西南赛区em队1初步设计说明书

第一章项目总 项目名 项目性 项目建设性质及规 项目简 设计依据与原 设计依 设计原 产品方 项目总体评 第二章厂址选择和总图...................................................................................... 选择依 选择原 厂址自然条 厂址社会条 设计依 设计原 厂区结 布置说 第三章工艺方案的选 概 草酸酯合成 甲醇脱氢二聚 合成气直接合成 三种工艺的对 工艺流程的确 第四章化工工艺及流程模 项目概 设计概 工艺流程概 一氧化碳酰基化工 甲酰胺二聚工 乙二醛还原工 全流 概 氨气吸收的模 反应器的模 酰基化流化床反应器的模 甲酰胺二聚釜式反应器的模 乙二醛加氢还原固定床反应器的模 生成物分离的模 乙二醇的分 乙二醇精馏塔T0210的优 精馏塔T0415的优 概 物料衡 物料衡算基本原 物料衡算任 系统物料衡 能量衡 基本原 能量衡算任 系统能量衡 第五章能量集成与节 概 家电技术设计原 物料信息提 组合图及组合曲线绘 夹点和最小冷热工程量的确 构建和优化换热网 第六章设备选 概 酰基化反应器（流化床）设 反应器选 工艺设计参 催化剂填装量计 反应器主体尺寸设 床层压 气体分布 吸收水也即冷却水量的计 反应器、封头材料选 锥形筛板的设 附件设 甲酰胺二聚釜式反应器的设 釜式反应器容积的计 釜式反应器筒体直径和高度的计 确定夹套的直径和高 确定夹套的材料和壁 确定筒体的材料和壁 水压试验及其强度的校核 选择釜体法 选择搅拌传动装置和密封装 校核L1/B和 容器支座的选用计 选用手孔、视镜、温度计和工艺接 乙二醛加氢列管式反应器的设 参数设 设计结 化工生产中的塔设 塔设备选 塔盘的种类与选 塔径初 塔详细设 塔板校 负荷性能 机械工程的设 塔高的计 机械设 吸收技术的概 吸收设备的发 吸收在工业生产中的应 吸收剂的选 吸收剂流程的选 吸收塔的设备及填料的选 吸收塔的设 填料的选 填料的性能评 基础物性数 液相物性数 气相物性系 气液相平衡数 吸收塔工艺尺寸的计 填料塔吸收高度计 传质单元高度的计 传质单元数的计 填料层高度计 填料塔附属高度计 概 换热器选型依 换热器的分 换热器的选 物流流程的选 换热 换热器的设 计算平均传热温 计算传热面 冷却水的用 主要工艺及结构参数的计 主体的设计与连 筒体壁厚的确 拉杆与定聚管的选 封头设 概 原 储罐的选 其它储罐的设计与选 泵的选型原 泵的选型依 具体泵的选 概 压缩机的选型依 压缩机的选用要 压缩机的分 压缩机的选项参数的确 压缩机的选 第七章自动控制仪 概 化工生产常用仪 单元组合仪表的选 控制系 泵的基本控制方 压缩机的基本控制方 换热器的基本控制方 反应器的基本控制方 精馏塔的基本控制方 储罐的基本控制方 仪表设备与检 第八章车间布置与配 概 厂房布 单元设备布置方 概 设计依 管道设 管道布 管道布置典型设 第九章分析化 设计依 设计原 技术要 分析方 检验规 标志、包装、和............................................................................. 第十章土建工 标准及规 项目特 设计方 建筑材 结构设计及相应措 对有特殊要求的建、构筑物所采取的建筑措 结构型 基础方 特殊的结构措 第十一章给排水工 概 厂址气候、水文情 设计规范及标 冷却软水子系 生活供水子系 防供水子系 排水系统设 生活生产污水排水系 雨水排水系 清净排水系 第十二章公用工程建 热公用工程设计依 热公用工程设计原 热公用工程概 冷公用工程设计依 冷公用工程设计概 第十三章供电和通 供电可靠 操作方便，运行安全灵 经济合 具有发展的可能 配电 控制方 室内照 室外照 应急照 防雷系 接地系 第十四章空压站氮气 工艺用压缩空 仪表用净化压缩空 空气压缩 设备布 第十五章采暖通风及空气调 第十六章与维 概 TPM定 TPM特 注重平时的保 采用先进的检测技 适时适量采购配件，保证配件的供 建立专业化、系统化的维修队 努力做到“绿色 第十七章储运系 储罐设置方 储罐辅助设 注意事 管廊....................................................................................................... 