【正文】 其他各塔冷凝器的簡單選型 T0401塔塔頂冷凝器的簡單選型由PRO/Ⅱ模擬：混合氣體（殼程） ℃℃水（管程） 55℃25℃按熱量衡算有：本設(shè)計固定管板式列管換熱器。折流板數(shù) 換熱器內(nèi)流體的流動阻力 管程流體阻力由，絕對粗糙度,查得，查莫狄圖，得流速，所以 1． 經(jīng)直管引起的壓力降 2． 經(jīng)彎管引起的壓力降 3． 總壓力降列管換熱器的設(shè)計必須滿足工藝上提出的壓強降要求。計算所需傳熱面積A：所選換熱器的實際傳熱面積為： 核算結(jié)果表明，%的裕度，查閱相關(guān)文獻[17]，裕度通常為10%~15%。選擇φ252mm的換熱管則：，b=。故本設(shè)計固定管板式列管換熱器。51 兩流體在定性溫度下的物性數(shù)據(jù)流體物性溫度t（℃）密度ρ（kg/m3）粘度μ（mPa則,本次取.由，精餾段填料層高度為提餾段填料層高度為其中：—理論板數(shù)—傳質(zhì)單元數(shù)，m?？紤]到再沸器，取裙座高。 （5）進料板處板間距：考慮在進口處安裝防沖設(shè)施，取進料板處板間距。則封頭高度。設(shè)計取分段高度為6m，故精餾段分4段，提餾段分4段。 塔高度的計算填料共分為4段，由塔頂至塔底總高為23m；再分布器共4個，總高度為；人孔共4個，總高度為；封頭：塔頂空間（包括一個人孔、一個再分布器和一個除沫器）：塔底空間（包括一個人孔）：2m裙座高度：則塔的總高度： 其他各塔塔高的確定 T0401塔高的確定該塔為填料塔，由PRO/II模擬結(jié)果可知，塔板總數(shù)為79（不包含冷凝器與再沸器），進料板為第39塊塔板。（3）絲網(wǎng)層除沫器。它能除去50μm以上的霧滴，壓力降一般為。設(shè)計采用溢流分布器。 液體分布器按照布液作用的原理，液體分布器可分為靠壓差分布的多孔型和靠重力分布的溢流型兩大類。其型式分柵條壓板和絲網(wǎng)壓板等。（1）填料壓板。填料的支撐裝置選用柵板式支撐板，柵板分成四塊。柵板結(jié)構(gòu)簡單、自由截面積較大、金屬耗用量較少，所以柵板型支承板較多用，以防止填料掉落。表33 各塔塔徑一覽表塔編號塔徑/mmT04014600T04021000T04033000T0404600第 4 章 T0403附屬內(nèi)件的選型和計算 填料支承板填料支承板用于支承填料層及其持液的重量，為使其氣、液兩相流體順利通過，其開孔率要大于填料層的空隙率，以防止在此發(fā)生液泛。 填料層壓降計算對250Y金屬孔板波紋填料，每米填料層壓降為精餾段填料層壓降為：提餾段填料層壓降為：填料層總壓降為： 其他各塔塔徑的確定使用PRO/II中對手工計算的T0403塔徑進行校核。 液體噴淋密度及空塔氣速的核算計算公式精餾段液體噴淋密度為精餾段空塔氣速為提餾段液體噴淋密度為提餾段空塔氣速為 填料層高度的計算填料層高度的計算采用理論板當(dāng)量高度法。 塔徑的計算與選擇（1）精餾段液相質(zhì)量流量：氣相質(zhì)量流量：采用金屬孔板波紋250Y填料，查柴誠敬著《化工原理》下冊，附錄二、2，得相關(guān)數(shù)據(jù)如下：比表面積，空隙率； 填料的泛點氣速可由貝恩（Bain）霍根（Hougen）關(guān)聯(lián)式計算：解得：以上式中：—泛點氣速，m/s；g—重力加速度，；at—填料總比表面積，m2/m3；ε—填料層空隙率，m3/m3；、—氣相、液相密度，kg/m3；—液體黏度，mPa因此大體來說，各公司相近型號的金屬孔板波紋填料的性能基本一樣。金屬孔板波紋填料，例如麥勒帕克（Mellapak）是瑞士Sulzer公司產(chǎn)品，有12種規(guī)格，弗萊克西帕克（Flaxipak）的美國Koch公司買Sulzer公司Mellapak制造權(quán)的產(chǎn)品；吉姆帕克（Gempak）是美國Glitsh公司于1982年開發(fā)的產(chǎn)品共有5種規(guī)格。塔填料按其自身結(jié)構(gòu)和使用方式可分成散裝填料和規(guī)整填料兩大類。表31 T0403精餾段、提餾段相關(guān)數(shù)據(jù)匯總表精餾段提餾段溫度K壓力KPa氣相平均分子質(zhì)量kg/kmol液相平均分子質(zhì)量kg/kmol氣相平均密度kg/m3液相平均密度kg/m3液相平均表面張力mN/m液相平均黏度mPas氣相摩爾流率kmol/h液相摩爾流率kmol/h氣相體積流率m3/s液相體積流率m3/s氣相質(zhì)量流率kg/h液相質(zhì)量流率kg/h2968845197 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 填料的選擇塔填料是填料塔的核心內(nèi)件。