年產(chǎn)20萬噸裂解汽油加氫反應(yīng)車間-汽提工段初步設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　年產(chǎn)20萬噸裂解汽油加氫反應(yīng)車間-汽提工段初步設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要<

3、/b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是關(guān)于20萬噸/年裂解汽油加氫反應(yīng)車間-汽提工段初步設(shè)計(jì)。本文主要內(nèi)容是簡要介紹了裂解汽油加氫的性質(zhì)，在國際上裂解汽油二段加氫反應(yīng)和氣提塔的目前現(xiàn)況，講述了生產(chǎn)加氫汽油的作用與意義，以及將來發(fā)展前景，從而確定加氫汽油的生產(chǎn)路線。以物料守衡和能量守衡，計(jì)算物料衡算和熱量衡算。根據(jù)設(shè)備的選型原則，進(jìn)行了設(shè)備選型計(jì)算，確定了關(guān)鍵設(shè)備和輔助設(shè)備的型號。根據(jù)車間布置原則，進(jìn)行了車間的

4、設(shè)備布置、平面布置和立面布置，確定了車間各設(shè)備的位置關(guān)系。最后，簡要的講述自動控制系統(tǒng)的選擇、安全與環(huán)境保護(hù)以及公用工程問題的討論。最終完成了這份裂解汽油加氫反應(yīng)車間-汽提工段初步設(shè)計(jì)的說明書，繪制了工藝流程圖、主要設(shè)備裝配圖和車間平、立面圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 裂解；汽油加氫；汽提塔；設(shè)備 ；設(shè)計(jì)</p><p>　　200,000 tons/year split to so

5、lve the petrol hydrogenation reaction workshop-vapor to lift work</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is a segment scheme design concerning 200,000 tons/year split to solve

6、 the petrol hydrogenation reaction workshop-vapor to lift work. The text main contents introduces the quality of the synopsis introduced the crack solution petrol hydrogenation, and current conditions of the split to sol

7、ve petrol two hydrogenation reactions to compatibly lift tower among nations earth currently, related the action and meaning of capacity hydrogenation petrol, and its develop foreground in the futur</p><p>　

8、　Keywords: cracking; Gasoline hydrogenation; Stripper; Equipment; design</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　第一章 總論2</b></p&g

9、t;<p><b>　　1.1概訴2</b></p><p>　　1.1.1 二段加氫及氣提塔設(shè)計(jì)意義與作用2</p><p>　　1.1.2 二段加氫及汽提塔國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和前景2</p><p>　　1.1.3 主要產(chǎn)品的性質(zhì)與特點(diǎn)2</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)3</p

10、><p>　　1.3 設(shè)計(jì)規(guī)模及生產(chǎn)制度3</p><p>　　1.4 原料與產(chǎn)品規(guī)格3</p><p>　　1.4.1 原料規(guī)格3</p><p>　　第二章 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算5</p><p>　　2.1 工藝原理5</p><p>　　2.2 工藝路線的選擇5</p>

11、;<p>　　2.3 工藝流程簡述6</p><p>　　2.3.1 二段加氫反應(yīng)部分6</p><p>　　2.3.2 汽提階段部分6</p><p>　　2.3.3 工藝流程圖6</p><p>　　2.4 工藝參數(shù)6</p><p>　　2.5 物料衡算7</p>

12、<p>　　2.5.1 物料衡算的作用與意義7</p><p>　　2.5.2 物料衡算的方法與步驟7</p><p>　　2.5.3 物料衡算8</p><p>　　2.5.4 物料平衡10</p><p>　　2.6 熱量衡算11</p><p>　　2.6.1 熱量衡算的目的與

13、意義11</p><p>　　2.6.2 熱量衡算的依據(jù)和步驟11</p><p>　　2.6.3 熱量衡算11</p><p>　　第三章 設(shè)備選型15</p><p>　　3.1 選型原則15</p><p>　　3.2 關(guān)鍵設(shè)備的選擇15</p><p>　　3.2.1

14、 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算15</p><p>　　3.2.2 全塔效率17</p><p>　　3.2.3 實(shí)際塔板數(shù)N19</p><p>　　3.2.4 塔徑D20</p><p>　　3.2.5 溢流裝置21</p><p>　　3.2.6 塔板布置22</p><p&

15、gt;　　3.2.7 篩孔數(shù)n與開孔率23</p><p>　　3.2.8 塔高H的計(jì)算23</p><p>　　3.2.9 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算24</p><p>　　3.3 泵的選擇25</p><p>　　3.3.1 泵的選擇原則25</p><p>　　3.3.2 選泵的步驟和泵型的確定2

16、6</p><p>　　3.4 換熱器的選擇26</p><p>　　第4章 設(shè)備一覽表27</p><p>　　4.1 冷換設(shè)備27</p><p>　　4.2 反應(yīng)器與塔容器設(shè)備27</p><p>　　4.3 罐容器27</p><p>　　第五章 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)2

17、9</p><p>　　5.1 車間布置設(shè)計(jì)原則29</p><p>　　5.1.1 車間布置原則29</p><p>　　5.1.2 車間設(shè)備布置原則29</p><p>　　5.1.3 車間平面布置原則29</p><p>　　5.2 車間設(shè)備布置29</p><p>　

18、　5.2.1 車間設(shè)備平面布置30</p><p>　　5.2.2 車間立面布置30</p><p>　　第6章 自動控制31</p><p>　　6.1 主要的控制原理31</p><p>　　6.2 自控水平和控制點(diǎn)31</p><p>　　6.2.1 溫度控制31</p>&l

19、t;p>　　6.2.2 壓力控制31</p><p>　　6.2.3 回流量和回流溫度31</p><p>　　6.2.4　塔底液位31</p><p>　　第7章 安全與環(huán)境保護(hù)32</p><p>　　7.1 三廢產(chǎn)生情況32</p><p>　　7.2 三廢處理情況32</p>

