年產(chǎn)10w噸丙烯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2025-07-12 09:32本頁(yè)面
【正文】 8序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1氫氣2甲烷3乙烯合計(jì)冷凝器底物料組成G5表9序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯3甲苯4苯5水蒸汽143025740合計(jì) 油水分離器底的廢水組成G6表10序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1苯2甲苯3乙苯4苯乙烯5水143025740合計(jì)有機(jī)混合物組成G7表11序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯44001643甲苯4苯合計(jì)100100加入阻聚劑G8表12序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1阻聚劑100100加入阻聚劑后的乙苯－苯乙烯塔進(jìn)料組成G9表13序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯3甲苯4苯6阻聚劑合計(jì)100100乙苯－苯乙烯塔頂物料組成G10表14序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1甲苯2乙苯序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%3苯4苯乙烯合計(jì)100100乙苯－苯乙烯塔底物料組成G11表15序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1乙苯2苯乙烯3阻聚劑合計(jì)100100甲苯/乙苯塔塔頂物料組成G12表16序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1甲苯2乙苯3苯合計(jì)100100乙苯回收塔塔底物料組成G13表17序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1甲苯2苯乙烯3乙苯合計(jì)100100苯－甲苯塔頂物料組成G14表18序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%Mol%1甲苯2苯合計(jì)100100苯－甲苯塔底物料組成G15表19序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1甲苯序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%2苯3乙苯合計(jì)100100精餾塔頂物料組成G16表20序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1苯乙烯2乙苯合計(jì)100100精餾塔底物料組成G17表21序號(hào)物料名稱kmol/hkg/hW%mol%1苯乙烯2阻聚劑合計(jì)100100由上述物料平衡表中可知：10000Kg/。熱量衡算（1）各物質(zhì) Cp=f（T）1）查《化工熱力學(xué)》，計(jì)算公式：Cp/R=A+BT+CT2 （kJ/kmol K）序號(hào)物質(zhì)名稱A103B106C1甲烷2乙烯3苯乙烯4苯5甲苯2） 查《化工計(jì)算》，Cp=a+b102T+c105T2+d109T3（kJ/kmol K）3）序號(hào)物質(zhì)名稱abcd1乙苯2氫氣3）查汽化潛熱表名稱甲苯乙苯苯苯乙烯數(shù)值 4） 各物質(zhì) hfi（ kJ/mol）名稱甲烷乙烯苯乙烯苯甲苯乙苯氫氣HF00反應(yīng)器：（A）帶入反應(yīng)器熱(以25℃為基準(zhǔn))溫度T：第一反應(yīng)器進(jìn)口溫度630℃，出口溫度580℃ 第二反應(yīng)器進(jìn)口溫度630℃，出口溫度600℃1）蒸汽帶入：Q1=m（h1h0）2）反應(yīng)物帶入：Q2=ΔH1+ΔHV’由設(shè)計(jì)要求知：T1=630℃，故取T=（T1+T0）/2+=600。經(jīng)試差計(jì)算求得反應(yīng)器出口溫度t2=600℃。查或計(jì)算苯、甲苯、乙苯、苯乙烯之蒸汽壓222。由xi=yDi/ Ki計(jì)算出xi222。xi是否等于1，若是，則假設(shè)成立，否則重新假設(shè)溫度，重復(fù)上述計(jì)算。II）塔釜溫度的確定已知乙苯—，設(shè)：tW=40℃將T=40+，具體結(jié)果列表如下：表29組成塔釜?dú)庀嘟M成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaij乙苯苯乙烯1阻聚劑1合計(jì) ℃。理論板數(shù)的計(jì)算 最小理論板數(shù)G9 塔頂a1=G10 塔進(jìn)料a2=G11 塔釜a3=NM=lg((XA/XB)D/(XA/XB)W)/lgaAB1= 表30組成塔進(jìn)料氣相組成yDi mol%飽和蒸汽壓（mmHg）Ki=Pi/PDaij苯甲苯乙苯苯乙烯1焦油1合計(jì) A、實(shí)際回流比下的理論板數(shù)因?yàn)榕蔹c(diǎn)進(jìn)料，所以 q=1根據(jù)恩特伍德公式,用牛頓迭代法計(jì)算機(jī)算出：1q=0 =RM+1 RM=按R= R1=NM=據(jù)吉利蘭關(guān)系式得出：Y=X=R1RM/R+1 Y=NNM/N+1N=B、實(shí)際塔板數(shù)根據(jù)篩板塔的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),全塔效率為70—80%，我們?nèi)?75% 實(shí)際塔板數(shù)： N1=C、加料板位置的確定在泡點(diǎn)進(jìn)料的情況下，可以應(yīng)用下面的半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定精餾段和提餾段的板數(shù)。