（1）0℃時塔頂氣體上升的焓：塔頂以0℃為基準(zhǔn)： 由PROⅡ模擬的輸出結(jié)果：進入冷凝器的蒸汽量（2）回流液的焓：認為泡點回流進行計算，回流溫度由PROⅡ模擬的輸出結(jié)果：（3）塔頂流出液的焓因流出口與回流口組成可認為一樣，則平均摩爾熱容相等，所以有：（4）冷凝器消耗的焓 （5） 進料口的焓： （6）塔底殘液的焓：（7）再沸器提供的焓：塔釜熱損失為10%，則。 溫度壓力的確定以T0403為例，進行熱量衡算。：塔底殘液的焓。：回流液的焓。熱量衡算是能量衡算的一種，在能量衡算中占有主要地位。各項條件均滿足設(shè)計要求。T0401的物料衡算結(jié)果見表12~14。（3）乙苯/苯乙烯塔頂壓力乙苯/。PRO/II適用于：油/氣加工、煉油、化工、化學(xué)、工程和建筑、聚合物、精細化工/制藥等行業(yè)，主要用來模擬設(shè)計新工藝、評估改變的裝置配置、改進現(xiàn)有裝置、依據(jù)環(huán)境規(guī)則進行評估和證明、消除裝置工藝瓶頸、優(yōu)化和改進裝置產(chǎn)量和效益等[13]。物料平衡方程基本表達式為：∑F0=∑D+A+∑B式中：F0—輸入體系的物料質(zhì)量；D—離開體系的物料質(zhì)量；A—體系內(nèi)積累的物料質(zhì)量；B—過程損失的物料質(zhì)量。為進行能量衡算，設(shè)備選型或工藝設(shè)計，確定原料消耗定額等提供依據(jù)。物料衡算是三算中最基本的，因此進行工藝設(shè)計時，首先要進行物料衡算，物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒。Design I 目　　錄摘　　要 IAbstract II第一篇 設(shè)計說明書 1第 1 章 精餾的原理概述 1 精餾原理 1 減壓精餾 1 苯乙烯的精餾技術(shù) 2第 2 章 苯乙烯產(chǎn)品介紹 4 苯乙烯的用途 4 苯乙烯的性質(zhì) 4 應(yīng)急處置 5 苯乙烯的貯存 6 管理信息 6 危險特性 7第 3 章 苯乙烯的生產(chǎn)技術(shù) 8 生產(chǎn)技術(shù)概述 8 苯乙烯的生產(chǎn)技術(shù)及進展 8 乙苯脫氫法 8 環(huán)氧丙烷—苯乙烯聯(lián)產(chǎn)法 10 熱解汽油抽提蒸餾回收法 10 丁二烯合成法 11 其他生產(chǎn)方法 11 小結(jié) 11第 4 章 苯乙烯的供需現(xiàn)狀 13 國內(nèi)外苯乙烯生產(chǎn)情況 13 13 14 國內(nèi)外苯乙烯市場需求情況 16 16 16第 5 章 苯乙烯的發(fā)展前景及建議 18 苯乙烯的技術(shù)發(fā)展趨勢和前景 18 苯乙烯的發(fā)展建議 18第 6 章 工藝流程論述 20 苯乙烯的生產(chǎn)原理 20 工藝過程的確立 20 苯乙烯精餾工藝流程 21 主要工藝流程圖（PRO/II模擬） 22第 7 章 儀表及自控 23 精餾過程的操作分析 23 乙苯/苯乙烯分離塔（T0401）的主要儀表及自控 25 乙苯回收塔（T0402）的主要儀表及自控 25 苯乙烯塔（T0403）的主要儀表及自控 26 苯/甲苯分離塔（T0404）的主要儀表及自控 27 緊急停車 28第 8 章 生產(chǎn)工藝中的三廢 29 工業(yè)三廢概述 29 廢水、廢氣、廢渣來源 29 三廢的處理及綜合利用 29第 9 章 廠址選擇 32第 10 章 公用工程指標(biāo) 33第二篇 設(shè)計計算書 35第 1 章 物料衡算 36 物料衡算概述 36 計算依據(jù) 36 PRO/II在化工設(shè)計及模擬中的應(yīng)用 37 設(shè)計要求 37 模擬結(jié)果匯總 38 熱量衡算概述 41 計算依據(jù) 41 溫度壓力的確定 42 熱量衡算 42第 3 章 T0403設(shè)備計算 45 物性參數(shù)計算 45 溫度壓力的確定 45 平均相對分子質(zhì)量的計算 45 平均密度的計算 45 液相平均表面張力的計算 46 液相平均黏度的計算 46 汽液負荷計算 46 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 47 填料的選擇 47 塔徑的計算與選擇 48 液體噴淋密度及空塔氣速的核算 49 