20、;<p>　　7.2.1 廢水處理32</p><p>　　7.2.2 廢氣處理32</p><p>　　7.2.3 廢渣處理32</p><p>　　7.2.4 噪音處理32</p><p>　　第8章 公用工程33</p><p><b>　　8.1概述33</b>&

21、lt;/p><p>　　8.1.1 供水33</p><p>　　8.1.2 供電33</p><p>　　8.1.3 供暖與產(chǎn)汽33</p><p><b>　　結(jié)束語34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p

22、><b>　　致 謝36</b></p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　國外內(nèi)裂解汽油的二段加氫和汽提塔的研究不是很樂觀，裂解汽油是乙烯裝置中僅次于乙烯的國際第二大產(chǎn)品。裂解汽油又稱為熱解汽油。裂解汽油的組成中含有大量的二烯烴及芳烴等不飽和化合物，在空氣中放置，顏色（黃色）逐漸加深，并有粘稠狀的聚合物沉淀。與裂

23、化汽油不同，裂解汽油不能直接作為發(fā)動機(jī)燃料，而只能用作燃料油，或制造石油樹脂的原料。當(dāng)采用加氫方法除去裂解汽油中易聚合的二烯烴、炔烴及含硫化合物等雜質(zhì)后，可用作高辛烷值汽油組分，或進(jìn)一步用作芳烴抽提原料。裂解汽油是目前世界上苯、甲苯、二甲苯等芳烴的重要來源。加氫過程可以采用鎳、鈷、鉬等催化劑。可以在較高的溫度及較低的壓力下進(jìn)行氣相反應(yīng)；也可以在較低的溫度和較高的壓力下采用鈀等貴金屬催化劑進(jìn)行液相反應(yīng)。</p><p&

24、gt;　　汽提部分將二段加氫反應(yīng)系統(tǒng)生成的硫化氫、氨、輕烴餾分和水等進(jìn)行汽提，并從塔頂分離，在塔底得到產(chǎn)品。從產(chǎn)品分離罐來得到的原料就是經(jīng)汽提塔的進(jìn)料。汽提塔頂?shù)钠辔镔|(zhì)經(jīng)汽提塔塔頂冷卻器冷卻后進(jìn)入汽提塔塔頂餾出罐。在汽提塔塔頂餾出罐中分離出來的氣體排到火炬，以控制塔頂壓力，液體在液面控制與流量控制下盡量做到全部回流。塔頂餾出罐脫水包的水在界面控制下排入污油系統(tǒng)。然而將塔釜產(chǎn)品送入精制汽油罐。因此，汽提段在設(shè)計(jì)時要考慮很多。高溫反應(yīng)油氣

25、帶有大量的熱量，在設(shè)計(jì)時，要考慮如何合理地利用及回收熱量，對整個裝置的能耗具有很大的影響。</p><p><b>　　第一章 總論</b></p><p><b>　　1.1概訴</b></p><p>　　1.1.1 二段加氫及氣提塔設(shè)計(jì)意義與作用</p><p>　　裂解汽油是乙烯工業(yè)的副產(chǎn)

26、品，產(chǎn)量約是乙烯生產(chǎn)能力的50%--80%，其富含60%左右的芳烴。工業(yè)上一般采用兩段加氫的方法，首先是一段加氫從而除掉二烯烴、烯基烴等。再進(jìn)行二段加氫使烯烴飽和，同時脫除含硫、氮、氧等有機(jī)物后進(jìn)行芳烴抽提，是芳烴抽提的重要原料。據(jù)2005年的現(xiàn)況看，我國乙烯生產(chǎn)能力已達(dá)到830萬噸/年左右。作為乙烯裝置生產(chǎn)中重要的副產(chǎn)品—裂解汽油能否合理并充分利用是提升乙烯裝置整體效益問題的關(guān)鍵。因此在蒸汽裂解制乙烯后處理工藝中，裂解加氫占據(jù)著輕重的

27、位置，汽提部分就是將反應(yīng)系統(tǒng)生成的硫化氫、氨、輕餾分和水等進(jìn)行汽提，并從汽提塔頂分離、在汽提塔底等到產(chǎn)品。</p><p>　　1.1.2 二段加氫及汽提塔國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和前景</p><p>　　今年來，國內(nèi)成功研發(fā)了性能較為良好的裂解汽油二段加氫催化劑。1989年蘭州石化公司石油化工研究所開發(fā)的LY—8602催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。之后又開發(fā)了LY—9801、LY—9802型催化劑。燕

28、山石化公司研究院開發(fā)了BY—2、BY—5二段加氫催化劑。大慶石化公司研究開發(fā)了DZ—1催化劑。</p><p>　　國外對裂解汽油加氫催化劑的研究發(fā)展也十分的快，法國IFP研究開發(fā)了LD—145和HR—306催化劑。在鎳基催化劑方面，英國JM公司研發(fā)了HTC—200、HTC—400鎳基裂解汽油加氫催化劑都代表了國際先進(jìn)水平。</p><p>　　目前國際上采用的汽提塔，它不但處理量大，而且

29、有塔效率也很高。不僅如此，國外相繼開發(fā)了一些利用汽提塔處理其他產(chǎn)品的新工藝，如日本的Kubota公司研究了低能耗條件下用汽提塔來處理含有氨的廢水方法。</p><p>　　1.1.3 主要產(chǎn)品的性質(zhì)與特點(diǎn)</p><p>　　混合苯在常溫下為無色透明帶有芳香氣味的液體，是由苯、甲苯和二甲苯組成的。易揮發(fā)，其沸點(diǎn)和熔點(diǎn)隨其混合物的組成的不同而有較大差別，密度0.83-0.87比水小?；旌媳?/p>

30、難溶于水，1升水中最多溶解1.8g混合苯，但混合苯是一種良好的有機(jī)溶劑，溶解有機(jī)分子和一些非極性的無機(jī)分子的能力很強(qiáng)，是一種基礎(chǔ)的化工原料?；旌媳胶推渌臒N一樣，都能燃燒，當(dāng)氧氣充足時，產(chǎn)物為二氧化碳和水。但在空氣中燃燒時，火焰明亮并有黑煙，這是由于混合苯中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大。</p><p>　　加氫汽油產(chǎn)品中三苯收率為：</p><p>　　苯 >98.5% ; 甲苯 &g

