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正文內(nèi)容

年產(chǎn)5萬噸丙酮工藝設計畢業(yè)論文-wenkub.com

2025-08-14 14:53 本頁面
   

【正文】 反應流程分為七個步驟: 1. 苯和丙烯經(jīng)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) 。 基礎環(huán)內(nèi)經(jīng): 1560 mm ; 基礎環(huán)外經(jīng): 1800 mm。 K—— 特性系數(shù),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(jié)果數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù) 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(shù) 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(nèi)停留時間 θ s 降液管內(nèi)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(jié)構(gòu)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。 按 80N? 重新核算孔速及閥孔 功能因素 精餾段: ? ? 8 . 8 0 m / s800 . 0 3 90 . 7 8 5 2 . 1 1Nd4π Vu 220 S01 ????? 1 1 . . 1 01 . 5 98 . 8 0F 0 ??? ,在 9~ 12之間,符合要求 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(shù): ?? =,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(jīng)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(shù): ?? =,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(jīng)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(xiàn)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(nèi)液層高度: dH =++= 取 ? =,板間距今為 , wh =,有 ? ? ?TwHh? =?(+)= 由此可見: dH ? ? ?TwHh? ,符合要求。S2 ????? /s0. 0 00 6 2m10 29 . 9 636 00 18 . 3812 5. 1836 00 ρMV L 3L2L2S2 ?? ??? ‘ 由 VVLm a x ρ ρρCu ?? 0 . . 0 20 . 9 01 0 2 9 . 9 61 . 0 40 . 0 0 0 6 2ρρVL2121V2L2S2S2 ?????????????????? 取板間距 ? ,板上液層的高度 ? ,則 0 .3 40 .0 60 .4 0hH LT ???? 查史密斯關聯(lián)圖可知: ?C 0 . 0 8 5205 4 . 1 00 . 0 720σCC 0 .20 .2L220 ??????????????? 1 . 2 8 7 m/ s0 . 9 0 0 . 9 01 0 2 9 . 9 60 . 0 8 5u m a x 2 ??? 取安全系數(shù)為 ,則空塔氣速為: 0 .9 0 1 m / s0 .7 uu m a x 22 ?? 1 . 2 1 m0 . 9 0 1π 1 . 0 44uπ V4D2S22 ??????? 按標準塔徑園整后為: ? 塔截面積為: 222T 1 . 5 3 8 6 m1 . 44πD4πA ????? 實際空塔氣速: 0 .5 9 m /s1 .5 3 8 60 .9 0 1u ?? 23 塔板主要工藝尺寸的計算 溢流裝置計算 因為 ? ,可選用單溢流弓形降液管,采用凹形受液盤。 F= = V=( R+1) D=( +1) =39。 因為 20 qqqD xy yxR ???m in = 8 8 3 2 6 2 3 9 8 ??? 一般操作回流比取最小回流比的 ~ 2倍,本設計取 倍 [10][12]。Fx = 4 4 ??, 39。 再沸器的熱負荷 入 熱量見表 13 表 塔入熱 物 料 進 料 回流液 加熱蒸汽 組分 丙酮 水 丙酮 流量:( kg/h) 溫度:( ℃ ) 40 比熱:( kJ/kg℃ ) 熱量 :( kJ/h) 763950 Q 加熱 Q 入 =Q 進料 +Q 回流液 +Q 加熱 = ++763950 +Q 加熱 = + Q 加熱 表 物料 精丙酮 回流液 殘液 熱損失 組分 丙酮 丙酮 丙酮 水 流量:( kg/h) 6945 溫 度:( ℃ ) 比熱:( kJ/kg℃ ) 潛熱: (kJ/kg) 熱量 :( kJ/h) 864180 10802253 13663 3706293 5%Q 入 所以 Q 出 = 864180+10802253+13663+3706293+ 5%Q 入 = 15386389+5%Q 入 因為: Q 出 = Q 入 所以: Q 入 = Q 出 = 16196199kJ/h 所以: Q加熱 =161961993102174= 13094024kJ/h 即再沸器的熱負荷為 13094024kJ/h. 已知水蒸氣的汽化熱為 kJ/kg 14 所以 : 需蒸汽 G3 蒸汽 = 1 8 1 1 81 3 0 9 4 0 2 5 ? kg/h 冷卻水用量計算 對熱流體: Q 入 = Q 產(chǎn)品精丙酮 +Q 回流液 = +763950= kJ/h Q 出 = Q 精甲醇 (液 )+Q 回流液 (液 ) =864180+10802253=11666433 kJ/h Q 傳 = 11666433? (15%)- = 8974799kJ/h 冷卻水溫: 20℃ 40℃ 所以:冷卻水用量 G3 水 = 1 0 0 01 8 8 9 7 4 7 9 9 ??)( = 水 /h 15 第四章 主要設備計算及選型 精餾塔的各項操作參數(shù)的確定 操作壓力 本設計為減壓精餾,塔頂操作壓力選為 55kPa,
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