厂区内路线设 包装.......................................................................................................乙二醇包 第十八章消防系统设 18.1.1.................................................................................................设计规范和标 火灾性及防火措 主要物质性分 生产的火灾分类及耐火等 消防设 第十九章环境保 19.1.1.................................................................................................设计标 区域环境现 厂区环境现 废气处 废 噪声控 第二十章环境评 安全评价目 分 风险预评 道化学公司火灾、指数评 环境风险评价的目 环境风险评价程 乙二醛的RiskSystem软件模 环境风险性评论结 评价 第二十一章工厂组织和劳动定 第二十二章技术经 天福化工公司——20万吨/年乙二醇生产项企业性质：公司(非自然人投资或控股的法人独资）量以及省化工产品的生产和相应销量，参照相关公司的乙二醇生产规模参。吨/年的乙二醇的生产天福化工公司的合成气供应量富足，合成氨产能达氨法。（1）2015年“东华科技——导国家地区建设、等有关法律、发改投资[2006]1325号《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)《中民环境保》、《中民劳动安全法》相关国家《化工建设项目可行性内容和深度的规定》(2005年版)及有关专业。项目文件，物的排放必须达到规定的指标，工厂安全运行和操作人员的健康不受损，充分利用福泉马场坪工业园区的现有条件和优势，以及省福做好，分析和风险性评价，降低建设成本，在环保，经济的基本项目是为天福化工公司设计一座年产20万吨乙二醇的分1-1表1-1规格产量GB/T4649-GB/T2093-1-31-4表1-3消耗量1表1-4消耗量万吨1234电90公里。工业园区经多年来的开发建设，已顺利实300kt/a合成氨、200kt/a甲醇、150kt/a二甲醚的生产能力。AspenPlus进行流程模拟和工艺优化用AspenEnergyyzer进行热能集成优AspenExchangerDesignAndRating进行换热器结构设计CUP-TOWER进行塔设备的水力学校核Auto-CAD进行制图PD-max进行三维配管SketchUppro进行厂区三维建模Lumion进行三维渲染与漫游Photoshop进行封面和队徽的设计和制作risksystem进行环境风险评估本项目采用的是合成气加氨法乙二醇，通过工艺设计，设备选择，各满足设计的要求和当地的需求量，从而推动当地地区经济发展。《化工企业总图设计 《化工企业总图设计规范 《化工工艺设计手册 2009《石油化工企业设计防火规范 GB50475-《工业企业总平面设计规范 厂址应靠近水量充足的水质良好的水源地，当有城市供水，水和设备的工厂，还应注意沿途是否具备条件。有较净度要求的生产企业厂址，应选择在大气含尘量低，含菌浓、本项目建于福泉市马场坪工业园区位于中国省黔南东经107°31′，北纬26°38′。占地面积为46平方公里。地处福泉南市区的马场坪，是贵新、马遵公路交汇而过，是黔中地区一个重要交通枢纽和物资集散地，被誉为黔中第一重镇。国家投资数十亿元项目瓮福、天福化工、国电福泉 、