31、t;98.0% ; 二甲苯 >95.0%</p><p>　　苯的熔點(diǎn)是5.51℃，沸點(diǎn)為80.1℃，燃點(diǎn)為562.22℃，在常溫常壓下是無色透明的液體，并具強(qiáng)烈的特殊芳香氣味。因此，苯遇熱、明火易燃燒、爆炸，苯蒸氣與空氣混合物的爆炸限是1.4～8.0%。常態(tài)下，苯的蒸氣密度為2.77，蒸氣壓13.33kPa(26.1 ℃)。苯是重要的石油化工基本原料之一，可用于合成橡膠、合成樹脂、合成纖維、醫(yī)藥、

32、農(nóng)藥、炸藥和染料等一系列重要化工產(chǎn)品.同時也可作為涂料、橡膠等溶劑; 在煉油工業(yè)中苯是提高汽油辛烷值的摻合劑.苯的生產(chǎn)技術(shù)水平和產(chǎn)量已經(jīng)成為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一. </p><p>　　甲苯是有機(jī)化合物，屬芳香烴，結(jié)構(gòu)簡式為C6H5CH3。在常溫下呈液體狀，無色、易燃。它的沸點(diǎn)為110.8℃，凝固點(diǎn)為－95℃，密度為0.866克／厘米3。甲苯溫度計(jì)正是利用了它的凝固點(diǎn)比水很低，可以在高寒地區(qū)

33、使用；而它的沸點(diǎn)又比水的沸點(diǎn)高，可以測110.8℃以下的溫度。因此從測溫范圍來看，它優(yōu)于水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)。另外甲苯比較便宜，故甲苯溫度計(jì)比水銀溫度計(jì)也便宜。 </p><p>　　甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶劑中。甲苯容易發(fā)生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它們都是工業(yè)上很好的溶劑；它可以萃取溴水中的溴，但不能和溴水反應(yīng)；它還容易硝化，生成對硝基甲苯或鄰硝基甲苯，它們都是染料的原料；一份甲苯和三份硝酸

34、硝化，可得到三硝基甲苯（俗名TNT）即為炸藥；它還容易磺化，生成鄰甲苯磺酸或?qū)妆交撬?，這些是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽與空氣混合的話會形成梯思梯炸藥。 </p><p>　　二甲苯是一種混合物，是是由二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯和乙苯形成的混合物。無色透明液體。沸點(diǎn)135～145℃。相對密度d420 0.840～0.870。易燃?；瘜W(xué)性質(zhì)較活潑，可發(fā)生異構(gòu)化、歧化、烷基轉(zhuǎn)移、甲基氧化、脫氫、芳烴氯代、磺化反

35、應(yīng)等。主要由石油催化重整料、裂解汽油、焦?fàn)t副產(chǎn)汽油經(jīng)分離而得，還可由甲苯歧化生成苯和二甲苯而得；或由甲苯與三甲苯進(jìn)行甲基轉(zhuǎn)移而得，此混合物主要用作生產(chǎn)對二甲苯、鄰二甲苯的原料及涂料的溶劑和航空汽油添加劑，也可作耳科用藥。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是按照浙江海洋學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)下達(dá)的《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》要求

36、，并根據(jù)楊淑清老師的指導(dǎo)和數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。查閱了大量關(guān)于裂解汽油加氫的資料，充分利用學(xué)校圖書館圖書和網(wǎng)絡(luò)資源加以綜合后完成的。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)規(guī)模及生產(chǎn)制度</p><p>　　裝置處理的原料為大慶乙烯裝置的脫戊烷塔釜的初裂解汽油為原料，設(shè)計(jì)年處理裂解汽油20萬噸。</p><p>　　每年粗略計(jì)算當(dāng)8000小時計(jì)算。在生產(chǎn)過程中，以安全第一為生產(chǎn)

37、指導(dǎo)思想，保證生產(chǎn)的安全性。廠區(qū)內(nèi)原則上禁止動用明火，需要動火時要請示領(lǐng)導(dǎo)并做好安全工作，生產(chǎn)崗位員工必須按規(guī)定穿戴勞動保護(hù)用品。車間安全員工要切實(shí)履行職責(zé)，隨時檢查安全生產(chǎn)制度，落實(shí)情況，禁止違章操作和冒險(xiǎn)作業(yè)。</p><p>　　1.4 原料與產(chǎn)品規(guī)格</p><p>　　1.4.1 原料規(guī)格</p><p>　　本設(shè)計(jì)是以裂解汽油為原料，裂解汽油的規(guī)格見表1

38、-1。</p><p>　　表1-1 裂解汽油的規(guī)格</p><p><b>　　產(chǎn)品規(guī)格及用途</b></p><p>　　(1) 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品為精制汽油，精制汽油產(chǎn)品主要用來作為芳烴抽提原料。精制汽油規(guī)格見表1-2。</p><p>　　表1-2 精制汽油的規(guī)格</p><p>　　(2) 副產(chǎn)

39、品碳九油一般作為燃料油及化工原料，碳九的規(guī)格見表1-3。</p><p>　　表1-3 副產(chǎn)品C9+油的規(guī)格</p><p>　　第二章 工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　2.1 工藝原理</b></p><p>　　混合物的計(jì)算不是很方便，能夠用精餾的方法進(jìn)行分離，其原理在于混合物中各組分的沸點(diǎn)不同。 &l

40、t;/p><p>　　裂解汽油氣是由各種沸點(diǎn)不同的烴類所組成的復(fù)雜氣相混合物，各餾分的沸點(diǎn)范圍見表2-1。</p><p>　　表2-1 各主要餾分的沸點(diǎn)范圍</p><p>　　而精餾的根本依據(jù)，就是由于各組分沸點(diǎn)不同，在冷凝時重組分先冷凝，在受熱時輕組分先汽化。裂解汽油加氫為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須采用精餾的方法，即多次地同時利用汽化和冷凝的方法來分離混合物，一個完整的

