【正文】 故選用28個(gè)地腳螺栓，滿足要求。（1）由試驗(yàn)壓力引起的環(huán)向應(yīng)力試驗(yàn)壓力因?yàn)? 故滿足要求。 圖51 塔體和裙座機(jī)械計(jì)算簡(jiǎn)圖地震影響系數(shù)結(jié)構(gòu)綜合影響系數(shù) 。由于為了對(duì)碳丙液的合理回收利用，所以對(duì)排放的凈化氣體中的液相夾帶要求較嚴(yán)格，故可采用塑料絲編結(jié)而成的絲網(wǎng)除沫器除液沫裝置。采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自由截面較大、金屬耗用量較小的柵板作為支撐板。直列排管式液體分布器的安裝位置高于填料層表面150mm。一個(gè)主管和若干個(gè)分管組成。所以108（）=105 cm2/s =106m2/h 108（）=105 cm2/s =106m2/h式中， 和為PC在25℃和30℃時(shí)的黏度。溫度分布可利用各區(qū)間的熱量衡算求出。 填料吸收塔計(jì)算一覽表吸收塔類型：塑料鮑爾環(huán)吸收填料塔混合氣處理量：213900Nm3/h工藝參數(shù)物料名稱碳酸丙烯酯（PC）合成氨變換氣操作壓力，kPa28002800操作溫度，℃3535流量，kg/h223052096484塔徑，mm兩個(gè)塔，每個(gè)塔塔徑2100填料層高度，m16填料層壓降，KPa操作氣液比解吸塔的設(shè)計(jì)條件：碳酸丙烯酯液（富液）處理量為吸收塔出塔液量L1=4578590kg/h，35℃，出塔液為吸收塔入塔液量已知條件：入塔液為吸收塔處塔液量：由PC密度公式得在25℃時(shí)，CO2在解析塔出口濃度為y1，CO2的解析率為98%。查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》[17]，選用梁形氣體噴射式限制器（HG/T215121995），公稱直徑DN8004000mm的限制器，采用卡子K10B(K14B)(JB11191981)。填料支撐裝置對(duì)于保證填料塔的操作性能具有重大作用。 布液管管數(shù)及孔數(shù)管數(shù)123456789101112131415孔數(shù)144144152152156156158158162162162162164164164管數(shù)161718192021222324252627282930水平和垂直主管內(nèi)徑計(jì)算：水平和垂直主管內(nèi)徑為入塔液管的內(nèi)徑，直列排管直徑d1的計(jì)算：，共設(shè)計(jì)布置30排，得（2）確定孔間距設(shè)定分布器與塔內(nèi)徑距離為20mm，則每根直列排管下部排2排布液孔，孔徑為5mm。選用管式液體分布器。液體沿填料層下流時(shí)，有逐漸向塔壁方向集中的趨勢(shì)，形成壁流效應(yīng)。s =（m。atm）液相：kL= CO2在兩相中的擴(kuò)散系數(shù)（1）CO2在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)DG首先計(jì)算CO2在各組分中的擴(kuò)散系數(shù)，然后再計(jì)算混合氣體中的擴(kuò)散系數(shù)。s）又溶劑的蒸汽壓很低，忽略溶劑的蒸發(fā)與夾帶損失，并視作為恒定不變，那么有L′=2229780/（3600）=（m2h）選擇d=50mm塑料鮑爾環(huán)（米字筋），其填料因子φ=120m1，ε=，比表面積at=，BainHougen關(guān)聯(lián)式常數(shù)A=，K=。CO2：2139003757= Nm3/h %CO：2139003757= Nm3/h %H2：213900+3757= Nm3/h %N2：213900+= Nm3/h % Nm3/h % 出塔氣的平均摩爾質(zhì)量：2=44+28+2+28=出塔氣的質(zhì)量流量：V2=247。說(shuō)明：，故計(jì)算的實(shí)際溶解量時(shí)應(yīng)將其扣除。有人關(guān)聯(lián)出了CO2再PC中溶解的相平衡關(guān)系，因數(shù)據(jù)來(lái)源不同，關(guān)聯(lián)式略有差異[12]。生產(chǎn)車間實(shí)行三班制，每班八小時(shí)，機(jī)械設(shè)備大修每二年一次，機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)每一年一次。他們盡量靠近其服務(wù)的車間。