2.1马场坪工业园区位于省福泉市南部，地势西部和北部较高，中部和东稳定，基本上不受较大的地壳运动例如火山等影响。7m1~3℃，水资源比较丰富，可以满足生活生产的需求属带季风气候华中湿润区，热量丰富、雨量充沛，无霜期长，年均温2.1所示。2.1123456789890全面的政马场坪是、市定位的“工业主导型”马场坪街道和重点规划建设的总体工作思路，始终坚持以四个长效机制、“1+9”文件《化工企业总图设计规范 GB50489-《化工企业建设节约用地若干规定 《建筑设计防火规范 《石油化工企业设计防火规范 《工业企业总平面设计规范 《石油化工企业厂区总平面布置设计规 《石油化工储运系统灌区设计规范 《化工装置设备布置设计工程规定 流程、交通、环境保护、防火、防爆、安全、卫生、施工、检修、生产、61、各功能区之间具有经济合理的物料输送、动力供应和交通等条件，246、各种管廊、管线、线路、竖向设计、绿化等的布置要求789101314、构筑物和有室的建筑物，宜布置在水位较低、填方高度与构筑物埋深相适应的填方地段；15、有可能造成污染水的生产、和装卸设施的布置，应考虑2、 、、4、有可能造成污染水的生产和装卸设施的布置，应考虑水、U形、山形；静要求的场所噪音控制尚应符合现行GBJ87-1985《工业企业噪音控、 内外协调。使物流顺畅、短捷，避免或减少折返迂回；、不宜布置与铁路作业无关的建筑物和构筑物；4、厂区内道路宜为环形布置，方便生产联系，满足工厂交通、消防、兼顾与厂外公路的衔接。6本项目厂址选择 天福化工公司马场坪工业园区，整个厂区呈矩形408m251m2.2厂区布置图。2.21、应布置在厂区主要人流出处、与居住区和城镇联系方便的地点23500m半径的限制。厂最大班职工人数及当地交通条件确定。生产、和装卸设施全年最小频率风向的下风侧和有水雾场所冬季盛行风向3、4、总变电所的边缘与易泄漏、散发腐蚀性气体和粉尘的生产和装卸60m；、1、应靠近主要用户，避免布置在工艺装置的区范围内2312、3、宜位于散发腐蚀性气体、粉尘的生产和装卸设施全年最小频率风、14的间距，应符合现行GB50187-2012《工业企业总平面设计规范》的2机修、电修车间宜集中布置在厂区的一侧、靠近人流出的地段，并有较方便的交通条件；宜位于散发毒性、腐蚀性气体、粉尘的生产、和1234同开同停的工艺装置，宜按火灾性类别、污染程度、物料方式和可能泄漏、散发或腐蚀性气体或粉尘的装置或设施，应避开人员集中、1装置区的管廊和设备布置应与相关的厂区管廊线路等相互协调、衔接顺畅短捷，装置内的建筑物、构筑物、设备及其基础等，不应装置区边缘、便于和消防的地带；1312情况的系数，又离车间较近；而在储运区的西北角作为预留地，为以后的本项目是为天福化工公司设计一座20万吨/年的乙二醇分厂。乙二醇是一种重要的化工原料，主要用于生产聚酯产品。2007年我国乙二醇的34.5%。2005~201316.7%27.6%本项目是为天福化工公司设计一座20万吨/年的乙二醇分厂。草酸酯合成乙二醇的方法主要是由CO气体与亚硝酸酯首先合成草酸二酯，再经过催化加氢来乙二醇。采用C1~C4的醇与N2O3（由NO和O2反应得到）反应生产亚硝酸酯，再与CO催化偶联合成草酸二酯，然后实现草酸二酯加氢制得乙二醇。氧化偶联制草酸二酯过程中产生的NO可循环使用；草实不消耗NO和醇类。相对于草酸酯合成阶段而言，加氢反应过程较为复杂，第一阶段（草酸酯的合成）：2RONO2CO→(COOR)2+反应尾气再生部分：2NO1/2O2→2ROH+N2O3→2RONO+第二阶段（加氢反应过程）：(COOR)2+4H2→HOCH2CH2OH 法合成乙二醇一般通过自由基反应实现。在剂存在下，甲醇生成·CH2OH自由基，然后两个·CH2OH自由基反应生成乙二醇。Brown等研究了以紫外光HgHg250nmHg（3p1），97%。反应式如下：CH3OH→（HG）→MeO·+H·CH3O·+CH3OH→CH3OH+·CH2OH2·CH2OH→HOCH2CH2OH目前相关文献的甲醇脱氢二聚法的反应条件相当严格需用过氧化物、下，等摩的H2、CO，经液相一步合成可得乙二醇，选择性为85%，副产物是丙二醇、甘油及少量甲醇。把三价乙酰化钌、乙酰化铑悬浮在四）反应方程式：2CO3H2HOCH2CH2OH，该方法从形式上看，符合原子反应的要求，是一种最为简单和有效的乙二醇合成方法，但是该反应属于自严格，需要用过氧化物、γ-射线、铑和紫外光等催化，且本反应所需断裂的烷80%，副产物为氢气。本项目从环保经济方面考虑结合天福化工公司现状以及以上本项目是结合天福化工公司的现状以及草酸酯合成法甲醇脱酸酯合成法，但是是以氨气为CONH315MPa，80CO,H2N-CC-H键，90℃，15MPa。反应方程式如下：CO+NH3 酸性条件，酸做催化剂，H2提高选择性，反应条件为常压下80℃。第二主反 H2+H2→HOCCOH+副反 H2+H2O→HCOOH+Ni1MPa，90℃条件下，将乙二醛还原，生HOCCOH+2H2→95%。是最大的乙二醇，国内自给能力存在巨大的缺口，为我国化工企业提缺乏拥有自有知识的技术。基于资源多元化的低耗、高效、安全、清本项目以合成气为原料，氨气为，借鉴了草酸酯合成法和甲醇二聚法，采用一氧化碳加氨制乙二醇的新型工艺，为天福化工公司设率达到99.5%。一氧化碳加氨制乙二醇工艺技术先进，以丰富的煤炭资源4.14.14.112345