41、精餾塔包括三部分，即精餾段、提餾段和進(jìn)料段。因?yàn)楦鶕?jù)使用要求不同，有的塔沒有精餾段（如催化裂化分餾塔）或沒有提餾段（汽提塔），所以本設(shè)計(jì)沒有提餾段。</p><p>　　二段反應(yīng)器主要化學(xué)反應(yīng)</p><p><b>　　脫硫：</b></p><p><b>　　脫醇：</b></p><p>&

42、lt;b>　　硫醚：</b></p><p><b>　　脫氮：</b></p><p><b>　　吡啶</b></p><p>　　（ CH)－(CH)+NH</p><p><b>　　脫氧：</b></p><p>　　( CH

43、)－OH+H→CH+HO</p><p><b>　　烯烴加氫：</b></p><p>　　CH(CH) = CHCH+ H→CH(CH)CH</p><p>　　2.2 工藝路線的選擇</p><p>　　裂解汽油加氫裝置是以乙烯裝置來粗裂解汽油為原料，采用兩段加氫催化，加氫工藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品用來適合芳烴抽提工藝的

44、混合苯。再經(jīng)串聯(lián)使用的二段加氫反應(yīng)器時將不飽和成分繼續(xù)加氫使之飽和，經(jīng)過加氫處理后的裂解汽油經(jīng)冷卻后進(jìn)入產(chǎn)品分離罐中進(jìn)行氣液分離，將氣相中氫氣循環(huán)氣繼續(xù)在裝置內(nèi)的二段反應(yīng)器部分循環(huán)使用。液相產(chǎn)物進(jìn)入汽提塔經(jīng)汽提出去雜質(zhì)后，變?yōu)榧託淦彤a(chǎn)品。汽提塔部分將反應(yīng)系統(tǒng)生成的硫化氫、氨、輕烴餾分和水等進(jìn)行汽提，并從塔頂分離，在塔底得到產(chǎn)品。</p><p>　　2.3 工藝流程簡述</p><p>

45、;　　2.3.1 二段加氫反應(yīng)部分</p><p>　　二段加氫反應(yīng)將剩余的單烯烴等加氫，并分解除去原料中的硫、氮、氧和金屬等化合物，其中硫化物分解為硫化氫，氮化物分解為氨，金屬在催化劑上析出，同時生成少量輕烴。</p><p>　?。?）從一段反應(yīng)器出口分離罐來的氣液混合物與從產(chǎn)品分離罐來的循環(huán)氫和循環(huán)液混合，該混合物通過二段反應(yīng)器進(jìn)∕出料換熱器后在二段反應(yīng)器進(jìn)料加熱爐中進(jìn)一步加熱，然

46、后進(jìn)入二段反應(yīng)器。二段反應(yīng)器的入口溫度用加熱爐的燃燒強(qiáng)度來控制。</p><p>　?。?）物料從加熱爐出來后依次經(jīng)過二段反應(yīng)器。</p><p>　?。?）二段反應(yīng)器出料依次經(jīng)過汽提塔再沸器，二段反應(yīng)器進(jìn)∕出料換熱器回收熱量。供給汽提塔再沸器的熱量由二段反應(yīng)器出料的流量來控制調(diào)節(jié)。</p><p>　?。?）二段反應(yīng)出料依次經(jīng)產(chǎn)品冷凝器、產(chǎn)品后冷凝進(jìn)行冷凝，然后進(jìn)

47、入產(chǎn)品分離罐。</p><p>　?。?）在產(chǎn)品分離罐中反應(yīng)出料被分離為液體和氣體，一部分氣體排出到火炬系統(tǒng)，以控制反應(yīng)系統(tǒng)的壓力。其余氣體經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)吸入罐而進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī)，被升壓后回到二段反應(yīng)器。一部分液體做為循環(huán)液在流量控制下回到二段反應(yīng)器入口，其余液體在產(chǎn)品分離罐的液位控制下采出，進(jìn)入汽提塔。</p><p>　?。?）反應(yīng)產(chǎn)物中的水匯集在產(chǎn)品分離罐的脫水包中，用液面控制排入污

48、油系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.2 汽提階段部分</p><p>　?。?）從產(chǎn)品分離罐來的原料經(jīng)汽提塔進(jìn)料。</p><p>　?。?）汽提塔頂汽通過汽提塔塔頂冷卻器冷卻后進(jìn)入汽提塔塔頂餾出罐。</p><p>　?。?）在汽提塔頂餾出罐分離的氣體排到火炬，以控制塔頂壓力，液體在液面控制與流量控制下全部回流。</p>

49、<p>　　（4）塔頂餾出罐脫水包的水在界面控制下排入污油系統(tǒng)。</p><p>　?。?）汽提塔再沸器由二段反應(yīng)器出料供給熱量。</p><p>　?。?）塔釜產(chǎn)品送入精制汽油罐。</p><p>　　2.3.3 工藝流程圖</p><p><b>　　見附圖。</b></p><p&g

50、t;<b>　　2.4 工藝參數(shù)</b></p><p>　　在裂解汽油加氫裝置正常生產(chǎn)中，總希望裝置對原料變化適應(yīng)性強(qiáng)、處理量大、有最佳的產(chǎn)品分析、較好的產(chǎn)品質(zhì)量、較低的能耗和物耗，以取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。為達(dá)此目的，必須掌握主要工藝操作參數(shù)的控制方法及其相互影響的規(guī)律，才能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)。一個生產(chǎn)裝置，要做到高效益和低消耗，除選擇合理的工藝流程和先進(jìn)的設(shè)備外，主要還是要依靠平穩(wěn)操作。以下

51、為裂解汽油二段加氫和汽提段的主要工藝參數(shù)，見表2-2。</p><p>　　表2-2 二段加氫反應(yīng)器和汽提塔工藝參數(shù)</p><p><b>　　2.5 物料衡算</b></p><p>　　2.5.1 物料衡算的作用與意義</p><p>　　物料衡算是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，通過對全過程的物料衡算，可以計(jì)算出主、副產(chǎn)品的

