毕业设计20万吨直馏柴油年氨精制装置设计工艺计算.doc

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时间:2018-07-28

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1、参赛队伍:环卫工团队参赛题目:20万吨直馏柴油/年氨精制装置设计所属院校:广东石油化工学院目录第1章静态混合器选型11.1选类型11.2流速11.3具体型号11.4反应时间11.5压力降计算2第2章氨分离器52.1各股物料进料情况52.2分离器型号52.3减压阀选型计算72.4丝网除沫器8第3章重力沉降塔103.1重力沉降塔Ⅰ103.1.1重力沉降塔容积103.1.2确定塔径103.1.3计算筒体高度H113.1.4计算筒体厚度113.1.5封头厚度计算113.1.6水压试验强度校核113.2重力沉降塔Ⅱ123.

2、2.1确定塔径123.2.2计算筒体高度H123.2.3计算筒体厚度δ123.2.4封头厚度计算133.2.5水压试验强度校核13第4章乙二醇溶剂汽提塔设计154.1原始材料154.1.1汽提塔进出物料情况154.1.2汽提塔热负荷154.1.3操作压力154.2汽提塔设计计算154.2.1试选传热系数初始值154.2.2汽提塔尺寸的确定154.3传质过程计算174.3.1列管内气速174.3.2流体周边流量174.3.3液膜厚度184.3.4液泛速度计算194.3.5液体最小润湿率计算204.3.6液膜停留时间

3、和液膜平均速度204.4复核传热系数214.5精度计算234.6塔体及裙座设计计算234.6.1塔壁厚的确定234.6.2封头的选择234.6.3塔高的计算234.6.4塔设备的稳定计算244.7裙座设计25第1章静态混合器选型1.1选类型选型依据:HG/T20570.20-95静态混合器设计已知:在工作温度为35℃,系统压力为1.8MPa下,静态混合器各股物流的物性下表所示:物料质量流率kg/h密度kg/m³体积流率m³/h粘度mPa·s直馏柴油27777.8810.434.282.03液氨116.0587.4

4、0.2010.5乙二醇3472.21102.03.150.0136Σ31366.037.63根据表1.1,三股物料粘度均小于100mP·s,选择SV型静态混合器较合适。1.2流速总体积流量:根据表1.2,选择静态混合器管径为:流体流速:对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和、传热、中速反应,适宜于过渡流或湍流条件下工作,流体流速控制在,符合情况。1.3具体型号选长径比为,则,且设计压力为P=2.0MPa,查表1.2,水力直径取6mm,所以该静态混合器型号规格为:SV-6/150-4.0-1500。1.4反应时间由于

5、环烷酸与液氨的反应为1.5级反应,所以:积分得:式中:—为反应速率常数,;—环烷酸转化率,由设计要求可得;—环烷酸浓度。所以:单个静态混合器的反应体积:则空时:选用两个静态混合器串联,则空时:τ=2×2.53=5.06s由于是该反应是在液相中进行,可视为等容均相反应过程,故反应物料在静态混合器中的平均停留时间T=5.06s由此可见,选择两个SV-6/150-4.0-1500静态混合器串联即可满足工艺要求。1.5压力降计算查表1.2,空隙率,则:查表1.3,当时,摩擦系数:静态混合器压力降:。表1.1表1.2表1.

6、3第2章氨分离器2.1各股物料进料情况静态混合器出口物流经节流阀减压至1.2MPa进入气液分离器,由《化工工艺设计手册》查得,35℃时液氨的饱和蒸汽压MPa查《计算图表》图4-3-47氨的压焓图,得35℃、1.2MPa,NH3的比容,氨气的质量流量为=56.41kg/h,则释放出来的氨气的体积流量:各股物料进料情况如下:物料质量流量mkg/h密度ρkg/m³体积流量Vm³/h氨气56.419.8725.714中性油810.434.13乙二醇3.59411033.256Σ6.4237.39(液)估算混合液体密度:2

7、.2分离器型号要求液体在分离器中的停留时间T=1h。(1)试算分离器直径液体体积流率VL=34.13+3.256=37.39m³,,假设气体空间面积Aa为14%,可变液面面积A=80%,最小液体面积Ab为6%,则试算直径:由DT和Aa查图2.5.1-4,得气体空间高度a=0.65m,大于最小气体空间高度300mm,符合要求。(2)接管距离液滴直径按最小分离直径d=200μm进行计算,时间比值(即液滴通过气体空间高度所需的沉降时间与气体停留时间的比)停留时间R=0.127,则进口出口接管之间的距离:根据以上分离器直

8、径和接管距离要求,可选用以下规格卧式容器:(JB4710-2000):公称直径DN=3600mm,筒体s长度L=10800mm。注:以上计算过程依据HG/T20570-95进行设计计算。2.3减压阀选型计算在分离器气体溢流口处设置一减压阀,阀前压力P1=1.2MPa,阀后压力P2=1.0MPa,则减压阀压降△P=0.2MPa。压缩氨气的绝热系数k=1.877,压缩氨气的临

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