? 29 = % (80%,符合要求 ) 2 提餾段： 由下式可知 Ve 液 /kg 氣 Ve= 3 .265 .7 1 0 aTfuHh?? ??? ?????= 3????????????????? ? 液 /kg 氣 泛點率 = ??????? = % (80%,符合要求 ) 塔板負荷性能圖 霧 沫夾帶線 按泛點率 =bFLSVLVSAKCZLV ??? ?? ? ?100%=80%計算 精餾段： ??????? =80% 將上式整理得： S??SV 提餾段： ??????? =80% 將上式整理得： SS LV ?? 30 表 沫夾帶線計算結果數據表 精餾段 LS1（ m3/s） VS1（ m3/s） 提餾段 LS2（ m3/s） VS2（ m3/s） 液泛線 ? ? ? ? ???????? ??????????????????????????? 32wSw020wSL2oVwT l3600LE10002. 84hε1hl L0. 15 3g2ρ uρ5. 34hH? ? 080 . 0 3 90 . 7 8 5 VNd4π Vu 2S20 S0 ?????? 精餾段，整理得： 32S12S12S1 2 8 . 2 1 L1 9 0 8 3 . 6 6 L4 . 6 3V ??? 提餾段，整理得： 32S22S22S2 3 7 . 1 0 6 L1 5 5 8 0 . 2 7 L3 . 8 4V ??? 表 精餾段 LS1（ m3/s） VS1（ m3/s） 提餾段 LS2（ m3/s） VS2（ m3/s） 液相負荷上限線 s53LHAθ S Tf ?? 以 5Sθ? 為上限 /s0 . 0 0 8 6 4 m5 0 . 40 . 1 0 85HAL 2TFS ( m a x ) ???? 31 漏液線 F1型：取 5ρuF V00 ?? , 則 ? ?020S uNd4πV ??? 精餾段： ? ? /s0 . 3 7 8 6 m1 . 5 95800 . 0 3 94πu 22m i ns ????? 提餾段： ? ? /s0 . 5 0 3 4 m0 . 9 05800 . 0 3 94πu 22m i ns ????? 液相負荷下限線 取 ? 為下限， ? 有： ? ? /s0. 000 79m3600l12. 84 10000. 006L 3w23m i nS ??????? ??? 負荷性能圖 按所得數據作圖： 圖 從圖中得： VSmax=， VSmin= m3/s 操作彈性 = ..0 ? 32 圖 提餾段負荷性能圖 從圖中得： VSmax=， VSmin= m3/s 操作彈性 = ? 33 項目 符號 單位 計算數據 備注 精餾段 提餾段 塔徑 D m 板間距 HT m 塔板類型 單溢流弓形降液管 分塊式塔板 空塔氣速 u m/s 堰長 lw m 堰高 hw m 板上液層高度 m 降液管底隙高 h0 m 浮閥數 N 83 83 等腰三角形叉排 閥孔氣速 u0 m/s 同一橫排孔心距 浮閥動能因子 F0 11 11 相鄰橫排中心距離 臨界閥孔氣速 u0c m/s 孔心距 t m 排間距 t′ m 單板壓降 Δpf Pa 627 625 液體在降液管內停留時間 θ s 降液管內清液層高度 Hd m 泛點率 % 氣相負荷上限 (Vs)max m3/s 霧沫夾帶控制 氣相負荷下限 (Vs)min m3/s 漏液控制 操作彈性 34 塔附件設計 接管 進料管的結構類型很多，有直管進料管，彎 管進料管，本設計采用直管進料管。 管徑計算： D=uF?v4 s， (410) 取 uF=， VS=D= ??? 查表取 580?? 采用直管回流管， D=uv4 Fs?， (411) 取 uF=,Vs=D= 04 00 08 ??? 查表取 ? 45 5 取 uv=，直管出料， Vv = m3/s D= 06 00 ??? 查表取 ? 60 5 取直管出氣，取出口管 Vs=uw=,則 D= ??? 查表取 545?? 35 筒體與封頭 為外壓容器，臨界壓力為 ,因為為長圓筒，穩定安全系數 m=3， 所用材質為 16MnR,其彈性模量 Et= 103Mpa,則計算厚度 PmD 33 cr0 ??????? ，厚度附加量 C=2mm, 即選用 ?n 為 14mm厚度的 16MnR鋼板。 封頭分為橢圓形封頭，曲面高度為 300mm,直邊高度 40mm、內壁為 6mm. 裙座 塔底常用裙座的結構性能好，連接處產生的局部阻力小，所以它是塔設備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于群座內徑 800mm,故群座壁厚取 16mm。 基礎環內經： 1560 mm ； 基礎環外經： 1800 mm。基礎環厚度，考慮到腐蝕余量，腐蝕余量取18mm，考慮到再沸器，群座高度取 3m，地角螺栓直徑取 30mm. 吊柱 對于較高的室外無框架的整體塔，在塔頂設置吊柱，對于補充和更換填料、安裝和拆卸內件，既經濟又方便的一項措施，一般取 15m以上的塔物設吊柱，本設計中高度大，因此設吊柱。因設計塔徑 D=2020mm，可選用吊柱 L=3000mm，材料選用 Q235. 人孔 塔底與塔頂各一個人孔，每個孔直徑為 450mm，在設置人孔處，板間距為 600mm，裙座上應開設 2個人孔，直徑 450mm，人孔慎入塔內部應與他內壁修平，其邊緣需倒裝和磨圓，人孔法蘭的密封形狀及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同。 塔總體高度的設計 塔的頂部空間高度 塔頂部的空間高度是指塔頂第一層塔盤到塔頂封頭的直線距離，頂部空間高度為1500mm 塔的底部空間高度 塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底封頭的直線距離，釜液停留時間取1500mm 36 塔立體高度的計算 ? ? 裙封TfbTd HHHSHHHS1NHH ??????????? ? ? 1 7 . 0 8 m30 . 6 80 . 6211 . 50 . 421261 . 5 ???????????? 37 結論 本設計 采用異丙苯法工藝生產丙酮，異丙苯法生產丙酮以石油化工產品中的苯和丙烯為原料進行合成設計。反應流程分為七個步驟： 1. 苯和丙烯經過復雜的烴化反應生成異丙苯； 2. 異丙苯與空氣在催化劑的作用下生成 30%的過氧化氫異丙苯（ CHP） 。 3. 生成的 CHP經過提濃塔進一步提濃除去異丙苯，達到 87%CHP