52、產(chǎn)量，原材料的消耗定額，生產(chǎn)過程的物料損耗以及“三廢”的生成量；在此基礎(chǔ)上做出能量衡算，計(jì)算出蒸汽、水、電或其它燃料等公用工程的消耗定額；最后根據(jù)這些計(jì)算結(jié)果確定所生產(chǎn)產(chǎn)品總的經(jīng)濟(jì)效果。同時，根據(jù)物料衡算結(jié)果對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)輔助設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型，對過程所需設(shè)備的投資及其可行性進(jìn)行評價(jià)。此外，還可以利用工廠已有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析比較，以選定先進(jìn)而切實(shí)可行的數(shù)據(jù)作為新廠設(shè)計(jì)的指標(biāo)，設(shè)計(jì)出先進(jìn)的工藝流程。</p><p

53、>　　物料衡算的結(jié)果直接關(guān)系到生產(chǎn)成本和車間運(yùn)輸量，對工廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有舉足輕重的影響。為此，工藝設(shè)計(jì)時對此十分重視，熟練地掌握物料衡算的步驟和方法。</p><p>　　2.5.2 物料衡算的方法與步驟</p><p>　　物料衡算是在給定某些物料量的值情況下求解另一些物料的值。眾所周知，化工工藝流程是多種多樣的，因而物料衡算中，有的計(jì)算過程十分簡單，而有的十分復(fù)雜。為了有層次，

54、循序漸進(jìn)地進(jìn)行物料衡算，且為了避免誤差，一般采用下列步驟：</p><p><b>　　1．收集計(jì)算數(shù)據(jù)</b></p><p>　?。?）原料、輔料、中間產(chǎn)物及產(chǎn)品的規(guī)格。</p><p>　?。?）過程中單位時間內(nèi)的物流量。</p><p>　?。?）有關(guān)消耗定額 消耗定額是反應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)水平的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是進(jìn)行

55、物料衡算計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一。消耗定額是指生產(chǎn)每噸合格產(chǎn)品需要的原料、輔助及試劑等的消耗量。消耗定額低，說明原料得到充分利用；這樣的產(chǎn)品得率高，成本低，也說明生產(chǎn)過程中副反應(yīng)少，三廢少。反之，消耗定額高，產(chǎn)品的成本高，勢必帶來治理三廢的更重的負(fù)擔(dān)。</p><p>　?。?）有關(guān)轉(zhuǎn)化率、選擇性、單程收率 轉(zhuǎn)化率反映出原料通過反應(yīng)器后產(chǎn)生化學(xué)變化程度。選擇性是指生成目的產(chǎn)物所消耗的原料在全部轉(zhuǎn)化了的原料中所占的比率。

56、單程收率指得到目的產(chǎn)物的產(chǎn)量占原料量的百分比。</p><p>　?。?）有關(guān)物理化學(xué)常數(shù)的相對密度、視比重、相平衡常數(shù)。這些數(shù)據(jù)一般可以從有關(guān)資料中查找。</p><p><b>　　2．畫物料流程圖</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算任務(wù)，畫物料流程圖或物料衡算方框圖。畫圖的目的是為了物料衡算時分析問題，便于展開計(jì)算以及為建立平衡方程式作

57、好準(zhǔn)備。</p><p><b>　　3．確定衡算范圍</b></p><p>　　在物料衡算中，為便于計(jì)算，常常采用劃定衡算范圍的方法。衡算范圍一經(jīng)劃定，便可假想成為一個獨(dú)立的體系。凡是通過邊界體系的物料屬于輸入項(xiàng)；凡是穿越邊界離開體系的物料屬于輸出項(xiàng)。</p><p><b>　　4．選定計(jì)算基準(zhǔn)</b></p&

58、gt;<p>　　作為計(jì)算基準(zhǔn)是數(shù)量在流程中是已知的，如已知單位時間內(nèi)原料投放量，則以此數(shù)值為準(zhǔn)，采用“順?biāo)惴ā保湍芊奖愕厮愠鰡挝粫r間的產(chǎn)品、中間產(chǎn)品以及三廢的各股物料量。若已知產(chǎn)品量，而中間步驟很多，很難一下子算出原料量。此時可采用“倒算法”，即有已知產(chǎn)品量從后往前反算出其他各股物料量。經(jīng)驗(yàn)表明，選用恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)，可以是計(jì)算簡便，避免差誤。</p><p>　　5．列出輸入—輸出物料平衡表<

59、/p><p>　　2.5.3 物料衡算</p><p>　　設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：年處理20萬噸裂解汽油加氫車間-汽提工段初步設(shè)計(jì)，年操作時間為8000小時。計(jì)算基準(zhǔn)：以每千克流量為計(jì)算基準(zhǔn)。二段反應(yīng)器、汽提塔進(jìn)出口物料組成（%⊥M）見表2-3。</p><p>　　表2-3 二段反應(yīng)器和汽提塔進(jìn)出口物料（%⊥M）一覽表</p><p>　　原料每小時

60、進(jìn)入預(yù)分餾塔流量： ，原料以25000kg/h流量進(jìn)入預(yù)分餾系統(tǒng)。</p><p>　　一段反應(yīng)器出口物料流量：</p><p><b>　　循環(huán)液：</b></p><p>　　整體物料橫算：設(shè)循環(huán)氫氣為x，二段反應(yīng)器出口流量為y。</p><p>　　一段反應(yīng)器出口物料流量+循環(huán)氫氣—循

61、環(huán)液=y</p><p>　　46250+x-20812.5=y (2-1)</p><p><b>　　對組分進(jìn)行物料衡算</b></p><p>　　一段反應(yīng)器出口處組分+循環(huán)氫氣中組分—循環(huán)液中組分=二段反應(yīng)器出口處組分</p><p><b>　　(2-2)<

62、/b></p><p>　　由（2-1）、（2-2）得</p><p>　　y=27886.16kg/h x=2448.66kg/h</p><p>　　故循環(huán)氫氣量為2448.66kg/h，二段反應(yīng)器出口物料流量為27886.16kg/h</p><p>　　二段反應(yīng)器入口物料流量：</p>