4.2品甲醇基于以上理论指导加之对酰基化醛基化工艺过程的借助AspenPlus的物性数据与计算，我们对本项目进行了深入的分析与讨论，将原理和结 4.3CONH3HOCNH80℃，反应压力为15MPa，反应进料摩3CONH1.643

n

为1，则进料质量比34.4一氧化碳和氨气为1气相混合进料缩机（C0102），经四15MPa的反应条件下产出的甲酰胺液体，通过循环水吸收带出反应器，进入精酰胺在酸催化下加氢二聚生成乙二醛和氨气及副产物甲酸。反应方程式2HOCNH2H2HOCNH2H2O

4.5胺与氢气摩为2。在酸作为催化剂的条件下生成乙二醛、氨气和副水分离，乙二醛、氨气缩机（C0209），压缩至0.3MPa使乙二醛的沸点HOCCOH2H22反应压力为1MPa，反应进料摩22HOCCOHH22.5。2

nHOCCOH：nH为2，则进料质量比4.6同时来自原料储罐的氢气经同一锅炉（E0402）加热至90℃，两气体混合进入多级压缩机（C0403），加压至1MPa，进入固定床反应器（R0404）在镍催化4.74.2.54.7AspenPlus对整个工艺流程进行了较为精确AspenPlus软件是由公司开发的大型化工流程模拟软件，经过100%4.8。4.84.9Rstoic模块进行4.10800.1MPa。经泵将甲酰胺Rstoic模27.35t/h18.59t/h4.11Rstoic模块进行模拟。4.12Aspenplus模拟得AspenPlus进行了全流程的模拟优化，模拟③以模拟数据为基础，进一步完成各单元设备物料与能量，为设备设①在循环收敛过程中引入流股，人为给定一个初始值，最终迭代至撕T0407进行了灵敏度分析，根据分AspenPlusSensitivity对4.13T02100.05R=0.05即为最佳摩AspenPlusSensitivityT02104.14（横轴代表不同进料位置，纵轴代表4.14T02104.1414Nfeed=14即为最T0415AspenPlusSensitivity对4.15T04150.1R=0.1即为最佳回流比。AspenPlusSensitivityT04154.16（横轴代表不同理论板数时进料塔板数，纵轴代表再沸器热负荷4.166AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量，Aspenplus模拟流程如图4.12所示。4.12系统的物料以质量守恒为理论基础，研究某一系统内进出物料量及组系统累计的质量=输入系统的质量-输出系统的质量+反应生成的质量

物料任通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料，得到主、副产品的产详见附录，物料一览表系统的能量能量守恒为理论基础，研究某一系统内各类型的能量的变化，W—本项目的能量以单元设备为对象，计算由机械能转换、化学反应释放能量任详见附录，能 一览表50%本项目为天福化工公司20年产万吨乙二醇生产项目，其中公FCpc，即：

丙烯为原料在双氧水的氧化作用下产品环氧丙烷对工艺中涉及到的属1810股。下面简利用物流数据作出流股的组合图及组合曲线图AspenPlus流程模拟提示“noerrorandwarning”，通过AspenEnergyyzer的自动导入功能对全流程模拟的物流信息进行提取，手动检查物流信程的换热网络，调整公用工程的类型和温度。全流程物流提取信息请见表5.25.1出口温度换热量↙↙↙↙↙↙↙↙↙↙↙↙↙↗↗↗↗↗↗↗↗↗注：1、↙代表热物流；↗2、热容流率的温度区间为AspenEnergyyzer从AspenPlus提取流股数 类型↗Refrigerant↗↗Refrigerant↗↙↙FiredHeat↙利用AspenEnergyyzer对上述流股进行综合分析，确定全流程的夹点图5.2为全流程图，图5.3为全流程复合曲线图。5.1图5.2全流程

5.35.39.942×1075.45.55.4HEN5.4HEN5.45.55.4NetworkCostCost%of5.5Network%ofNumberofNumberof 5.6、5.75.6HEN5.7HEN5.65.75.6NetworkCostCost%of5.7Network%ofNumberofNumberofS5.85.8Cost%ofCost%of%of%ofNumberofNumberof 1320.95.9——20万吨乙二醇的分厂，也属于高耗能产业的一种，制。SO2气6.1物料（pa摩尔流量质量流量体积流量（kg/1粘度（pasp（kg/催化剂粒径p（kg/m3重量空速（h-22h-1颗粒的物性有关，其计算如下式所示：

dPumf20d2()g

dPumf10000 dP(P)g0

式中：dp为颗粒的平均粒径；ρp，ρ分别为颗粒和气体的密度；μ为气体

20，平均粒径dp200md2

pp

2

1650

dpmf

2001060.0309

0.618将umf带入准数

2mfdPg2

0.13

umf/dPg20010-69.810.4867u0umf＜u0。且本反CH3NO小液滴以鼓泡的形式一起通过锥形筛板，u02m/s。42423.142.5m

M质量流速230346.347

15173.1735

02H4Vcat02

4

对于粒径大于100m粗颗粒，R≈1.1～1.2；而对于细颗粒，R≈1.3～1.7则密相区高度为5.4mTDH（沉降分离高度）H稀

6.1TDH/D则，反应器段的高度为：H反=H稀+H密+H封H安=H反H自=1.43mH

2

2.51.25mCH3NO的吸0.57m。则，反应器的总高为：H总=H反+H自工作压力：15MPa设计压力：Pc=1.1Pc=1.1×15=16.5MPa；设计温度：150对接接头，100%φ=1GB—2001得该设计温度下的许用应力为[σ]t=103MPa， CC

16.521031-

δd=δ+C1+

tPc(DTe)16.5(2500218.4) 2t1031有t>

P

eDTe

21031218.42500218.4

fsP fs

)g

(13001)9.81

3.144

mpA3个锥帽之间形成一个小的锥形为了保证流化得均匀，一般选取分布板压降Pd为床层压降Pf35厘米水柱（cmH2O）=3432.3275帕（Pa）.

