粗苯回收计算

1、河南城建学院毕业设计(论文)5 物料计算5.1 煤气中苯族烃的的体积分数计算： 已知苯族烃在煤气中的含量为，依据粗苯组成，工程计算中取 ，则 5.2 粗苯回收率计算： 焦炉煤气中苯族烃在洗苯塔内被吸收的程度称为回收率。洗苯塔入口煤气粗苯含量，出口煤气含苯量，则 5.3 焦炉煤气中粗苯含量：常压操作取塔的平均压强为101.3kPa，故： 煤气量 煤气中粗苯含量 5.4 循环洗油量计算： 按理论最小量计算确定： 式中 理论最小循环洗油量， 纯苯的饱和蒸汽压， 洗油相对分子质量， 不包括苯族烃的入塔煤气体积， 入塔煤气压力， 要求达到的苯族烃的实际回收率 无限大吸收面积的苯族烃的回收率 其中 代入数

2、据得： 查手册，25时，；取 ； 将以上数据代入得： 实际循环油量可取的倍： 为了方便操作，同时提高粗苯的回收率，可使洗油量略大一些，则实际循环油量取 5.5 计算依据如下： 其组分质量含量：组 成苯（B）甲 苯(T)二甲苯(X)溶剂油(S)含量（）701857贫油中粗苯质量含量取0.4%。贫油中粗苯组成质量含量：组 成苯（B）甲 苯(T)二甲苯(X)溶剂油(S)含量（）2.5203047.5富油中萘（N）质量含量5%，水(W)质量含量1%。 5.6进入脱苯工序的富油量：富油量 富油中水量 富油中萘量 洗油量 5.7 富油组成： 组 分 苯 甲 苯 二甲苯 溶剂油 萘 洗 油 水 1033.0

3、0 315.96 151.32 225.63 3336.32 61663.68 667.26 13.24 3.43 1.43 1.88 26.07 342.58 37.07 合 计 67393.17425.705.8进入脱苯工序的富油被预热到1250C后进入脱水塔，在脱水塔顶压力P=120Kpa。水的汽化率为90%，在此条件下计算脱水后各组分留在液相中的分率： 查图1250C各组分的饱和蒸汽压如下：（KPa） =333.43; =162.68; =74.14; =36.86; =6.86; =2.04;以分别代表苯，甲苯，二甲苯，溶剂油，萘，洗油和水留在液相中的质量含量（%）:经分析和多次核算

4、，先设=0.760，代入公式计算余下各组分值：进入管式炉的各组分的数量：组 分 苯 甲 苯 二甲苯 溶剂油 萘 洗 油 水 785.08 273.62 141.33 217.96 3316.30 61540.3566.7310.072.97 1.33 1.82 25.91 341.89 3.71 合 计 66341.37387.70为了验算值，必须将上式计算值，按下式求A值：数据代入上式得： 则按 验算 ，即： 与假设接近相符合，证明假设合适，上述计算结果成立。5.9 管式炉出口富油温度180，压力122.66 kPa，在此条件下，富油进入脱苯塔闪蒸后与闪蒸前液相中各组分的比率计算如下：查18

5、0 122.66 kPa时，各组分的饱和蒸气压得：（kPa）=1016.58; =477.29; =270.11; =106.66; =39.33; =14.67;经分析和多次核算，先设，代入公式计算其余各组分值：闪蒸后留在液相中各组分的数量（包括进入再生器的油量）如下：组 分 苯 甲 苯 二甲苯 溶剂油 萘 洗 油 667.32 252.55 134.97 214.04 3293.09 60857.238.562.75 1.27 1.78 25.73 338.10 合 计 65419.20378.19为了验算值，必须将上式计算值，按下式求A值：数据代入上式得： 则按 验算 ，即： 与假设接近

6、相符合，证明假设合适，上述计算结果成立。5.10在脱苯塔进口处各组分的蒸发量（包括进入再生器的蒸发量）如下：组 分 苯 甲 苯 二甲苯 溶剂油 萘 洗 油 水 78.51 13.68 4.10 2.62 13.27 622.0866.73 合 计 800.996 热量计算加热面积的确定:在进行一般工艺计算时，可采用已知的热强度数据按下式确定所需要的加热面积： 式中 Q单位时间内炉管吸收的热量，KJ/h 炉管的表面热强度，辐射段单排管可取为84000105000KJ/(m2.h)；对流段可取为2100050000KJ/(m2.h)6.1管式炉供给富油的热量：1）从脱水塔来的富油带入的热量 洗油（

7、包括萘）粗苯 水 式中 2.056，2.150，4.258分别依次为1250C时，洗油、粗苯和水的比热容，KJ/() 其中粗苯的比热容得出，洗油和水的比热容查表得出。即： 2）出管式炉1800C的富油带出的热量洗油（包括萘）粗苯 式中 2.236，2.391分别依次为1800C时，洗油和粗苯的比热容，KJ/()其中粗苯的比热容 得出，洗油和水的比热容查表得出。 即： 3）出管式炉粗苯蒸气和油气带出的热量 洗油蒸气（包括萘 蒸气） 粗苯蒸气 水蒸气 式中 565.2，665.7分别为洗油蒸气和粗苯蒸气的焓，KJ/Kg 2834.50.12MPa, 1800C时水蒸气质量焓，KJ/Kg 即： 则管

