年產(chǎn)30萬噸苯乙烯車間粗苯乙烯精餾工段的工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁

【導(dǎo)讀】據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其。他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)。人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)。計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫

　　

【正文】 0 6 1 . 2y x 0 . 9 9 8 4 0 . 9 9 7 9 0 . 0 0 0 5DR ? ?? ? ? ??? 取操作回流比為 R=2 m in 2 ? ? ? 求精餾塔的氣、液相負(fù)荷 L=RD= =V=(R+1)D=(+1) =1 9 6 0 . 9 6 4 0 0 . 8 5 1 3 6 1 . 8 1L L F? ? ? ? ?kmol/h 1 ?? kmol/h 相對揮發(fā)度取其平均值 ? 平 =[16] 全回流下的最小理論板層數(shù) :Nmin= WDDW1xx1 ln [ ( ) ( ) ] 1ln 1 x x? ? ?? 代入數(shù)據(jù)解得 : Nmin= 利用吉利蘭（ Gilliland）關(guān)聯(lián)圖 ，用簡潔法求理論板層數(shù) 圖 吉利蘭關(guān)聯(lián)圖 Y=+ 24 式中 : X=(RRmin)/(R+1) Y=(NNmin)/(N+2) 代入數(shù)據(jù)算得： X= NT= 實(shí)際的塔板數(shù)為 N 實(shí) =由精餾段的平均相對揮發(fā)度算得 N1=18，即第 18 塊塔板為進(jìn)料板 精餾塔的工藝尺寸及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 操作壓力計(jì)算 塔頂操作壓力 ???DP kPa 每層塔板壓降 PP?? 進(jìn)料板壓力 1 0 1 .3 0 .7 4 5 1 3 2 .8FP ? ? ? ?kPa 精餾段平均壓力 m 1 0 5 .3 1 3 2 .8 / 2 1 1 9 .0 5 k aPP? ? ?（ ） 操作溫度計(jì)算 依據(jù)操作壓力，由泡點(diǎn)方程通過試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度，其中苯乙烯，焦油的飽和蒸氣壓由安托尼方程計(jì)算，計(jì)算過程略。計(jì)算結(jié)果如下： 塔頂溫度 ?D ℃ 進(jìn)料板溫度 ?F ℃ 精餾段平均溫度 2 92/ 3 2 0t m ??? ）（ ℃ 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 塔頂 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 : 由 1x y ?? ,查平衡曲線得 1x = ?mVDM +（ ） =∕ kmol ?mLDM +（ ） =∕ kmol 進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算 : 由圖解理論板得 ?Fy 查平衡曲線得 ?Fx ?mVFM +（ ） =∕ kmol 25 ?mLFM +（ ） =∕ kmol 精餾段平均摩爾質(zhì)量 : ?mVM （ +） /2=∕ kmol ?mLM （ +） /2=∕ kmol 氣相平均密度計(jì)算 ?? mvmmm RTMPV? 1 1 9 . 0 5 1 2 5 . 4 2 4 . 4 68 . 3 1 4 1 2 9 . 4 2 7 3 . 1 5? ???（ ）3/kgm 液相平均密度計(jì)算 液相平均密度依下式計(jì)算，即 ?? iim a1 ??L 塔頂液相平均密度的計(jì)算 由 Dt =℃ ,查手冊得 A? =817kg∕ m3 ?B? 3/kgm m 1 8 1 7 .80 .9 9 9 0 .0 0 18 1 7 1 0 0 0 .8LD? ???（ ）3/kgm 進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算 : 由 ?Ft ℃ ,查手冊得 A? = 3/kgm ?B? m 1 7 9 7 .30 .0 0 2 10 .9 9 7 9 / 7 9 5 .6 9 9 3 .8LF? ???