0.2

0.12dpu0

3637.83Pa2001062

Rep

P P

1/

2g

或u=或u=P/Cd

其中u0r又Cd

1

0开孔率

02gPd

计算

du0

2001061.21

Cd=0.45，则管尺寸为530

d1d

0.768 29.2 临界开孔率 29.2 Tu

0.1u

2.5

开孔率：P 0

2g d得

又

AD23.142.52

0.326m6.2开孔率图径10mm80mmZL—5铝镁合金。又N(D

)Nd 取整u

dmPmuc5u20.5m/T0DT0

所以侧缝高度

1286，该反应中的水既可以吸收CH3NO将其带出，又可以作为该反应器的换热 ，80计算冷却水 如下

CP(t2t12580℃下的比热为：Cp2=4187.67所以，CpCP1CP24191.784187.672

CP(t2t1 2580℃下的密度为：ρ2=973.47所以，ρ=12998.27973.472

44查国标GB/T8163—2008取管尺寸为φ108×4mm的无缝100μm接口管的设计，接口管大小按反应器的进、出料口管计。原料CO、NH3CO、NH340m/s，

18.059.253.14

0.543m根据国标GB/T8163—2008取管尺寸为φ560×10mm的无缝

u=4VS11d1

43.14

圆整后取为

V0.06320.0316

0.316

0.116m查GB/T8163—2008取管尺寸为φ133×8mm的无缝。u=4VS22d2

43.14

2.94m/Aspen

6.2H2CH3NOC2H2O21单位时间物的处理量：FV=8.2909m3，查得本反应的反应时间为6h，辅助5h10h。取设备的装填系数为=0.8V总=VR/由于反应体积较大，故选3应器并联生产，所以V=V总6.3H/Di液-固相或液-料气-气-3H3H/6.4 Vi=4Di2=4HVVh6.5Di=2000~3000mmD HjVD

，通常装料系数=0.6~0.70.8---0.85，物料粘度较大时可取最大值，本设计取=0.8

夹套面积 ≤150℃时，Q235—A的许用应力[]t=113MPa。因为夹套有安全阀，所以设P=1.05~1.1PW，PWP=1.1，PW=1.1×0.3=0.33MPa6.66.6因为内部夹套无法探伤，且属于无垫板的单面焊环向对接焊缝，故取=0.60d，名义厚度n以及有效厚度e。一般说的常用厚度指的是名义厚度。各项厚度之6.3所示。6.3由图6.3d与厚度负偏差C1之和。1mmC1是随着钢板的厚度改变的，C1。则d

PDj

= 0.33 1=8.319m21130.68~25mmC10.8mm。所以d+C1=8.319+0.8=9.119mm。dd

PDj

0.33 2 0.33 21130.60.5封所以

圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头标准，选取夹套的筒体和封头壁厚n10mm温度≤150℃时，Q235—A的许用应力[]t=113MPa以设计压力P筒=1.05~1.1PWP

Pw是筒的工作压力。本设计取PP=1.1w=1.10.1=0.11MPad则d

= 0.112800 1=3.273mm21130.60.114mm时，C1dd

筒 筒

= 0.112800 1=3.272mm21130.60.50.11d所以筒封d圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头标准，选取夹套的筒体和封头壁厚n均4mm。

=1.250.11113PT2=P筒PT筒=0.21MPa

=1.250.33113 tt

22.7t 0.90.9235t t 因为 ＜ t tt

28.2t 0.90.9235t 因为 ＜

0.3MPa，选用版式乙型平焊法兰。确定为RF6.4所示6.4搅拌传动装置包括1—电动机，2—机，3—单支点机架，4—釜外联轴行星机。《搅拌传动装置—单支点机架》，HG/T21566—1995《搅拌传动装置—带短节联轴器》，HG/T21569.1—1995《搅拌传动装置—机械密封》，HG/T21571—1995BBSDBXD。传动轴轴《搅拌传动装置—联轴器》，HG/T21570—1995《搅拌传动装置—安装底盒》，HG/T21565—1995《搅拌传动装置—凸缘法兰》，HG/T21564—1995《搅拌传动装置—机械密封循环保护系统》，HG/T21572—1995《搅拌传动装置—碳钢填料箱》，HG/T21537.7—1992L1/BB≈960mm2007BD12800mm，B6—I。此支座实际载荷可按下式近似计算：Qm0gGe4(PhGeSe) gn4个PPWPe+0.25PW的最大值，No5Ho10mPePW可按一下Pe—水平力a—影响系数，对7，8，9度设防烈度分别取P1.2fQDH10- i0 B6.7所示：6.7Q0—10m高度处的基本风压值，N/m2ML的校核： ML

s)ML加热蒸汽进口管a采用323.5无缝，配法兰PN0.6，DN25冷凝液出口管h和压力表接管b都选用323.5无缝，配法兰PN0.6，d的管口选用45进料管口e采用323.5无缝，陪法兰PN0.6，DN25。安全阀接管f采用453.5无缝，配法兰PN0.6，DN40。出料管口g采用453.5无缝，配法兰PN0.6，DN40。由标准《压力容器视镜》i选用碳素钢带颈视镜894，PN0.6，DN80。JB593—64—2。Ni6.8：6.82