63、<p><b>　　0=0kg/h</b></p><p>　　H 4.37%=1218.63kg/h</p><p>　　1.23%=343.00kg/h </p><p>　　0.79%=220.30kg/h </p><p>　　4.64%=1293.92kg/h &l

64、t;/p><p>　　3.26%=909.09kg/h </p><p>　　1.79%=499.16kg/h </p><p>　　苯 46.92%=13084.19kg/h </p><p>　　甲苯 20.59%=5741.76kg/h </p><p>　　乙苯

65、 6.29%=1754.04kg/h </p><p>　　二甲苯 6.38%=1779.14kg/h </p><p>　　3.74%=1042.94kg/h </p><p>　　二段反應(yīng)器出口物料流量： </p><p><b>　　0=0kg/h</b></p&

66、gt;<p>　　H 4.4%=1227.00kg/h</p><p>　　1.23%=343.00kg/h</p><p>　　0.83%=231.46kg/h</p><p>　　4.77%=1330.17kg/h</p><p>　　3.24%=903.51kg/h</p><p>

67、;　　2.21%=616.28kg/h</p><p>　　苯 46.8%=13050.72kg/h</p><p>　　甲苯 20.51%=5719.45kg/h</p><p>　　乙苯 6.26%=1370.07kg/h</p><p>　　二甲苯 6.34%=1767.98kg/h</p><

68、;p>　　3.41%=875.63kg/h</p><p>　　二段反應(yīng)器出口物料即為汽提塔入口流量即為27886.16kg/h</p><p>　　27886.16=D+W</p><p>　　對進(jìn)行物料恒算 </p><p>　　從而解得；W=25308.45 D=2577.71</p><p>

69、　　2.5.4 物料平衡</p><p>　　表2-4 物料平衡表</p><p><b>　　2.6 熱量衡算</b></p><p>　　2.6.1 熱量衡算的目的與意義</p><p>　　對于新設(shè)計(jì)的生產(chǎn)車間，能量衡算的主要目的是為了確定設(shè)備的熱負(fù)荷。根據(jù)設(shè)備熱負(fù)荷的大小，所處理物料的性質(zhì)以及工藝要求來確定

70、傳熱面積和設(shè)備的主要工藝尺寸。傳熱所需要的加熱劑或冷卻劑的用量也是以熱負(fù)荷的大小為依據(jù)而進(jìn)行計(jì)算的。對于有些伴有熱效應(yīng)的過程，物料衡算是通過與能量衡算聯(lián)合求解才能得到最后的結(jié)果。</p><p>　　進(jìn)行能量衡算是為了更加合理的利用熱量。通過對一臺設(shè)備的能量平衡測定與計(jì)算可以獲得設(shè)備用能的各種信息，如熱利用效率是多少、余熱的分布情況如何，哪些余熱可以回收利用等等。進(jìn)而可以從技術(shù)上、管理上制定出節(jié)能的措施，以最大限

71、度降低單位產(chǎn)品的能耗。</p><p>　　我國的能源雖并不貧乏，但人均占有量較低。以單位國民總生產(chǎn)值所消耗的能源計(jì)，我國與先進(jìn)國家相比差距還很大。所以，節(jié)能已經(jīng)成為我國一項(xiàng)重要的能源政策。現(xiàn)已將節(jié)能列為對企業(yè)進(jìn)行綜合考核的一項(xiàng)重要指標(biāo)。節(jié)能的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作就是要對生產(chǎn)車間所有用能設(shè)備進(jìn)行能量平衡的測定與計(jì)算。所以，準(zhǔn)確的熱量衡算具有非常重要的作用。</p><p>　　2.6.2 熱量衡算

72、的依據(jù)和步驟</p><p>　　熱量衡算是化工設(shè)計(jì)中極其重要的組成部分，熱力學(xué)第一定律是能量衡算的主要依據(jù)。步驟如下：</p><p>　?。?） 分析各股物料之間熱平衡關(guān)系。必須根據(jù)各股物料走向及變化具體分析熱量間關(guān)系，然后借助熱平衡建立各熱量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。 </p><p>　　（2） 收集數(shù)據(jù)。必須弄清過程中存在的熱量形式，從而

73、確定需要收集的物性數(shù)據(jù)，要注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以保證結(jié)果的可靠性。</p><p>　　（3） 確定衡算范圍。</p><p>　?。?） 標(biāo)繪能量衡算示意圖。</p><p>　?。?） 選定計(jì)算基準(zhǔn)。</p><p>　　2.6.3 熱量衡算</p><p>　　(1) 二段反應(yīng)器主要化學(xué)反應(yīng)</p>

74、<p>　　( CH)－OH+H→CH+HO</p><p>　　通過查找《化工設(shè)計(jì)手冊》查得如下數(shù)據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）： </p><p>　　= -87.80kJmol</p><p>　　= -125.79kJ/mol</p><p>　　= -20.63kJ/mol</p><p>　　= -96.4

75、0kJ/mol</p><p>　　= 82.88kJ/mol</p><p>　　= -241.81kJ/mol</p><p>　　在298k時，主反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)焓：</p><p><b>　　=+-</b></p><p>　　=-125.79-20.63+87.80</p>

76、<p>　　=-58.62kJ/mol</p><p><b>　　=+-</b></p><p>　　= 82.88-241.81+96.40</p><p>　　=-62.53kJ/mol</p><p>　　通過查找文獻(xiàn)可知原料在各設(shè)備的進(jìn)出口溫度：</p><p>　　表2-5

77、 設(shè)備進(jìn)出料溫度</p><p>　　由《化工設(shè)計(jì)手冊》查得如下數(shù)據(jù)</p><p>　　表2-6 不同溫度下的比熱</p><p>　　(2) 對二段反應(yīng)器主反應(yīng)，溫度的變化引起的變化，可計(jì)算其平均值</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b&