（ ）3/kgm 精餾段液相平均密度為 ?mL? (+)/2= 3/kgm 液體平均表面張力計(jì)算 液體平均表面張力依下式計(jì)算，即 ?? iim x ??L 塔頂液相平均表面張力的計(jì)算 由 Dt =℃ ,查手冊得 26 ?A? ∕ m ?B? ∕ m ?mLD? + =∕ m 進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算 : 由 ?Ft ℃ ,查手冊得 ?A? ∕ m ?B? ∕ m mLF? = + =∕ m 精餾段液相平均表面張力為 mL? =（ +） /2=∕ m 精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 塔徑的計(jì)算 精餾段的氣、液相體積流率為 mm1 3 6 1 . 3 6 1 2 5 . 4 6 1 0 . 6 43 6 0 0 3 6 0 0 4 . 4 6VSVVMV ? ?? ? ??s/m3 3mm9 6 0 . 9 6 1 2 6 . 0 5 0 . 0 4 2 m s3 6 0 0 3 6 0 0 8 0 7 . 5LS LLML??? ? ?? 由m ax LVVuC????? 式中 C由式計(jì)算，其中的 20C 由課本查取，圖的橫坐標(biāo)為 1h 2h0 . 0 4 2 3 6 0 0 8 0 7 . 51 0 . 6 4 3 6 0 0 4 . 4 6LVLV ?? ?? ? （ ）= 取板間距 ? ，板上液層高度 hL =，則 TH hL == 查圖得 20C = 0 . 20 . 220 2 0 . 0 8( ) 0 . 1 0 0 . 12 0 2 0LCC ? ??? ? ????? 27 m a x 1 . 3 4 2 m sLVVC ??? ???? 取安全系數(shù)為 ，則空塔氣速為 U= max? ? =∕ s 4 4 1 0 . 6 4 3 . 8 00 . 9 3 9 4SVDmu?? ?? ? ?? 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D= 塔截面積為 223 . 8 3 . 8 1 1 . 3 4 m44TAD??? ? ? ? ? 實(shí)際空塔氣速為 38 m ?? 精餾塔有效高度的計(jì)算 精餾段有效高度為 ??? THNZ ）（ 精精 1 （ 281） = 提餾段有效高度為 ??? THNZ ）（ 提提 1 （ 181） = 在進(jìn)料板上方開一人孔，其高度為 故精餾塔的有效高度為 Z= ??? ZZ ++= 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 溢流裝置計(jì)算 因塔徑為 D=，可選雙溢流 [17]弓形降液管，采用凹形受液盤。各項(xiàng)計(jì)算如下： 堰長 Wl 取 Wl == = 溢流堰高度 Wh 取 OWLW hhh ?? 28 選用平直堰，堰上液層高度 OWh 由下式計(jì)算 即 32hl1 0 0 ?????????WOWLE 近似取 E=1，則 23h2 .8 4h 1 0 .0 3 9 m1 0 0 0 lOWWL??? ? ????? 取板上清液層高度 Lh =100mm 故 Wh == 弓形降液管寬度 fd AW 和截面積 由 l ? 查課本圖 得 圖 弓形降液管參數(shù)圖 f TAA ? 2 d ? 故 fA = TA = = 29 ?? DW = 依下式驗(yàn)算液體在降液管中提留時(shí)間 ? ，即 fh3600 3 6 0 0 0 . 4 7 6 3 0 . 4 5 5 . 0 4 s0 . 0 4 2 3 6 0 0TAHL? ??? ? ??5s 故降液管設(shè)計(jì)合理。 降液管底隙高度 h0 10h0 l360 0h ?WL? 取 10 ? ? ∕ s 則0 0 . 0 4 2 3 6 0 0h 0 . 0 8 0 3 m3 6 0 0 2 . 0 9 0 . 2 5????? 0h h 0. 06 1 0. 08 03 0. 01 93 mW ? ? ? ?＜ 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)不合理。 應(yīng)選用凹形受液盤，深度為 h m? 塔板布置 ① 塔板 的分塊 因 D≥ ，故塔板采用分塊式。查課本得，塔板分為 3塊。 ② 邊緣區(qū)寬度確定 取 1s s c0 .0 7 m 0 .0 7 mW W W? ? ?，[18] ③ 開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔區(qū)面積 Aa按下式計(jì)算，即 22 2 1a r2 r sin18 0 rA ???? ?? ? ?（ ） 其中ds 1 . 9 0 . 3 1 9 2 0 . 0 7 1 . 5 8 m2D WW? ? ? ? ? ? ? ?（ ） （ ） r 1 .9 0 .0 7 1 .8 3 m2CD W? ? ? ? ? 故 ）（ rs in1 8 0rr2 1222a ???? ????A= 2m ④ 篩孔計(jì)算及其排列 30 所處理的物系無腐蝕性，可選用 ? =3mm 碳鋼板，取篩孔直徑 d=5mm。 