乙烯塔顶筛板140kmol 1

前前目前言第一任务书 第二概述 第目前言第一任务书 第二概述 第三流程简介 第四精馏塔工艺设计 第五再沸器的设计 第六辅助设备的设计 第七管路设计 第八控制方案 设计心得及总 附录一主要符号说明 附录二参考文献 (一学生姓名学号工艺条件：饱和液体进料，进料乙烯含量xf65%摩尔百分数操作条件：建议塔顶操作压力2.5MPa(表压)。序9塔板设计位塔板形处理量(一学生姓名学号工艺条件：饱和液体进料，进料乙烯含量xf65%摩尔百分数操作条件：建议塔顶操作压力2.5MPa(表压)。序9塔板设计位塔板形处理量回流比系数序1234678塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔板形处理量回流比系数序塔板设计位塔塔板形浮处理量回流比系数123456用123456用3#图纸绘制带控制点的工艺流程图及主要设备(精馏塔或再沸器)7三、其它要四、参考2002业出版社，2002四、参考2002业出版社，2002版社，1982年。指导教任务书下达日2008月日第二1．精馏2．再第二1．精馏2．再沸立式热虹吸特点▲循环推动立式热虹吸特点▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区3．冷凝1．精馏装置流1．精馏装置流1．工艺流2．设备选处理能力2．设备选处理能力及产品质塔底产品第四章精馏塔工艺设第一计条1．工艺条件饱和液体进料第四章精馏塔工艺设第一计条1．工艺条件饱和液体进料，进料乙烯含量xf＝65％（摩尔百分数塔顶乙烯含量xD＝99％，釜液乙烯含量xw≤1％，2．操作条件3．塔板形式：筛4．处理量5．安装地点：大6．塔板设计位置：塔第二节物料衡算及热量衡一物料衡1．换将摩尔百分数换算成质量百分数将摩尔流量换算成质量流量（MA为乙烯摩尔质量MB将摩尔流量换算成质量流量（MA为乙烯摩尔质量MB为乙烷摩尔质量M=xf·MA+(1-2．求质量流+qmws=｛·w+qmws·wW=q qmDs=qmws=;1）精馏段：LV二热量衡再沸器加热蒸气的质量流量：GR冷凝器冷却剂的质量流量：GC=QC/(cl·(t2-第三板数的计利用理论板数的逐板法计算：=：= 1.泡点计算运用图表计算泡点、塔板数。RRminR1R∣∑y-yKi∣∑y-yKip0ABKA泡点初值2塔板数计算并输Pt(绝)、假设初值Tto、Tbo、、、①计算计算②Rmin、③将Nf、2塔板数计算并输Pt(绝)、假设初值Tto、Tbo、、、①计算计算②Rmin、③将Nf、①计算∣α-Y计算并输出α、Nf、N、R、qmLs、①假设塔顶温度Tto=254.45经泡点迭代计算得塔顶温度代入公式lnp0A TiooPA=2464.56KPa;PBαN 0P得; iPKAKBNmin｛ y1(代入数据，解得RminxDyeye0P得; iPKAKBNmin｛ y1(代入数据，解得RminxDyeyexn ｛(1)RR xn直至xixn ｛(1)qnLR1.52380.5238 xx＝nWn qqRRq 直至xn<迭代结果实际进Nf=33,实际板则塔底压力Pb=Pt+9.81×425.83×0.1×Nt=2.62MPa(理论板1.478,实际进Nf=33,实际板则塔底压力Pb=Pt+9.81×425.83×0.1×Nt=2.62MPa(理论板1.478,符合假qmVs=(R+1)·qmDs=509.2：= 第四节精馏塔工艺设（1）物性数据查表2.601MPa下纯乙烯的饱和温度为254.45K（零下18.7度气相密度液相密度ρL=425.83液相表面张力乙烯的摩尔质量为28kg/kmol（2）初估塔气相流量=509.2kmol/h467.46m3/h液气流量=418.9kmol/h27.54m3/h0.0077FLV=qvLs/q液气流量=418.9kmol/h27.54m3/h0.0077FLV=qvLs/qvvs×（ρL/ρv）HT=0.45m,6.10.19气体负荷因子C=C20（σ/20）0.2=0.06×(16.88/20液泛气速uf=C（ρL/ρv- 0.8，uA2A=选取单流型、弓形降液管塔板，并取Ad/AT=0.06，则A/塔径D=(4AT/π)对照两表6.10.1和6.10.22实际操作气速u=有效高度：Z=HT釜液高度（略m裙座取5m,塔顶空间高度1.5m,釜液上方气液分离高度取设釜液停留时间为釜液高度：Z30604Wms=有效高度：Z=HT釜液高度（略m裙座取5m,塔顶空间高度1.5m,釜液上方气液分离高度取设釜液停留时间为釜液高度：Z30604Wms=0.752m取其为DL取进、出口安定区宽度bs=bs′=0.08m;边缘宽度bc=0.05m.