万吨直馏柴油年氨精制装置设计工艺计算(1)

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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Ⅱ123.2.1确定塔径123.

2、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液膜停留时间和液膜平均速度204.4复核传热系数214.

3、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116.0587.40.2010.5乙二醇3472.21102.03.150.0136

4、Σ31366.037.63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

5、，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1.3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

6、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：2.2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，，

7、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/

8、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