V4066.934 体积空速为：196hr-1反应进料时间：取整为：

1Lu20~50mm25mm，故我们选择管径为252.5mm的管。内径：n

3.14202n=6688取管板利用率0.7nDn由文献知，管间距取t1.333D1.05VV

66.934取整，Vn=0.6m3

u S 4u1

66883.144

GSmGmS

4ReK=200W/(m2·K)Aspenplus模拟得应给予热量：Q=6211.78kW取高压蒸汽为140℃，出口蒸汽温度为120℃，则tm

A m需m

200A实nLdt120℃，本工艺选用温度为140℃的蒸汽，出口温度为120℃。QmCP

6211.78KJ/

73.6kg/4.22KJ/kgK[(140273.15K)(120273.15K2m/s，则管程接管内孔截面积流量S2050.083 360044

因此选择6309mm的。此时其管内的线速度为u1

36000.612244

1.86m/qm

0.079m3/1.5m/s2SqV2

d2

44选择2737mm的。此时其管内的线速度为v21.43m/设计温度 设计压力直径计算壁厚为：

170MPa

2 2170还应在计算壁厚C，.C1，腐蚀余C216MnR钢，取腐蚀余量C22mm，负偏差C10.9mm，则筒体的设计厚度d为：dC1C2nenC2420.9tPDe2 2t1701170MPaP

D

2 ee

JB/T床层内的流体分布直接影响床层中的传热传质以及化学反应等过程,不均善大直径固定床反应器内气流的不均匀分布,提高催化剂和反应器的利用率。气体预分布器结构如图所示,，预分布器筒体内径221mm，上部筒体深入长度分反应器均化空间内，气体通过分布器环隙开口进入反应器顶部空间。168mm185mm,平均开孔率25.7%。圆筒形和两种型式。裙座由裙座体、基础环板、螺栓座及基础螺栓等结S31008Q235-A。为减小腐蚀及避免可燃、气体的积聚，保证检修人员的安全，应在裙220mm。HG20562-1998选取。形检查孔，2600mm，M=250mmH=1000mm。12设计温度内径管尺寸管长管数（根16MnR筒体壁厚16MnR厚度15内径2内径壁厚高度产量、质量、生产能力和消耗，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关资料，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用25.93%25062.4%60～12048.9%。因此，塔设备的设计和研究，对石油、化工等工业的发生产能力大。在较大的气液流速下，仍不致发生大量的夹带、拦流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将生微分接触型气液传质设备；液体在填料表面呈膜状自上而动；气体呈连续相（生产能力液-大的塔板，堵塞的较小；511393两相流量和有关物性为取气液两相流量最上的负荷量：Ls=48.39m3/h=0.01344m3/sVs=27795.02m3/h=7.721m3/sLLs0L

LV=1.620.01344952.290则可计算两相流动参数

VsV

1.62取筛板间距HT=0.45m查筛板塔的泛点关联图（关联图）查得02

ufCf20

V20 32.530 952.291.6200.09

20

n80%，可求出设计气速n

A：n un

0.82.41.92m/AVs7.721unu4AD4A

n44

A AAnAn

f nAA AAAAA A 1

1

D

44AT

44D=2.6m,作为初选塔径，对此初选塔径可以算出：LW

4

4

5.31

0.156

60.9

实际泛点百分率：

1.514D=1.6mh0=0.04m取WW0.075m

0.05m，并求得

0.2D0.52m 算出：K0

1

1dd0dd

000R

rDW2.60.05

1xD2x2AnD2x2

R 其中x0.5D

2.60.520.00750.705

10.705 An

2取筛孔直径d06mm2开孔率 A2

A3.8850.0567n

1d

0.785

取板厚3mmd036 A2

0.22620.9 可求出干板压降（以液柱表示

d0C0C0=0.721u

1 1.62

h v0

v s

d2gLC0d

2g

C0A0

2

23Ls堰上液高由下面求出：how2.84E

Lw

由

2.082

2 2上液高： 2.841031.02548.39

2.08T以上有效传质面积T

2Af

计算的气体速度：ua

AT

62

1.84m/Fu051.841.6205 a查图得液体充气系数0.68，则有效阻力（以液柱高表示）hLhwhow0.680.050.0237气相塔板压降（以液柱高表示）：hfhdhL0.2060.0501器和冷凝器），18块。P0.5atm11.6mFw0.0420.631在液沫夹带关联图得v有 v

