【導(dǎo)讀】第1章精餾方案的說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。第節(jié)采用強(qiáng)制回流（冷回流）．．．．．．．．．．．．．．．。第節(jié)塔釜加熱方式、加熱介質(zhì)．．．．．．．．．．．．．．。第節(jié)塔頂冷凝方式、冷卻介質(zhì)．．．．．．．．．．．．．．。第節(jié)生產(chǎn)性質(zhì)及用途．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。第節(jié)安全與環(huán)保．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。第節(jié)反應(yīng)機(jī)理及影響因素分析。案，根據(jù)給出的原料性質(zhì)及組成、產(chǎn)品性質(zhì)及組成，對(duì)精餾塔進(jìn)行設(shè)計(jì)和物料衡。通過設(shè)計(jì)核算及試差等計(jì)算初步確定精餾塔的進(jìn)料、塔頂、塔底操作條件及。裝置原料中，烯烴的存在，會(huì)導(dǎo)致苯、甲苯產(chǎn)品的酸洗比色不合格，因此必須。本裝置流程包括烯烴加氫反應(yīng)單元和精餾單元兩部分。交換熱量后，進(jìn)入加熱爐L101進(jìn)行加熱，再進(jìn)入反應(yīng)器R101，經(jīng)過烯烴飽和加。組成和一定分離要求下的自動(dòng)控制系統(tǒng)以保證正常操作。頂產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品冷卻器進(jìn)入產(chǎn)品

　　

【正文】 LlVowwLLdpWL????????? )( ????? wrrpd HHhhH 20)4/( ndVgu ?? 2 aavo FFuF?????? 3/23/2 LowwL Low Vhhh Vh ????? 4 8 3/2273/263/23426?????????????????LgLgLggdVVVVVVVH 表 35 液泛線作圖數(shù)據(jù) 提餾段 20021 ????????? CughLVd ?? 203/23))/(()(hlVhrEhowhhhhhhWLlVowwLLdpWL????????? )( ????? wrrpd HHhhH 序號(hào) VL (m3/h) HL （ m） Vg (m3/h) ① 8 ② 15 ③ 20 39 20)4/( ndVgu ?? 2 aavo FFuF?????? 3/23/2003 LowwL Low Vhhh Vh ????? 4 8 5 102 5 9 4 3 1 8 8 5 9 3/2283/253/23427?????????????????LgLgLggdVVVVVVVH 表 36 液泛線作圖數(shù)據(jù) 第五章 輔助設(shè)備選型計(jì)算 第 節(jié) 換熱器的計(jì)算選型 加熱蒸汽用量與冷卻水量的計(jì)算 加熱蒸汽用量 （ 1）工藝條件 848m m H gP933m m H gP763m m H gP???進(jìn)料底頂 原料及回流溫度 C ( )30T o1 ? ( k m o l / h ) / ( k m o l / h ) / ( k m o l / h ) / h2501D2 . 2 6 6R??????? (2)熱量衡算 ① 塔頂苯蒸汽帶出熱量 1Q 11 VHQ? 序號(hào) VL (m3/h) HL （ m） Vg (m3/h) ① 16 2304 ② 25 2173 ③ 30 2055 40 已知： hkgV /? 1H 塔頂苯汽熱焓查得： )/(1321 kgkcalH ? 則： )/( 3 8 8 9 0 8 21 hk c a lQ ??? ② 塔底殘液帶出熱量 2Q （以甲苯為計(jì)算依據(jù)） )/(532 kgkcalH ? )/( 7 5 2 hk c a lWHQ ???? ③ 塔體散熱量 3Q ? ?CDtt ttfAQ ??3 tA 聯(lián)合給熱系數(shù) WAt ?? W 為風(fēng)速，所以 smW /? ,則 Cmhk c a lA ot 2/ ???? 1f 為塔外表面積 ,，所以取 21 30mf ? bt 為塔外表溫度，所以取 Ct ob 30? ct 室外空氣溫度，按冬季室外采暖計(jì)算溫度 Ct oc 10?? 