D=、w=XhF= XlF= XhD= XlW=n/m=[()()()2]=m+n=104解之得：m==51(提餾段板數(shù))、n=10451=53 (精餾段板數(shù))，加料板從頂部數(shù)起的第51塊板D、塔徑及內(nèi)件的計(jì)算：∵V=L+D， R=L/D， R=；∴L=RD==，V=L+D=(+1)D=；為便于計(jì)算，塔頂以乙苯為主計(jì)算且以：P=185mmHg、t=85℃時(shí)的乙苯的物性參數(shù)為依據(jù)：ρl=103kg/m3 =∑xiMi=78+106+104+78=ρg=P/(RT)=185/76010510－3((+)) =μl==10－、μg==10－σl=10－3N/m（1）氣體流量：Vg=nRT/P=(+)/(185/76010510－3) ==（2）液體流量：∵ml=∴Vl=ml/ρl=(103)=10－2m3/s液氣流動(dòng)參數(shù)：選塔板間距：HT=，查圖1042（下冊(cè)P179）得：C20=氣相負(fù)荷因子為：泛點(diǎn)氣速Uf為：取實(shí)際氣速為泛點(diǎn)氣速Uf的75%，則：Uˊ=75%Uf==氣體的流通截面(即塔的橫截面積扣除降液管所占面積)Aˊ為:Aˊ=Vg/Uˊ=假定板上液流方式取單流型(也稱徑流型)，并取堰長(zhǎng)(lw)，查圖1040（下冊(cè)P176）得降液管的截面積Af對(duì)塔的橫截面積AT的比值為：Af/AT=故氣體流通截面積Aˊ對(duì)于塔的橫截面之比為：Aˊ/AT=（1－）/1=∴AT=Aˊ/=塔徑Dˊ為:=根據(jù)塔設(shè)備系列規(guī)格化，；則：塔的橫截面積AT為：AT=π247。已知：Flv=、% 查得：液沫夾帶分率Ψ=，即：夾帶百分率為：eV=() L/V100%=%＜10%所以在此情況下，不會(huì)發(fā)生過(guò)量液沫夾帶，對(duì)板效率影響甚微，滿足工藝要求。(p247。a) 干板壓降(hd)(P148式104)；取篩孔厚度為δ=3mm，則：板厚/孔徑=3/6=已知篩孔總面積：Ao=，氣體流通面積A=Ao/A=(自由截面百分率)由Ao/A查圖1045 (下冊(cè)P182)得：Co=(孔流系數(shù))=b) 氣流通過(guò)液層的壓降(hl)（下冊(cè)P182，式1031）hl=b(hw+how) (式中b充氣系數(shù)可按鼓泡截面上的氣體動(dòng)能因子F查圖1046得到)F===：b=\hl=(+=；c) 氣體通過(guò)一塊塔板的總壓降(hp)；hp=hd+hl=+=。(8) 液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間（τ）；已求得降液管截面積Af=∴τ=AfHT/Vl=(10－2)=(秒)＞ (3～5秒)停留時(shí)間足夠(9) 降液管不發(fā)生液泛的校核；Hd=hw+how+△+hr+hp式中：Hd——降液管內(nèi)液層高度；hw——堰高；how——堰上液層高度；hr——液體通過(guò)降液管的壓降；hp——液體通過(guò)一塊板的壓降。上述計(jì)算中，取h0=、A0=lwh0==hr=hr1+hr2=+=Hd=++10－8++=為防止液泛，降液管的總高度應(yīng)大于管內(nèi)泡沫層的高度，即：(HT+hw)≥（式1033）φ為相對(duì)泡沫密度，一般情況下可取：φ= (下冊(cè)P183)∴Hd/φ－h(huán)w=－=＜HT= ∴不會(huì)發(fā)生液泛。(11) 塔高104塊塔板，安裝4個(gè)人孔，孔徑600mm，塔釜取2 m，裙座取2m，第一塊板到塔頂取1m，板間距HT=，所以塔高H總=。（2）塔頂回流及塔頂采出泵P2：Q=，R=，L= m3/h，D=；泵進(jìn)料管線DN100，流速U=回流管線為DN65，當(dāng)量長(zhǎng)度=100m，管線阻力降=λ (L/d) u2/2=18. 7m靜壓=70mH2O總阻力降ΔP=根據(jù)Q= m3/h，ΔP=，選P2泵為100Y120B(流量53m3/h，揚(yáng)程99m)。當(dāng)量長(zhǎng)度=30m管線阻力降=λL/d u2/2=靜壓=10mH2O(含裙座高度)再沸器阻力降=40m總阻力降ΔP=根據(jù)Q= m3/h，ΔP=，選P3泵為150Y75B(流量95m3/h，揚(yáng)程52m)。氣體（a）kcal/kmolK液體（b）kcal/kmolKKcal/kgKcal/kmolB1078346TB1029384EB9710282Sty9910296(a)已知t頂=℃ 求HVD表34組分yiHvi(kcal/kmol)HVD(kcal/kmol)a(t頂0)+cHviyiBTBEBStyΣ (b)求HLDHLi=b(t頂0) HLD=ΣHLixDi計(jì)算結(jié)果列表：表35組分xDiHLi(kcal/kmol)HLD(kcal/kmol)b(t頂0)HLi ．xDiBTBEBStyΣ ∴Q冷=（R+1）V(HVDHLD) =(+1)() =②進(jìn)料液帶入的熱量QF已知：tf=℃ Hf=Σhfixfi Hfi=(tf0)b QF=FHf計(jì)算結(jié)果列表：表36組分xfiHfi（kcal/kmol）Hfi ．xfi(tf0)b（kcal/kmol）TBEB4293StyΣ ∴QF=FHf==③塔釜液帶出的熱量Qwt釜=℃ QW=WHLWHLWi=( t釜0)b HLw=ΣHLWixWi計(jì)算結(jié)果列表：表37組分xWiHLwi（kcal/kmol）HLw（kcal/kmol）( t釜0)bHLWixWiEBStyTarΣ ∴QW=W HLw==④再沸器的熱量Q再假設(shè)熱損失率為4%Q再`=QW+Q冷QF+DHLD=++=Q再= Q再`=B、再沸器的計(jì)算1）加熱蒸汽消耗量在3kg/℃下△HH2O=GH2O=Q再/△HH2O=2）換熱面積取K=400kcal/m2h℃△tm=[()2]/2=℃∴A= Q再/K△tm=(400) =3）選型：根據(jù)計(jì)算結(jié)果應(yīng)選用浮頭式雙殼程
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