78、gt;</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=-51.47J/ mol·K</p><p>　　則反應(yīng)焓 =</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=-76.38 kJ/mol</p><p&

79、gt;　　( CH)－OH+H→CH+HO</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=-26.18 J/ mol·K</p><p>　　則反應(yīng)

80、焓 = </p><p><b>　　= </b></p><p>　　=-71.56kJ/mol</p><p>　　(3) 二段反應(yīng)器的熱量衡算</p><p><b>　　原料帶入熱量：</b></p><p><b>　　=</b>&l

81、t;/p><p><b>　　=KJ/h</b></p><p><b>　　原料帶出熱量：</b></p><p><b>　　==KJ/h</b></p><p>　　(4) 二段反應(yīng)器主反應(yīng)熱</p><p>　　二段反應(yīng)器總的反應(yīng)熱</p&g

82、t;<p><b>　　=</b></p><p>　　(5) 進(jìn)料出換熱器熱量衡算:(單位；KJ/h)</p><p><b>　　汽提塔熱量衡算：</b></p><p><b>　　第三章 設(shè)備選型</b></p><p><b>　　3.1

83、 選型原則</b></p><p>　　設(shè)備選型及其工藝設(shè)計(jì)，是在物料衡算基礎(chǔ)上進(jìn)行，與選擇生產(chǎn)方法，確定工藝流程同時進(jìn)行。工藝流程設(shè)計(jì)是化工廠設(shè)計(jì)的核心，而設(shè)備工藝設(shè)計(jì)及其選型，則是工藝流程設(shè)計(jì)的主體。因?yàn)橄冗M(jìn)的工藝流程能否實(shí)現(xiàn)，往往取決于提供的設(shè)備是否相適應(yīng)。</p><p>　　設(shè)備的選擇和計(jì)算必須充分考慮工藝上的要求，力求做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理。即選用的設(shè)備能與生產(chǎn)

84、規(guī)模相適應(yīng)，并應(yīng)獲得最大的單位產(chǎn)量；能適應(yīng)產(chǎn)品品種的變化要求，并確保產(chǎn)品質(zhì)量；能降低勞動強(qiáng)度，提高勞動效率；能降低原材料及相應(yīng)的公用工程（水、電、汽）單耗；設(shè)備制造容易，材料易購買，操作及維修保養(yǎng)方便[9]。</p><p>　　設(shè)備選擇時，要完全滿足上述各方面條件是很困難的，但一定要參照上述幾個方面對擬采用設(shè)備進(jìn)行詳盡的比較，并拿出最佳的方案來。</p><p>　　作為工業(yè)生產(chǎn)，不允許

85、把不成熟的或未經(jīng)過生產(chǎn)考驗(yàn)的設(shè)備作為設(shè)計(jì)選擇設(shè)備。設(shè)計(jì)中所選用的設(shè)備不但技術(shù)性能要可靠，設(shè)備材質(zhì)也要可靠。對從國外引進(jìn)的設(shè)備，同樣必須強(qiáng)調(diào)設(shè)備及其所采用材質(zhì)的可靠性。特別對生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，一定要在充分調(diào)查研究和對比的基礎(chǔ)上，作為科學(xué)的選定。</p><p>　　在設(shè)備選型時盡量采用國產(chǎn)設(shè)備，這樣不但可以節(jié)約外匯，而且可以促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然,根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)要求，引進(jìn)少量的進(jìn)口裝置或關(guān)鍵設(shè)備也是必要

86、的，但同樣必須堅(jiān)持設(shè)備先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)合理，并且考慮在引進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)備上如何消化吸收以及仿制等工作。</p><p>　　3.2 關(guān)鍵設(shè)備的選擇</p><p>　　化工生產(chǎn)中所處理的原料，中間產(chǎn)物，粗產(chǎn)品幾乎都是由若干組分組成的混合物，而且其中大部分都是均相物質(zhì)。生產(chǎn)中為了滿足儲存，運(yùn)輸，加工和使用的需求，時常需要將這些混合物分離為較純凈或幾乎純態(tài)的物質(zhì)。</p><p

87、>　　精餾是分離液體混合物最常用的一種單元操作[10]，在化工，煉油，石油化工等工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。精餾過程在能量計(jì)的驅(qū)動下，使氣，液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各相分揮發(fā)度的不同，使揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移。實(shí)現(xiàn)原料混合物中各組成分離該過程是同時進(jìn)行傳質(zhì)傳熱的過程。本次設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)計(jì)一定處理量的精餾塔。篩板是在塔板上鉆有均布的篩孔，上升氣流經(jīng)篩孔分散、鼓泡通過板上夜層，形成氣夜密切接觸的泡沫

88、層。篩板塔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便，造價(jià)低，相同條件下生產(chǎn)能力高于浮閥塔，塔板效率接近于浮閥塔，其缺點(diǎn)是穩(wěn)定操作范圍窄，小孔徑篩板易阻塞，不適宜粘性大的、臟的和帶固體粒子的料液。但設(shè)計(jì)良好的篩板塔仍具有足夠的操作彈性，對易引起阻塞的物系可采用大孔徑的篩板。</p><p>　　3.2.1 塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算</p><p>　　塔頂各成分物質(zhì)的量:</p>&

89、lt;p>　　汽提塔內(nèi)；D=2577.71kg/h W=25308.45kg/h </p><p>　　塔頂內(nèi)； 排回量 m=519.28kg/h 回流量 m=14010.83kg/h</p><p><b>　　操作線溫度計(jì)算</b></p><p>　　塔內(nèi)溫度 ℃, ℃, ℃</p>

90、<p><b>　　精餾段平均溫度</b></p><p><b>　　操作壓強(qiáng)的計(jì)算Pm</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采取第18塊塔板進(jìn)料，則精餾段為16塊塔板。</p><p>　　塔頂壓強(qiáng)取每層塔板壓降△P=2.1kPa 則</p><p><b>　　進(jìn)料板壓強(qiáng):