則 ? ?? ? hk c a lQ / ?????? ④ 總輸出熱量 TQ hk c a l T / 8 3 5 8 11 7 1 6 7 5 2 3 8 8 9 6321 ??????? ⑤ 原料帶入熱量 4Q hk c alFHQ kgk c alH / ????? ⑥ 回流帶入熱量 5Q kgkcalH /125 ? 已知 : hkgL /? hk c a lLHQ /4 0 4 0 6 0123 6 8 3 855 ???? 41 ⑦ 塔底再沸器供熱量 6Q hk c a l T /1 3 2 8 2 8 9)4 0 4 0 6 1 2 3 2( 8 3 5 8 1)( 546 ??????? 間接蒸汽壓力取 （絕對(duì)壓強(qiáng)），查得相應(yīng)飽和水蒸汽溫度為 Co169 飽和蒸氣的比汽化焓為 kgkJ/2055 hkg /???蒸汽消耗量 冷卻水量的計(jì)算 （ 1）工藝條件 KTCtKTCtKTCtFoFWoWDoD????????? 冷凝液出口溫度 Ct o301 ? 苯 蒸汽進(jìn)口溫度 Ct 02 ? 冷卻水進(jìn)口溫度 Ct o153 ? 冷卻水 出 口溫度 Ct o354 ? （ 2）熱量衡算 由于塔頂餾出液主要是純苯，因此計(jì)算時(shí)以苯的有關(guān)參數(shù)為準(zhǔn)，焓的基準(zhǔn)為 Co0 。 冷凝液量 hkgV g /? ① 苯蒸汽在冷凝段放出熱量 ogrVQ?1 查得： Co30 時(shí)， kgkcalH /121 ? 時(shí)， kgkcalH /332 ? 查苯 蒸汽的汽化焓 kgkcalro /94? 則： hk c alrVQ og / ???? 苯在冷卻段放出熱量 2Q hk c alHHVQ g / 5 7 3 3)1233( 0 8 2)( 122 ?????? ② 冷卻水耗量 G 42 CkgkcalC o/1? ? ? ? ?? ? hkgTTC QG / 37 5934 ??? ???? ③ 水在冷卻段內(nèi)溫升 t? CCCGQtoo )/(2???????? ④ 平均溫差 a 冷凝段溫差 1t? ? ? Ct ???? b 冷卻段溫差 2t? 則 2t 取對(duì)數(shù)平均值 Ct 15 ???? 換熱器的確定 換熱面積的計(jì)算 Ct oW ? 則： Ct 1 71 6 9 ???? 換熱面積 tKQA ?? 6 取總轉(zhuǎn)熱系數(shù) CmhkcalK o2/4 2 0? 26 )( 289 mtKQA ????? 350C 苯蒸汽 Co 冷卻水 Co 300C 150C 苯蒸汽 Co 冷卻水 Co 43 按 20％的裕量考慮，實(shí)際需換熱面積： % mA ???實(shí) 選用再沸器規(guī)格為： 其型號(hào)為： 即 FA50080162 表 41 換熱面積的計(jì)算 （ 1）冷凝段換熱面積 1111 KtQA ?? 取冷凝段總傳熱系數(shù) CmhkcalK o21 /2 8 0? ? ? 211 11 375 9 mKtQA ????? （ 2）冷卻段換熱面積 冷卻器選用單殼程，溫度修正系數(shù) ? 11121212 ??????????????tTttPttTTR 查得， ?? ，則 Ctt ?????? ? 換熱面積 2222 KtQA ??? 外殼直徑 DN 500mm 公稱面積 A 80m2 公稱壓強(qiáng) PN 管子尺寸 d ? 19? 2 管子 L 6m 管程數(shù) NP 2 管數(shù) NT 228 中心排管數(shù) 16 計(jì)算 換熱面積 管子排列方式 正方形 44 取冷卻段總傳熱系數(shù) CmhkcalK o22 /70? 則： 22222 33 mKtQA ?????? 則總傳熱面積： 221 mAAA ????? 按 25％的裕量考慮，實(shí)際需換熱面積： % mA ???實(shí) 選用冷凝卻器的規(guī)格為： 其型號(hào)為： 即 FB60095162 表 42 第 管道尺寸的確定 uVd4?? 原料入口管 取 smu /2? )(28)( mmmd ????? 塔頂蒸汽管 取 smu /30? )(133)( mmmd ????? 外殼直徑 DN 600mm 公稱面積 A 95 m2 公稱壓強(qiáng) PN 管子尺寸 d ? 19? 2 管子 L 6m 管程數(shù) NP 2 管數(shù) NT 208 中心排管數(shù) 24 計(jì)算換熱面積 管子排列方式 正方形 45 再沸器升氣管 取 smu /35? )(141)( mmmd ????? 第 原料槽、成品槽的確定 原料槽 hr8?? ?? mV F ???? ??