填料層高度的計算 50 填料層壓降計算 50 其他各塔塔徑的確定 50第 4 章 T0403附屬內(nèi)件的選型和計算 52 填料支承板 52 床層限制板 52 液體分布器 53 除沫器 53 塔高度的計算 53 其他各塔塔高的確定 54 T0401塔高的確定 54 T0402塔高的確定 54 T0404塔高的確定 56第 5 章 T0403塔塔頂冷凝器計算 57 確定流體流動的空間 57 計算傳熱負荷Q 57 選擇列管換熱器形式 57 估計傳熱面積 58 校核傳熱面積 58 冷凝傳熱系數(shù) 58 冷卻水側(cè)傳熱系數(shù) 58 總傳熱系數(shù)U計算 59 折流板 59 換熱器內(nèi)流體的流動阻力 60 管程流體阻力 60 殼程流動阻力 61 其他各塔冷凝器的簡單選型 61 T0401塔塔頂冷凝器的簡單選型 61 T0402塔塔頂冷凝器的簡單選型 62 T0404塔塔頂冷凝器的簡單選型 63第 6 章 塔底再沸器的計算與選型 65 T0401塔底再沸器的計算與選型 65 T0402塔底再沸器的計算與選型 65 T0403塔底再沸器的計算與選型 66 T0404塔底再沸器的計算與選型 67第 7 章 進料泵的設(shè)計與選型 69 泵吸入與排出管線流速 69 管路阻力系數(shù)的計算 70 進料泵的選型 70第 8 章 塔頂回流罐的選型 72 T0401塔頂回流罐的選型 72 T0402塔頂回流罐的選型 72 T0403塔頂回流罐的選型 72 T0404塔頂回流罐的選型 72第 9 章 塔接管的選型 74 T0401塔接管的選型 74 T0401塔進料管 74 T0401塔回流管 74 T0401塔塔底出料管 74 T0401塔塔頂蒸汽出料管 74 T0401塔塔底蒸汽進氣管 75 T0402塔接管的選型 75 T0402塔進料管 75 T0402塔回流管 75 T0402塔塔底出料管 75 T0402塔塔頂蒸汽出料管 76 T0402塔塔底蒸汽進氣管 76 T0403塔接管的選型 76 T0403塔進料管 76 T0403塔回流管 76 T0403塔塔底出料管 77 T0403塔塔頂蒸汽出料管 77 T0403塔塔底蒸汽進氣管 77 T0404塔接管的選型 77 T0404塔進料管 77 T0404塔回流管 77 T0404塔塔底出料管 78 T0404塔塔頂蒸汽出料管 78 T0404塔塔底蒸汽進氣管 78第 10 章 經(jīng)濟評價 79 化工技術(shù)經(jīng)濟分析的意義 79 技術(shù)指標(biāo)及基本參數(shù) 79 經(jīng)濟分析 84結(jié)　　論 87參 考 文 獻 88附錄A 相關(guān)參數(shù)的PRO/II模擬結(jié)果匯總 89附錄B 熱力學(xué)計算包使用方法及計算原理 94 熱力學(xué)計算包的使用方法 94 熱力學(xué)計算包的計算原理 96附錄C 主要符號說明 98附錄D 主要設(shè)備一覽表 99致　　謝 103 3 第二篇 設(shè)計計算書第 1 章 物料衡算 物料衡算概述物料衡算是化工設(shè)計計算中最基本、最重要的內(nèi)容之一。繪制了帶控制點的工藝流程圖，物料平衡圖，設(shè)備布置圖及管道布置圖。摘　　要本次設(shè)計的內(nèi)容是年產(chǎn)12萬噸苯乙烯減壓精餾系統(tǒng)模擬計算及工藝設(shè)計，采用連續(xù)精餾的方式，使用四個精餾塔，%產(chǎn)品苯乙烯以及乙苯、苯、甲苯和焦油等重組分。對塔頂冷凝器，進料泵，回流罐，塔接管等進行了計算選型和設(shè)計。 Distillation。隨著世界工業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)過程變得越來越復(fù)雜，對于衡量生產(chǎn)過程的經(jīng)濟性，合理性等問題，便成為組織生產(chǎn)中的重要問題，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)也是如此，生產(chǎn)過程的各項技術(shù)指標(biāo)，例如產(chǎn)品產(chǎn)量，原料消耗量，公用工程的水、電、氣的消耗量，聯(lián)產(chǎn)品和副產(chǎn)品的數(shù)量等都是十分重要的工藝指標(biāo)，為了衡量其先進性、經(jīng)濟性、合理性，就要進行化工生產(chǎn)中的局部或全部的物料衡算和熱量衡算。物料衡算采用的是定量的方法，計算出流程中計入與離開每一過程或設(shè)備的各物