因此，在國(guó)際經(jīng)濟(jì)與國(guó)家政策的前提下，將合成氨的風(fēng)險(xiǎn)和利潤(rùn)投入到中間工序脫碳工段，對(duì)陷入困境的化工行業(yè)是一個(gè)很好的出路，對(duì)內(nèi)外交困的合成氨行業(yè)來(lái)說(shuō)，可以避免風(fēng)險(xiǎn)，降低成本。復(fù)合溶劑法的優(yōu)點(diǎn)從選擇性和吸收能力分析，特別是高分壓下，選擇合適的復(fù)合溶劑，優(yōu)于純?nèi)軇?，顯著地提高了溶劑的吸收能力；另一方面明顯地降低了能耗。目前，碳丙脫碳技術(shù)已提高到一個(gè)新的階段，工業(yè)應(yīng)用的或即將應(yīng)用的最有吸引力的進(jìn)展有以下幾個(gè)方面。（1）碳酸丙烯酯脫碳流程簡(jiǎn)述貧碳酸丙烯酯溶液從二氧化碳吸收塔塔頂噴淋下來(lái)，由塔底排出稱為富液。氣體自水洗塔塔頂出來(lái)進(jìn)入分離器，自分離器出來(lái)的氣體進(jìn)入二氧化碳吸收塔底部，與塔頂噴淋下來(lái)的碳酸丙烯酯溶液逆流接觸，將二氧化碳脫至工藝指標(biāo)內(nèi)。因此，很快得到了推廣，并擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，技術(shù)上也趨于成熟。（PC）法脫碳工藝基本原理PC為環(huán)狀有機(jī)碳酸酯類化合物，分子CH3CHOCO2CH2，該法在國(guó)外稱Fluor法。低溫甲醇洗工藝（Rectisol Process）系由德國(guó)林德公司（Linde）和魯奇公司（Lurgi）開(kāi)發(fā)，是利用甲醇溶劑對(duì)各種氣體溶解度的顯著差別，可同時(shí)或分段脫除H2S、CO2和各種有機(jī)硫等雜質(zhì)，具有氣體凈化度高、選擇性好、溶液吸收能力強(qiáng)，操作費(fèi)用低等特點(diǎn)，是一種技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的氣體凈化工藝。變壓吸附氣體分離凈化技術(shù)，簡(jiǎn)稱PSA（Pressure Swing Adsorption）。NHD氣體凈化技術(shù)改造系脫除酸性氣體的物理吸收新工藝，適合于合成氣、天然氣、城市煤氣等的脫硫脫碳。苯菲爾法可在高溫下運(yùn)行，再生熱低，添加的V2O5可防腐蝕，但該工藝需對(duì)設(shè)備進(jìn)行釩化處理，要求工人的操作水平較高，并且浪費(fèi)溶劑，能耗大，特別蒸汽用得多，有效氣體損失也大，運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。我國(guó)棲霞山化肥廠就采用了這種工藝。在MDEA溶液中添加少量活化劑即為aMDEA法，活化劑為瞇哇、甲基咪哇等，濃度約為25%。（2）碳酸鉀溶液作吸收劑的脫碳工藝，即熱鉀堿脫碳工藝有：①無(wú)毒GV法；②苯菲爾法；③催化熱鉀堿（Cata carb）法；④Flexsorb法[2]。在合成氨的整個(gè)系統(tǒng)中，脫碳單元將為系統(tǒng)關(guān)鍵主項(xiàng)，脫碳工序運(yùn)行的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)裝置的安全穩(wěn)定與否。此外，CO2還是重要的化工原料，如合成尿素就需以CO2為主要原料。在最終產(chǎn)品為尿素的合成氨中，脫碳單元處于承前啟后的關(guān)鍵位置，其作用既是凈化合成氣，又是回收高純度的尿素原料CO2。中國(guó)開(kāi)發(fā)的用氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國(guó)、意大利等國(guó)開(kāi)發(fā)的變換氣氣提法聯(lián)合生產(chǎn)尿素工藝，都有明顯的優(yōu)點(diǎn)。原料路線的變化方向。目前我國(guó)合成氨產(chǎn)能和產(chǎn)量己躍居世界前列。陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨脫碳工段工藝設(shè)計(jì)I陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 1 緒 論 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 5 5（PC）法脫碳工藝基本原理 5 5 5 5 5 6 PC法脫碳技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 6 72 全廠總平面的布置和設(shè)計(jì) 8 8 8 8 8 83 吸收塔和解吸塔的物料衡算和熱量衡算 10 10 PC的密度與溫度的關(guān)系 10 PC的蒸汽壓 11 PC的黏度 11 11 11 溶劑夾帶量 11 溶液帶出的氣量 11 11 12 12 12 12 12 12 12 13 CO2的溶解熱 13 134 吸收塔和解吸塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 14 14 14 14 14 14 15 15 15 氣相傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算 16 氣相總傳質(zhì)單元高度 16 20 20 21 22 22 22 22 22 22 22 23 23 23 23 24 24 24 24 25 25 29 29 29 30 31 315 塔內(nèi)件機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核 32 32 32 32 33 34 36 36 37 39 39 40 40 40 41 41 42 44 45 45 47 486 輔助設(shè)備設(shè)計(jì)與選取 49 49 49 50 50 50 50 50主要符號(hào)說(shuō)明 51參考文獻(xiàn) 52附圖 53致謝 54陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒 論1898年，（又稱石灰氮），進(jìn)一步與過(guò)熱水蒸氣反應(yīng)即可獲得氨： CaCN2＋3H2O（g）→2NH3（g）＋CaCO3在合成氨工業(yè)化生產(chǎn)的歷史中，合成氨的生產(chǎn)規(guī)模（以合成塔單塔能力為依據(jù)）隨著機(jī)械、設(shè)備、儀表、催化劑等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展而有了極大提高。但是，由于在我國(guó)合成氨工業(yè)中，中小型裝置多，技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，國(guó)產(chǎn)化水平低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的迫切需要，因此，開(kāi)發(fā)新技術(shù)的同時(shí)利用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型來(lái)提高設(shè)汁、生產(chǎn)、操作和管理等的核算能力，促進(jìn)設(shè)計(jì)、管理和生產(chǎn)操作的優(yōu)化，從而推動(dòng)合成氨工業(yè)發(fā)展，提升整體技術(shù)水平，己成為國(guó)內(nèi)當(dāng)前化學(xué)工程科研、工程設(shè)計(jì)的重要課題。從世界燃料儲(chǔ)量來(lái)看，煤的儲(chǔ)量約為石油、天然氣總和的10倍，自從70年代中東石油漲價(jià)后，從煤制氨路線重新受到重視，但因以天然氣為原料的合成氨裝置投資低、能耗低、成本低的緣故，預(yù)計(jì)到20世紀(jì)末，世界大多數(shù)合成氨廠仍將以氣體燃料為主要原料。合成氨是一個(gè)傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)，誕生于二十世紀(jì)初。以滬天化1000t/d合成氨裝置脫碳單元為例，%以下，以避免甲烷化系統(tǒng)超溫并產(chǎn)生增加能耗的的合成惰氣，同時(shí)將吸收的CO2再生為99%純度的產(chǎn)品CO2。因此合成氨生產(chǎn)中把脫除工藝氣中CO2的過(guò)程稱為“脫碳”，在合成氨尿素聯(lián)產(chǎn)的化肥裝置中，它兼有凈化氣體和回收純凈CO2的兩個(gè)目的。脫碳系統(tǒng)的能力將影響合成氨裝置和尿素裝置的能力。MEA法是一種比較老的脫碳方法?；钚訫DEA工藝開(kāi)發(fā)于20世紀(jì)60年代末，第一套活化MDEA脫碳工藝裝置是1971年在德國(guó)BAFS公司氨三廠投入使用在此后的幾年里，另有8套裝置采用了活化MDEA，這些裝置的成功使用，使得aMDEA工藝自1982年后備受歡迎。