可得bd/D=0.11，22 由Aa=2(x(r-x)+rX=D/2-(bd+bs)=1/2-r=D/2-bc=1/2-2222Aa=0.907×(d0/t)2故22筛孔个数dπ/4)=0.051/(3.14/4×0.005Ad/AT=0.06，lw/D=0.63,故堰长how=2.84×10E(qvLh/lw),近似取E=1,堰Ad/AT=0.06，lw/D=0.63,故堰长how=2.84×10E(qvLh/lw),近似取E=1,堰上方液头高度how==2.84×10×(27.54/0.63)由FLV=0.22和泛点率为0.822，查化工原理书图6.10.28，ψ=0.03，×qvvs×ρL/ρv=0.03/0.97×0.0077/0.13425.83/30.5=0.0253kg液体/kg气体<0.1kg/kg2h0=1/2g×ρvρL×(u0/C0),根据由式hf=h0+hl+hσ,式中2h0=1/2g×30.5/425.83×(2.57/0.81)=0.037mhl=β(hw+how)。qvvs/(AT-2Ad)=0.131/(0.785-2气体动能因子 =0.197×30.5=1.088,查图得塔板上液层h=0.004σ/(gρLd0)=0.004×16.88/(9.81×425.83σ0.005)=0.0032m所以hf=h0+hl+hσ=0.037+0.0602+0.0032=0.1m由Hd=hw+how+Δ+hd+hf，取Δ=0;22hd=1.18×100.005)=0.0032m所以hf=h0+hl+hσ=0.037+0.0602+0.0032=0.1m由Hd=hw+how+Δ+hd+hf，取Δ=0;22hd=1.18×10(qvLh/lw/hb=1.18×10(27.89/0.63/0.04)=0.0144m柱则Hd0.05+0.036Hd′=1/k=uo’/u0=(ho’/ho)=(0.01358/0.037)故k=1.65>1.5～2，第八荷性能过量液沫夹带5.7eu令VevH fHf=2.5(hWhOW2/ 2.84103 lWq1210 H2.5h 103)3hHf=2.5(hWhOW2/ 2.84103 lWq1210 H2.5h 103)3hTWl =5436-118.72/液相下限2.84103EVLh 3．严重漏液Va(b 2/3hhVc=3.69 / 2/wVh=2460(0.0089+0.000502qv,Lh2/3液相上限AdA=15.23 降液管液泛HdHOW或hOW)hWhOWhd(HThOW避免降液管发生液泛，应使hdL与的关系，a′q2=b′-c′q-2hh=3.934×10-9ρv/ρ/(AC oL与的关系，a′q2=b′-c′q-2hh=3.934×10-9ρv/ρ/(AC o/h ，.h3h3负荷性能图操作弹性：qVVhmax负荷性能0 严重漏一．设计任务与设计条1．选用立式热虹吸式再沸塔底压力=2.63MPa,算得塔底温度为一．设计任务与设计条1．选用立式热虹吸式再沸塔底压力=2.63MPa,算得塔底温度为2．再沸器壳程与管程的设物性数壳程凝液在温度（70℃）下的物性数据热导率：λc粘度：μc密度：ρc2）管程流体在（5.850C2.63MPa）下的物性数据液相粘度：μb壳管温度压力（MPa绝压3液相密度液相定比压热容：Cpb=气相粘度：μv=8.8×106气相密度：ρv蒸气压曲线斜率（Δt/ΔP）=4.03*104m23液相密度液相定比压热容：Cpb=气相粘度：μv=8.8×106气相密度：ρv蒸气压曲线斜率（Δt/ΔP）=4.03*104m2备尺QRVbbVc=T假设传热系数：K=760W/(m2=29.99KmNdT0NT则壳体内Dt(b1)2~计算壳D，取L/D=4.2946之热系数的校1．显热段传热系数假设传热管出口汽化率=txe4传热管内质量流速G2sd0 s0G=314.92kg/(2•m雷诺数：Re =CPbrb n=1391.09w/(m2iirdi蒸气冷凝的质量流量：m4传热管内质量流速G2sd0 s0G=314.92kg/(2•m雷诺数：Re =CPbrb n=1391.09w/(m2iirdi蒸气冷凝的质量流量：mmd0Re4M1/=6547.2w/(m2eR/o2g33)污垢热阻及管壁热沸腾侧：Ri=0.000176m•冷凝侧：Ro=0.00009m•管壁热阻：Rw=b/λw=5.1*10-5m•1K=m2•ddd1Ri0Rw0RO02.蒸发段传热系KE：传热管内釜液的质量流量3600*314.92=1133714kg/(m•Lockhut-martinelbxxX v在x1/ =0.bvvbPdiLockhut-martinelbxxX v在x1/ =0.bvvbPdibQdinb0.225APrbb i=11226w/(m•：1xRPb2r=1287.7w/(m•edii：Ftp1Xtt3.5*0.335tpFtp=2669.49w/(m2••V2do RiRw12Ro=1376.53w/(m• d omi3.