8、式炉供给富油的热量： 6.2 管式炉供给蒸气的热量：1）入管式炉对流段低压蒸汽带入热量:蒸馏用直接蒸汽消耗量:=1.51466.43=2199.65 Kg/h =2747.82199.65=6044198.27 KJ/h式中 2747.8-0.4MPa(表压)饱和蒸汽质量焓，KJ/Kg2） 4000C过热蒸气带出热量:=2199.653272=7197254.80 KJ/h式中 3272-0.4MPa(表压) 过热蒸汽质量焓，KJ/Kg 则管式炉供给蒸气的热量：6.3 管式炉加热面积:1）取的95%由辐射段供给，5%由对流段供给，取辐射段热强度为105000KJ/(m2.h),则辐射段炉管加热

9、面积为： 2）取对流段热强度为21000KJ/(m2.h),则对流段炉管加热面积为： 3) 设管式炉热效率为75%，煤气热值为17800KJ/m3,则煤气消耗量为： 7、主要设备工艺计算7.1 塔径计算： 煤气处理量；在进行钢板网填料塔计算时，可采用下列数据：填料比表面积44/；油气比1.62.0L/；空塔气速0.81.1m/s；煤气所需填料面积0.60.7/(h) 1）在进行填料计算时，可取空塔气速0.81.1m/s，这里取1.0m/s，则塔径： 圆整塔径取D=4.0 m2）核算气速: 7.2 塔高计算： 经分析取填料层高度 ；封头和裙座等辅助设备高度大约共取 ，则塔高为： 8 辅助设备的选

10、型和计算8.1洗油再生器：1） 构造介绍：洗油再生器为钢板制的直立圆筒，带有锥形体底。中部设有带再分布装置的进料管，下部设有残渣排出管。蒸汽法加热富油脱苯的再生器下部设有加热器，管式炉法加热富油脱苯的再生器不设加热器。为了降低洗油的蒸出温度，再生器底部设有直接蒸汽管，通入脱苯蒸馏所需的绝大部分或部分蒸汽。在富油入口管下面设两块弓形隔板，以提高再生器内洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面设三块弓形隔板，以捕集油滴。2） 富油中各组分的蒸出率计算：进入再生器的富油中各组分蒸出率按下式计算： 式中 组分的蒸出率 提馏段塔板层数 组分的平衡常数，按下式计算: 式中 组分的饱和蒸气压，kPa 再生器内总压

11、力，kPa 洗油和水蒸气摩尔量之比，按下式计算: 式中 洗油量和水蒸气量，kg/h 洗油和水蒸气的相对分子质量分别为180和18再生器内设5层多孔折流板，设其相当于两层泡罩塔板，即n=2洗油在再生器内被加热到2000C。该温度下萘和洗油的饱和蒸汽压力分别为66.128Kpa和26.664Kpa。再生器出口油气压力为130.656KPa,则组分的平衡常数为: 萘 洗油 进入再生器内的油量为脱水塔后富油量的1%，即663.4137kg/h,其中气相为8.0099kg/h，液相为655.4038kg/h。气相包括洗油6.2208kg/h,萘0.1327kg/h，粗苯0.9891kg/h，水蒸气0.6

12、673kg/h。液相包括洗油608.5723kg/h，萘32.9309kg/h，粗苯12.6888kg/h。进入再生器内的水蒸气量GS=2199.65kg/h液相油与水蒸气摩尔量之比为： 将上式各值代入式，得组分蒸出率为： 萘 洗油 从再生器进入脱苯塔的气体数量： 洗油 6.2208 + 608.57230.872 = 536.90kg/h 萘 0.1327 + 32.93090.944 = 31.22kg/h 粗苯 0.9891 + 12.6888 = 13.68kg/h 水蒸气 0.6673 + 2199.65 = 2200.32kg/h从再生器排除残渣数量：洗油 608.5723（1-0

13、.872）= 77.90kg/h萘 32.9309(1-0.944) = 1.84kg/h共计 77.90 + 1.84 = 79.74kg/h对每吨1800C前粗苯为： 8.2 塔设备壁厚设计：1）筒体的设计壁厚： 式中 圆筒设计厚度，mm 容器设计压力，Mpa 圆筒内径，mm 设计温度下筒体材料的许用应力，Mpa 焊接接头系数 腐蚀裕量，mm依据上式，塔体材料选用16MnR，查 代入得： 考虑到钢板厚度负偏差=0.22mm， 圆整后，取圆筒名义厚度3.0mm2）用水压试验进行强度校核：水压试验时要求满足的强度条件为：代入数据：则：材料16MnR的屈服极限则：即：，因此水压试验时满足强度要求

14、。8.3 封头、人孔选用及设计：1）封头设计： 采用标准椭圆形封头，双面对接焊缝100%无损探伤，则椭圆封头壁厚： 其中 =， ，=170，=1.0，=1.0mm,代入得： 考虑到钢板厚度负偏差，取=0.22mm，圆整后用3mm 钢板。2)人孔设计：压力容器设备开设人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔的形状有圆形和椭圆形两种。椭圆形人孔的短轴应与受压容器的筒身轴线平行，圆形人孔的直径一般为400600mm，容器压力不高或特殊需要时，直径可以大一些，椭圆形人孔的最小尺寸为400mm300mm。根据本次塔设备设计压力为，即常压操作设备，为了方便检修、安装和拆卸设备的内部构件，则人孔采用椭圆形人孔尺寸为500mm400mm。9 稳定性及机械强度计算9.1 圆筒的应力计算： 由塔设备由内压或外压引起的轴向应力：式中 由内压或外压引起的轴向应力，MPa计算压力，MPa筒体直径，mmi-i截面处筒体有效壁厚，mm由 代入上式得：9.2 塔设备的质量载荷： 设备操作时的质量：式中 塔体和裙座质量，kg内件质量，kg保