槽 取 H=， 32 ???? DDV D=(m) H=(m) 成品槽 按 8 天存量時(shí)間設(shè)計(jì) D=? 24? 8= 每個(gè)貯槽按 65m3設(shè)計(jì)， n=(個(gè) ) 因此，按 5 個(gè)貯槽布置。 第六章 設(shè)計(jì)結(jié)果概要及分析討論 本精餾設(shè)計(jì)方案從整體上看，設(shè)計(jì)趨于準(zhǔn)確，一般情況下操作安全，操作彈性也比較大，可 以完成生產(chǎn)任務(wù)的要求。流程中設(shè)有自動(dòng)控制系統(tǒng)可以保證一定的塔效率，輔助設(shè)備充分滿足要求，并且在設(shè)計(jì)中選用了節(jié)能型工藝流程，具有一定的優(yōu)越性。 第 數(shù)據(jù)要求 在計(jì)算過程中，數(shù)據(jù)比較精確，大多數(shù)據(jù)采用 Excel 計(jì)算，其中以精餾塔塔頂、塔釜、進(jìn)料板及進(jìn)料溫度為代表的試差計(jì)算以及第一塊板、塔釜物料流量等重要數(shù)據(jù)的求取。 46 第 設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 在本設(shè)計(jì)中考慮了能量的綜合利用和能量合理的利用，用塔頂蒸汽預(yù)熱原料，一方面為原料的預(yù)熱提供了熱量，節(jié)約了水蒸汽的用量，另一方面，本產(chǎn)品本身得到一 部分的冷凝，節(jié)約了冷凝水的用量，按每沒 m3水為 1 元，每噸水蒸汽為 50 元算，每年節(jié)約近 5 萬元。同時(shí)，在整個(gè)流程中用氣動(dòng)閥控制，在操作過程中某一關(guān)鍵步驟出現(xiàn)非正常時(shí)，自動(dòng)裝置就會(huì)及時(shí)反應(yīng)并自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免人為的失誤。在整個(gè)操作過程中，主要控制進(jìn)料版、進(jìn)料、塔頂、塔釜的回流溫度及壓力。 第 存在的問題 在設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)時(shí)間較短，只計(jì)算了原料泵、再沸器、塔頂冷凝冷卻器。其他的輔助設(shè)備泵和換熱器都只是估算。 在選取冷凝器時(shí)，用塔頂蒸汽預(yù)熱原料的換熱器沒有算，但從熱量衡算中可看出，其熱量很小，所需的換熱器 應(yīng)是一個(gè)小型換熱器。 47 第七章 參考文獻(xiàn) 1 陳敏恒等 .《化工原理》上下冊(cè) .化學(xué)工業(yè)出版社 .2021 年 5 月第 3 版 2 馮伯華 .《化學(xué)工程手冊(cè)》第 6 卷 .化學(xué)工業(yè)出版社 .1989 年 10 月第 1版 3 包 丕 琴 .《華工原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 .北京化工大學(xué)化工原理教研室 .1997 年 4月 4 陳洪鈁 .《化工分離過程》，化學(xué)工業(yè)出版社， 1995 年 5 月第 1 版 5 陳鐘秀 .《化工熱力學(xué)》 .化學(xué)工業(yè)出版社 .1993 年 11 月第 1 版 6 沈復(fù)等 .《石油加工單元過程原理》上下冊(cè) .中國石化出版社 .2021 年 8 月第 1版 .《冷換設(shè)備工藝計(jì)算手冊(cè)》 .中國石化出版社 .2021 年 9 月第 1 版 .《煉油設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)》中國石化出版社 .2021 年 1 月第 1 版 .《石油化工儀表自動(dòng)化》中國石化出版社 .1994 年 5 月第 1 版 .《化工設(shè)備》中國石化出版社 .1996 年 6 月第 1 版 李陽初 .《石油加工單元過程原理》中國石化出版社 .2021 年 8 月第 1 版 .《化工原理》化學(xué)工業(yè)出版社 . 2021 年 1 月第 10 版 48 符號(hào)說明 A 換熱面積 m2 Aa 鼓泡區(qū)面積 m2 Af 降液管橫截面積 m2 An 有效傳質(zhì)區(qū)面積 m2 Ao 篩孔面積 m2 AT 塔橫截面積 m2 A 質(zhì)量分率 C 負(fù)荷系數(shù) CP 比熱 KJ/Kg． OC(KJ/Kg． K) D 塔頂產(chǎn)品流率 Kmol/h(Kg/h) Dg 公稱直徑 m DT 塔徑