LsL

0.01344952.291Vs

1

所以不会有严重的夹带hw0.05mhowhf0.2561m

h

0.153

0.153

Lwhow

7.7210.0237Hd

hwhow

hof该混合物不易起泡，取0.6，降液管内层高度H

w

0.050.6液体在降液管内最大停留时间：Af

0.90.338122.64＞3s8m/s，相应的动能因子（AT~2AT为基准F

05

uowA0A2A

05

8vv62vv

0.0061

=0.0061+0.725×0.05—0.006×0.53+1.23由hchd

0.0120.0126液柱，由此2gh

C20

29.80.0126952.290.7220 dLo

8.67m/

k0

令how0.006mE=1.0252Ls

Lw

2.84103E2.841031.0252Ls2.0632.086.15m3/Ls=6.15m3/h

LwEE=1.025LD2LDwLs=6.15m3/h液相下限值可根据计算，取停留时间LAfHT

36000.90.33813600243.432m3/Ls=108.52m3/hLs=48.39m3/h其漏液点孔速uow8.67ms相应的气体流量为

3600uow

36008.670.226866.67m3/AT2Af为基准F

05va v

uow

05

1162

1.6205

0.0061

=0.0061+0.725×0.005—0.0065×0.733+1.23× 由hchd关联图得到漏液点的干板压降

2gh

C20

29.80.0126952.290.7220 dL0

第一点取液气比与设计点相同，FLV=03042，设v0.1求出相应的LLs

L

v0.10.01344v

Vs

根据FLV，在液沫夹带关联图上查得泛点率90%uf2.4msv0.1un0.92.42.16mVs3600un

36002.165.139657.6m3/Ls

39657.669.04m3/

0第二点取液气质量流率比WL/WV=3

3

0.124 0.089FLV和95%，由筛板塔泛点关联图，查得Cf200.98算出液泛速度：02

0ufCf20

v20 32.530 952.291.620

20

2.134m/所以un0.952.1342.03mVs

3/.8ssLWLvss

1.62 Wv

.952190.211m3/由以上两点可得过量夹带线对于设计的筛板塔，当降液管内当量清液高度HdhwHT0.60.050.6)0.39

80m3/h，求得

0.0332，

0.0158，

hLww2ghC20 U0 dl0

2

.62 sV360037.950.2230056.4m3show

hlhd

h0.390.050.0410.01960.0608wcwc

C20 dl0 29.80.2186952.290.722

36.13ms360036.130.2228614.96m3sss

L6.15m3

L243.432m3ss

sV6866.64m3s

120m3

sV8791.3m3s1Ls69.04m3

sV39657.6m3s

190.211m3

sV37270.8m3s5.

80m3

sV30056.4m3s

110m3

sV28614.96m3s0

6.5塔总高度（不含裙座） H N2SHSH' 120250.650.81.2 N实际塔板数HD塔顶空间，mHTTH开有人孔的塔板间距，mHF进料端高度，mTHB2600mm15m200pa1850mm100mm300Kgm32.1MPa203mm，裙座壁厚附加量2mm3m。1.5MPa16MnDR钢作为塔体材料。16mm。100mm。500mm，因为塔运行中有可能有气体逸出，积聚在裙座与塔底封5450mm按照内压容器设计厚度，然后进行强度和稳定性校核，基本参数于表4-7c Cc

C

1.5

2d

2

0.85ndC1160.816.8mmenC1C2170.82

ccndC1160.816.8mmenC1C2170.821 D2D2 人孔，法兰，接管等附件质量m110.2m102

43.140.820.423D2D 2.63422.627850m2m20m21446.973 D2D2 m31m3m30m314

905m12i0i Pikk12i0i k

Doi2sik31viffi， Doi为塔设备的外径，取2600mmfi为风压高度变化系数，根据标准，取B5m，10m，15m，20mfi值k2i为塔设备各计算段的系数，其中为脉动增大系数，取2.14；vi为第ik3400mm,k4为操作平台当量宽度，1000mm；A为平785000mm2；li段计算长度，l为操作平台所在段计算长度，q为基本风压值地区根据标准取300N/m2；为塔设备保温层厚， p0.71 p0.71 p0.71 p0.71 得Pi级数为7级时，忽略垂直力引起基本振型的水平力