显热段及蒸发段长tp L=t diNTKLp do RiRw12Ro=1376.53w/(m• d omi3.显热段及蒸发段长tp L=t diNTKLp LCD=L-LBC=KCKLLBcKELCD=4．传热系L2=实际需要传热面积ACQKCtm5.传热面积裕度HAPACAC=(29.99-流量校1．循环系统推动力1）当X=Xe/3=0.083xX bvX=RL_ 1 RLvb2）当bb= X = L2XX_' 1 RR=LLvb根据课程设计表_lgP tp tpb2．循环阻力2进口管内质量流速G=Wi/(πDi根据课程设计表_lgP tp tpb2．循环阻力2进口管内质量流速G=Wi/(πDi6λi=(Di/L0.3426(Di/0.254GP1Di2②传热管显热段阻力△P2G0.785d2 0.012270.7543ePLBC 2ib③传热管蒸发段阻力△P3di=0.02;μv=8.8*106ρvx为该段平均气化率, VdiGVVV0.01227VLCD a.液相流动阻力G=G-Gv=314.92-L5=di*GL0.01227= VdiGVVV0.01227VLCD a.液相流动阻力G=G-Gv=314.92-L5=di*GL0.01227=L = iP )=43(1xe2 1=2.51MV(1RL=G2④a.气相流动阻力G D2oxG=oL'0.02540.3426D0GV VV0.012270.7543=VLPV5 GLG=211.230.012270.7543=VLPV5 GLG=211.23= Lb0.01227=LLPL5 P )45所以循环阻力：△Pf=△P1△P2△P3△P4=1.0171.011.05辅助容器的设1．进料罐（常温贮料20℃乙烯ρL1乙烷ρL2由上面的计算可知辅助容器的设1．进料罐（常温贮料20℃乙烯ρL1乙烷ρL2由上面的计算可知=425.83则63.93100L进料质量流量：qmfh=3600取停留时间：x4qxL圆整后取2．回流罐质量流量0.25h，填充系数qxV取V=73．塔顶产品qmDh=3600qmDs=3600*0.72=2160产品在产品罐中停留时间为72h，填充系数qmDh则产品罐的容 V釜液5天，即qmWh=3600qmWs产品在产品罐中停留时间为72h，填充系数qmDh则产品罐的容 V釜液5天，即qmWh=3600qmWsqmWh771.01则釜液罐的容积1．进料预热70℃热水为热源，出口约为50℃18℃35℃，走管程t1t2(7035)(5018)mln7050ln管程液体流率：qmfh=3600传热速率Q则传热面积：A14.87mK2．塔顶冷凝拟用0℃水为冷却剂，出口温度为30℃t1t2(420)(4230)2．塔顶冷凝拟用0℃水为冷却剂，出口温度为30℃t1t2(420)(4230)ln42mln42传热速率Q则传热面积AK圆整后取3．塔顶产品冷却10℃30℃t1t2(3010)(2520)ln3010250.72kg/smln管程流率：qmDs则传热速率：Q=假设传热系数：K=900QA20.7mK圆整后取4．釜液冷却拟用10℃水为冷却剂，出口温度为20℃52.18℃t1假设传热系数：K=900QA20.7mK圆整后取4．釜液冷却拟用10℃水为冷却剂，出口温度为20℃52.18℃t1t2(52.1810)(2520)52.18mln25乙烷液体焓变：ΔH传热速率：Q=qmVs•ΔH假设传热系数：K=900Q6.83mK圆整后取A=71．进料泵(两台，一用一备液体密度L.LqVfs=3d取d=65mm73液体粘度0.068mPaRedu1.6931hf(取d=65mm73液体粘度0.068mPaRedu1.6931hf(1le)2 d取ZZ2(P进料灌P进料1.8181.7480.077MPa=4qd2u36002．回流泵（两台，一开一用液体密度.L=3取d=0.166m180d液体粘度0.066mPaRedu1hf(液体粘度0.066mPaRedu1hf( d) 取Z则HeZpf2hf0)因为回流罐是放在=4qd2u3600流量：95～1740m33.釜液泵（两台，一开一用qVWs=qmWs/L选取d=0.045m(576d液体粘度0.0091mPaRedu7.885hf4 2Redu7.885hf4 2 d取Zpfuhf则HeZPf1.790 =4qd2u3600流量：0.1～90m3第七路设则d取管子规格Ф73×4。其它各处第七路设则d取管子规格Ф73×4。其它各处管线类似求得如下/第八制方将本设计的控制方案列于下3介质物性ρL(kg/m1FIC-2FIC-第八制方将本设计的控制方案列于下3介质物性ρL(kg/m1FIC-2FIC-3PIC-4HIC-5HIC-6TIC-课程设计总课程设计总附录要符号说A塔板上方气体通道截面积e单位时间夹带的液沫量塔板上有效传质区面积降液管截面积附录要符号说A塔板上方气体通道截面积e单位时间夹带的液沫量塔板上有效传质