20萬噸直餾柴油年氨精制裝置設(shè)計工藝計算

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1、參賽隊伍：環(huán)衛(wèi)工團隊參賽題目：20萬噸直餾柴油/年氨精制裝置設(shè)計所屬院校：廣東石油化工學(xué)院參賽學(xué)生：林寶杰，張錦恒，李德偉，吳偉榮康佳良，陳清木，陳柱輝，楊春輝指導(dǎo)老師：陳興來，李宗寶2626目錄第1章靜態(tài)混合器選型11.1選類型11.2流速11.3具體型號11.4反應(yīng)時間11.5壓力降計算2第2章氨分離器52.1各股物料進料情況52.2分離器型號52.3減壓閥選型計算72.4絲網(wǎng)除沫器8第3章重力沉降塔103.1重力沉降塔Ⅰ103.1.1重力沉降塔容積103.1.2確定塔徑103.1.3計算筒體高度H113.1.4計算筒體厚度113.1.5封頭厚度

2、計算113.1.6水壓試驗強度校核113.2重力沉降塔Ⅱ123.2.1確定塔徑123.2.2計算筒體高度H123.2.3計算筒體厚度δ123.2.4封頭厚度計算133.2.5水壓試驗強度校核13第4章乙二醇溶劑汽提塔設(shè)計154.1原始材料154.1.1汽提塔進出物料情況154.1.2汽提塔熱負荷154.1.3操作壓力154.2汽提塔設(shè)計計算154.2.1試選傳熱系數(shù)初始值154.2.2汽提塔尺寸的確定15264.3傳質(zhì)過程計算174.3.1列管內(nèi)氣速174.3.2流體周邊流量174.3.3液膜厚度184.3.4液泛速度計算194.3.5液體最小潤濕率

3、計算204.3.6液膜停留時間和液膜平均速度204.4復(fù)核傳熱系數(shù)214.5精度計算234.6塔體及裙座設(shè)計計算234.6.1塔壁厚的確定234.6.2封頭的選擇234.6.3塔高的計算234.6.4塔設(shè)備的穩(wěn)定計算244.7裙座設(shè)計2526第1章靜態(tài)混合器選型1.1選類型選型依據(jù)：HG/T20570.20-95靜態(tài)混合器設(shè)計已知：在工作溫度為35℃，系統(tǒng)壓力為1.8MPa下，靜態(tài)混合器各股物流的物性下表所示：物料質(zhì)量流率kg/h密度kg/m3體積流率m3/h粘度mPa·s直餾柴油27777.8810.434.282.03液氨116.0587.40.

4、2010.5乙二醇3472.21102.03.150.0136Σ31366.037.63根據(jù)表1.1，三股物料粘度均小于100mP·s，選擇SV型靜態(tài)混合器較合適。1.2流速總體積流量：根據(jù)表1.2，選擇靜態(tài)混合器管徑為：流體流速：對于低、中粘度流體的混合、萃取、中和、傳熱、中速反應(yīng)，適宜于過渡流或湍流條件下工作，流體流速控制在，符合情況。1.3具體型號選長徑比為，則，且設(shè)計壓力為P=2.0MPa，查表1.2，水力直徑取6mm，所以該靜態(tài)混合器型號規(guī)格為：SV-6/150-4.0-1500。1.4反應(yīng)時間26由于環(huán)烷酸與液氨的反應(yīng)為1.5級反應(yīng)，所以

5、：積分得：式中：—為反應(yīng)速率常數(shù)，；—環(huán)烷酸轉(zhuǎn)化率，由設(shè)計要求可得；—環(huán)烷酸濃度。所以：單個靜態(tài)混合器的反應(yīng)體積：則空時：選用兩個靜態(tài)混合器串聯(lián)，則空時：τ=2×2.53=5.06s由于是該反應(yīng)是在液相中進行，可視為等容均相反應(yīng)過程，故反應(yīng)物料在靜態(tài)混合器中的平均停留時間T=5.06s由此可見，選擇兩個SV-6/150-4.0-1500靜態(tài)混合器串聯(lián)即可滿足工藝要求。1.5壓力降計算查表1.2，空隙率，則：查表1.3，當時，摩擦系數(shù)：26靜態(tài)混合器壓力降：。表1.1表1.226表1.326第2章氨分離器2.1各股物料進料情況靜態(tài)混合器出口物流經(jīng)節(jié)流閥

6、減壓至1.2MPa進入氣液分離器，由《化工工藝設(shè)計手冊》查得，35℃時液氨的飽和蒸汽壓MPa查《計算圖表》圖4-3-47氨的壓焓圖，得35℃、1.2MPa，NH3的比容，氨氣的質(zhì)量流量為=56.41kg/h,則釋放出來的氨氣的體積流量：各股物料進料情況如下：物料質(zhì)量流量mkg/h密度ρkg/m3體積流量Vm3/h氨氣56.419.8725.714中性油810.434.13乙二醇3.59411033.256Σ6.4237.39(液)估算混合液體密度：2.2分離器型號要求液體在分離器中的停留時間T=1h。（1）試算分離器直徑液體體積流率VL=34.13+

7、3.256=37.39m3，，假設(shè)氣體空間面積Aa為14%，可變液面面積A=80%，最小液體面積Ab為6%，則試算直徑：由DT和Aa查圖2.5.1-4，得氣體空間高度a=0.65m，大于最小氣體空間高度300mm，符合要求。26（2）接管距離液滴直徑按最小分離直徑d=200μm進行計算，時間比值（即液滴通過氣體空間高度所需的沉降時間與氣體停留時間的比）停留時間R=0.127，則進口出口接管之間的距離：根據(jù)以上分離器直徑和接管距離要求，可選用以下規(guī)格臥式容器：（JB4710-2000）：公稱直徑DN=3600mm,筒體s長度L=10800mm。注：以上

8、計算過程依據(jù)HG/T20570-95進行設(shè)計計算。262.3減壓閥選型計算在分離器氣體溢流口處設(shè)置一減壓閥，