11kmkg其中，F1k为其中质量mk引起的基本振型水平力mk为距离地面hk5h

mhi

nmhnit得

0.08166.44e e

PDs———材料在试验温度下的屈服点，查表得s

1.251.5 T

2

得T0.96.66.76.96.9GB150JB4710HG20580-19986.1012227回收或捕获气体混合物，以成品，或除去工业气体的有害成份，使气体原料气的净化、有用组分的回收、气体的溶液作为成品以及废气的治理回收或捕获气体混合物中的有用物质，以产品1881年的蒸馏操作中，1904年才用于炼油工业，塔、塔等被称为高效填料塔的新塔型。环填料，多角螺旋填料，金属鞍环填料，比阿基环，莱瓦填料以及它们的改进型式，属于规整填料的有：填料，式丝网波纹板填料，式吸收剂连续溢入喷杯内,气体以高达20～26m/s的速度由喷杯喷出,将吸收剂分散成细小雾滴。塔的中部是吸收段,气液两相在此充分接触，进行吸收。塔器、石墨板吸收器、管壳式湿壁吸收器等，其中有的类型移去吸收产生原料气的净化为出去原料气中所含的杂质，吸收可说是最常用煤气中的H2S含量一般远低于1%(体积分数，下同)，但净化率仍要求高于90%CO228%，最后需脱除到0.01%以下。SO3制浓硫酸。如从焦炉煤气中用水回收氨，再用洗油回收粗苯蒸汽（），以及从某些干燥废气中回收蒸汽等。某些产品的将气体中需用的成分以指定的溶剂吸收出来，的气体盐酸、硝酸或硫酸；甲醇（乙醇）蒸汽经氧化后，用水吸收以制成（乙醛）半成品等。废气的治理很多工业废气中含有SO2、NOx(主要是NO及NO2)、蒸气等有害成分，虽然浓度一般甚低，但对和环境仍危害甚大而吸收器）等三类。本设计中采用填料吸收塔。氨水氨水水碱液、砷碱液、水逆流操作气体自塔底进入由塔顶排除，液相自塔顶进入由塔底排 体的一部分冷却后与补充的新鲜吸收剂一同送回塔内，即为部分在循环操作。通常用于以下的情况：当吸收剂的用量较小，为提高液体的喷淋密度；对于非等温吸收过程，为控制塔内的升温，需取出一部分热量。该流程特别适宜平出，吸收剂部分在循环操作较逆流操作平均推动力要低，切需要设置循环泵，多塔串联操作若设计的填料层高度过大，或因为所处理物料等原大的空间，输液、喷淋、支承板等辅助装置增加，使设备投资加大。串联—并联混合操作若吸收过程处理液量很大，如果用通常的液体接管等部件组成塔外壳多采用金属材料，也可用塑料制造。填料是填料塔的，它提供了塔内气液两相的接触面，填料与塔的结构鲍尔环、弧鞍形和矩鞍形填料，20世纪80年代后开发的新型填料如QH—10.5～1.2m/s，气速过大会形成液泛，喷淋密度6～8m3/(m2·h)2～10L/m3。填料塔不宜处理含尘量较大的烟气，设计时应克服塔内气液分布不均的问题。过程。在塔内栅板间放置一定数量的轻质小球填料(直径29～38mm)，吸收了吸收效率。)压力损失1500～3800Pa受高温，小球易裂(0.5～1年)，需经常更换，成本高。类：一类是降液管式，如泡罩塔，筛孔板塔、浮阀塔、S形单向流板塔、舌形板塔、浮动喷射塔等；另一类是穿流式板塔，如穿流栅孔板塔(淋降板塔)(4)40mn左右，筛（5）10～20m10～15mm6mm1～35m/s10～15m/s交错排列，液体经溢流堰供至塔板(堰高30mm)，与气流方向垂直流动，造成400～600Pa。该塔结构比筛孔板塔复杂，制造较，安装要求严格，容易发生偏流。(6)60～100m／s100m3／min的废气需液体雾化喷人量为40L/min。文氏管吸收器结构简单、设备小、占空间1914年由拉西发明，为外径与高度相等的圆环，如拉西环所示。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力环填料，环是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。环由于环壁开孔，大大提比，环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。环阶梯环填料，阶梯环是对环的改进，与环相比，阶梯环高料制成，如弧鞍填料所示。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强矩鞍填料如矩鞍填料所示，将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于环和球形填料球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种，如球同时出现了规整填料。60年代以后，生产规模大型化要求具有大通量，能改生。规整填料在整个塔截面上，集合形状规则、对称、均匀。它规定了气液流量，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小。在相同的能量和压降下，与 格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。格栅填料的波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有3045°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错905mm左右的0.4～0.5mm小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料，但结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大（125、150、250、350、500、700等几种）。波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理，造价高。 是由带缩颈的中空棱柱形按一定方式拼装而成的一种m2/m3。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。因此，比表e表示，其单位为a/e3，称为填料因子，以f表示，其单位为1/m。填料因子分为干填料因子与湿填料因子，填料未被液体润湿时的a/e3称为干填料因子，它反映填料的几何特性；填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一层液膜，aea/e3称为湿填料因子，它表示填料的流体力学