由美國(guó)聯(lián)碳公司開(kāi)發(fā)的低熱耗苯菲爾法，用二乙醇胺(DEA)作活化劑，V2O5作為腐蝕防護(hù)劑。物理洗滌是CO2被溶劑吸收時(shí)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶劑減壓后釋放CO2 (不必加熱)，解吸后的溶液循環(huán)使用。NHD具有對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，對(duì)COH2S等酸性氣體的吸收能力強(qiáng)、蒸汽壓低，揮發(fā)性小、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好、不會(huì)起泡，無(wú)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，并且該法在NHD的再生過(guò)程中幾乎不需要能量，通常利用空分裝置富余的低壓氮?dú)庠跉馓崴M(jìn)行脫碳富液的氣提再生，其優(yōu)點(diǎn)是減少利用空氣氣提帶來(lái)系統(tǒng)內(nèi)NHD溶液含水量的富集，省去了空氣水冷、氣水分離及NHD脫水設(shè)備，節(jié)約了投資，簡(jiǎn)化了流程[8]。變壓吸附法是近幾年才用于合成氣凈化的，它屬于干法，采用固體吸附劑在改變壓力的情況下，進(jìn)行（加壓）吸附CO2或（減壓）解吸。自1954年Lurgi公司在南非Sasol建成世界上第一套工業(yè)規(guī)模的示范性裝置以來(lái)，目前有100余套裝置投入運(yùn)行，尤其是大型渣油氣化和煤氣化裝置的氣體凈化均采用低溫甲醇洗工藝。PC法是南化集團(tuán)研究院等單位于20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的技術(shù)，1979年通過(guò)化工部鑒定。由于碳丙脫碳純屬物理過(guò)程，因而它的能耗主要消耗在輸送流體所須的電能。凈化氣由吸收塔頂部出來(lái)進(jìn)入凈化氣洗滌塔底部，與自上而下的稀液（或脫鹽水）逆流接觸，將凈化氣中夾帶的碳酸丙烯酯液滴與蒸氣洗滌下來(lái)，凈化氣由塔頂出來(lái)后進(jìn)入凈化氣分離器，將凈化氣夾帶的碳酸丙烯酯霧沫進(jìn)一步分離，凈化氣由分離器頂部出來(lái)回壓縮機(jī)四段入口總管。富液經(jīng)自調(diào)閥進(jìn)入溶液泵渦輪機(jī)組的渦輪，減壓后進(jìn)入閃蒸槽，自閃蒸槽出來(lái)的碳酸丙烯酯液一部分進(jìn)入過(guò)濾器，大部分不經(jīng)過(guò)過(guò)濾器，二者混合過(guò)后進(jìn)入常解汽提塔的常解段，碳酸丙烯酯液自常解段底部出來(lái)經(jīng)過(guò)兩液封槽進(jìn)入汽提塔頂部，與自下而上的空氣逆流接觸，將碳酸丙烯酯溶液中的二氧化碳進(jìn)一步汽提出來(lái)，經(jīng)汽提后的碳酸丙烯酯溶液為貧液，貧液由汽提塔出來(lái)進(jìn)入循環(huán)槽，再由循環(huán)槽進(jìn)入溶液泵渦輪機(jī)組的溶液泵，由泵加壓后經(jīng)碳酸丙烯酯溶液冷卻器降溫，進(jìn)入二氧化碳吸收塔，從而完成了碳酸丙烯酯溶液的整個(gè)解吸過(guò)程。 PC法脫碳技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 塔器的優(yōu)化包括塔徑、塔填料、塔內(nèi)件、塔過(guò)程控制的技術(shù)改造，改造后往往可提高20%50%或更高的生產(chǎn)能力，改造主要分兩部分進(jìn)行:一是脫碳塔氣液分布器和填料的改造，其目的是提高通氣量和強(qiáng)化氣液接觸效率，加大潤(rùn)濕面積。除此以外，復(fù)合溶劑為了達(dá)到操作特性要求所作的混合過(guò)程，還具有其它方面的靈活性，即復(fù)合溶劑的組成。此工藝能有效縮短流程，降低能源消耗，減少污染排放，在提高產(chǎn)品附加值的同時(shí)也填補(bǔ)了脫碳工藝的國(guó)內(nèi)空白，并且為合成氨領(lǐng)域的進(jìn)步積累了難得經(jīng)驗(yàn)。這樣可以減少管路的鋪設(shè)和運(yùn)輸過(guò)程的損耗。 合成氨全廠人員編制工種班制男女總?cè)藬?shù)熱電崗位333原料崗位333造氣崗位333變換崗位333脫碳崗位333甲烷化崗位333壓縮崗位333脫硫崗位333尿素崗位333司爐崗位333技術(shù)員1314安全員