篩孔按正三角形排列，取孔中心距 t為 t=3d=3 5=15mm 篩孔數(shù)目 n 為 0221 .1 5 5 1 .1 5 5 9 .9 0n 5 0 8 2 0t 0 .0 1 5A ?? ? ? 個(gè) 篩孔按正三角形排列，開孔率為 % 220 ?????????? ）（? 氣體通過閥門的氣速為 s001 0 .6 4 1 0 .6 4 m0 .1 0 1 9 .9 0VA? ? ? ??∕ s 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 塔板壓降 ① 干板阻力 ch 計(jì)算 干板阻力 ch 由下式計(jì)算，即 ????????????????? L??? v200c c0 5 由 00 ??? ，查圖得，? 故 2c 1 0 . 6 4 4 . 4 6h 0 . 0 5 1 0 . 0 5 3 5 m0 . 7 7 2 8 0 7 . 5? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? 液 柱 ② 氣體通過液層的阻 力 h1計(jì)算 氣體通過液層的阻力 h1由下式計(jì)算，即 1hhL?? a f 1 0 . 6 5 0 . 9 8 0 /1 1 . 3 4 0 . 4 7 6 3ST V msAA? ? ? ??? 1 / 2 1 / 20 0 . 8 5 3 4 . 4 6 1 . 8 0 1 k g / ( )F m s? ? ? 查圖得， ?? 31 故 1 o wh h h h 0 . 5 6 0 . 0 9 0 . 0 3 9 0 . 0 7 2 2LW m??? ? ? ? ? ?（ ） （ ） 液 柱 ③ 液體表面張力的阻力 ?h 由下式計(jì)算，即 304 4 2 0 . 0 8 1 0h 0 . 0 0 2 0g d 8 0 7 . 5 9 . 8 1 0 . 0 0 5LL m??? ???? ? ??? 液 柱 氣體通過每層塔板的液柱高度 可下式計(jì)算ph ，即 p c 1h h h h?? ? ? ?ph ++= 液柱 氣體通過每層塔板的壓降為 ??? ghpp LP ? = 液面落差 對于篩板塔，液面落差很小，且塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。 液沫夾帶 液沫夾帶量由下式計(jì)算，即 af 10e hVLTH?? ? ???? ????? fh ? ? ? ? 故 3. 2635 .7 1 0 0 .9 8e 0 .0 4 5 9 k g2 0 .0 8 1 0 0 .4 5 0 .2 5V ????????????? 液∕ kg 氣 液 /kg 氣 故本設(shè)計(jì)在液沫夾帶在允許的范圍內(nèi) . 漏液 對篩板塔，漏液點(diǎn)氣速 0 min?， 可由下式計(jì)算，即 0 m i n 4 . 4 0 . 7 7 2 0 . 0 0 5 6 0 . 1 3 h h ) LLV? ???? ? ? ?， （ ） =∕ s 實(shí)際孔速 0 ? ∕ s 穩(wěn)定系數(shù)為 K= 00 ,m in1 0 .6 4 1 .7 36 .1 5 7uu ??﹥ 故設(shè)計(jì)中無明顯漏液。 32 液泛 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層高 dH 應(yīng)服從下式的關(guān)系： ）（ wd h?? THH ? 苯乙烯 焦油物系屬一般物系，取 ?? ，則 wh 0. 5 0. 45 0. 09 0. 26 5mTH? ? ? ? ?（ ） （ ） 而 dpd hhh ??? LH 板上不設(shè)進(jìn)口堰， dh 可由下式計(jì)算， 即 2d0h = 0 .1 5 3 ( ) 0 .0 0 1 m? ? 液 柱 dH =++= 液柱 ）（ wd h?? THH ? 故本設(shè)計(jì)中不會(huì)發(fā)生液泛現(xiàn)象。 33 第 7 章 精餾塔工藝參數(shù)匯總 通過對整個(gè)工藝流程和苯乙烯精餾塔進(jìn)行了物料衡算，熱量衡算，以及對苯乙烯精餾塔的塔徑、 塔高及其他相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，理論上進(jìn)行了尺寸計(jì)算及選擇。并且分別對精餾段、提餾段進(jìn)行校核。年產(chǎn) 30萬噸苯乙烯車間粗苯乙烯車間精餾工段的工藝設(shè)計(jì)如下表 所示 ： 表 篩板塔工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算數(shù)據(jù) (精餾段 /提餾段） 1 平均溫度 tm ℃ 2 平均壓力 Pm kPa 3 氣相流量 Vs m3 /h 4 液相流量 Ls m3 /h 5 實(shí)際塔板數(shù) Nt 45 6 有效高度 Z m 7 塔徑 D m 8 板間距 HT m 9 溢流形式（降液管） 雙溢流弓形 10 堰長