91、</b></p><p>　　精餾段平均操作壓強(qiáng): </p><p>　　3.2.2 全塔效率</p><p>　　全塔效率通過公式計(jì)算</p><p>　　式中 --------塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度，對多組分系統(tǒng)，應(yīng)取關(guān)鍵組分間的相對揮發(fā)度；</p><p>　　-------塔頂與塔

92、底平均溫度下的液相黏度，。 對于多組分系統(tǒng)可按下式計(jì)算</p><p>　　式中 --------液相任意組分i的黏度，；</p><p>　　-------液相中任意組分i的摩爾分?jǐn)?shù)。</p><p>　　由化工設(shè)計(jì)手冊查得T=386.15K時，各組分的液相黏度為</p><p><b>

93、;　　液相組分摩爾分?jǐn)?shù)</b></p><p>　　把以上的幾種物質(zhì)相加就是汽提塔塔底的總物質(zhì)的量；即</p><p><b>　　各組分摩爾分?jǐn)?shù)為；</b></p><p>　　因?yàn)槭腔旌衔锼孕枰M(jìn)行輕、重關(guān)鍵組分分割，由化工設(shè)計(jì)手冊查得T=386.15時C5為輕關(guān)鍵組分、苯為重關(guān)鍵主分。</p><p>

94、;　　飽和蒸汽壓 C5：PA0=7.85105Pa ；苯：PB0=2.52105Pa</p><p>　　通過查閱裂解汽油加氫汽提塔的相關(guān)資料知現(xiàn)在各企業(yè)普遍的全塔效率為50%----70%，所以本設(shè)計(jì)采用的全塔效率為55%。</p><p>　　3.2.3 實(shí)際塔板數(shù)N</p><p><b>　　（1） 液相密度</b></p

95、><p>　　根據(jù)公式進(jìn)行液相密度計(jì)算</p><p>　　式中 —液體混合物中各純組分的密度，kg/m3</p><p>　　—液體混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。</p><p><b>　　塔頂 </b></p><p><b>　　即得； </b></p>

96、<p>　　二段出口的原料就是汽提塔的進(jìn)料，各物質(zhì)的百分摩爾含量在表2-3.</p><p><b>　　即得</b></p><p>　　塔頂餾分的回流比R計(jì)算見公式 </p><p>　　式中 L — 塔頂回流液量，kmol；</p><p>　　D — 餾出液液量，kmol

97、。 </p><p>　　多組分精餾時，全回流操作下芬斯克方程式可表示為公式</p><p>　　式中 Dl、Dh —分別為餾出液中輕、重關(guān)鍵組分的流量，kg/h；</p><p>　　Wl、Wh —分別為釜液中輕、重關(guān)鍵組分的流量，kg/h。</p><p><b>　　解得 </b>

98、</p><p><b>　　又 </b></p><p>　　由《化工原理》P293吉利蘭圖得 </p><p>　　3.2.4 塔徑D</p><p>　　取板間距為，取板上層液層高度。</p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》P108史密斯關(guān)聯(lián)圖得</p>&l

99、t;p>　　校正物系表面張力為時的C，即</p><p>　　取安全系數(shù)為0.7，則：</p><p>　　按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑圓整為1.5m,則空塔氣速為0.286 ；</p><p>　　3.2.5 溢流裝置</p><p>　　采用單溢流、弓形降液管、平形受液盤及平形溢流堰，不設(shè)進(jìn)流堰。各計(jì)算如下：</p><p&g

100、t;<b>　　精餾段：</b></p><p>　?。?）、溢流堰長 為0.66D，</p><p>　?。?）、出口堰高 hw hw=hL-how </p><p>　?。?）降液管寬度與降液管面積</p><p><b>　　故降液管的設(shè)計(jì)合理</b></p>&l

101、t;p>　　(4)降液管底隙高度</p><p>　　取液體通過降液管底隙的流速=0.18m/s （0.07-0.25） </p><p>　　依式計(jì)算降液管底隙高度即：</p><p>　　因?yàn)?.008大于0.006，故設(shè)計(jì)可行。</p><p>　　3.2.6 塔板布置</p><p>　?。?）、因?yàn)?/p>

102、D大于800mm，查《化工原理課程設(shè)計(jì)》表5-3得，塔板采用分塊式，分為4塊。</p><p>　?。?）、取邊緣區(qū)寬度=0.035m ,安定區(qū)寬度=0.065m</p><p>　　依下式計(jì)算開孔區(qū)面積</p><p>　　3.2.7 篩孔數(shù)n與開孔率</p><p>　　本設(shè)計(jì)處理物料五腐蝕性，取篩孔的孔徑d0為5mm正三角形排列，一般

103、碳鋼的板厚為3mm,取 </p><p>　　故孔中心距t=3.05.0=15.0mm</p><p>　　依下式計(jì)算塔板上篩孔數(shù)n ,即</p><p>　　依下式計(jì)算塔板上開孔區(qū)的開孔率，即：</p><p><b>　　每層板上的開孔面積</b></p><p><b>　　氣孔通

104、過篩孔的氣速</b></p><p>　　3.2.8 塔高H的計(jì)算</p><p><b>　　由塔高的計(jì)算公式</b></p><p><b>　　—實(shí)際塔板數(shù)；</b></p><p><b>　　—進(jìn)料板數(shù)；</b></p><p>

105、　　—進(jìn)料板處間距，m；</p><p><b>　　—人孔數(shù)；</b></p><p>　　—設(shè)人孔處的板間距，m；</p><p>　　—塔頂空間（不包括封頭部分）；</p><p>　　—塔底空間（不包括封頭部分）；</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用上下封頭高度各為0.7m，裙坐高度為2.5m

106、。則總塔高為</p><p>　　3.2.9 篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算</p><p>　　氣體通過篩板的壓降以相當(dāng)?shù)囊褐叨缺硎緯r可由公式計(jì)算，即</p><p>　　干板壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?lt;/p><p>　　根據(jù)，查《化學(xué)原理課程設(shè)計(jì)》P115圖5-10可得</p><p>　　精餾段氣流通過液層的阻力的計(jì)算</

107、p><p>　　查《化工原理課程設(shè)計(jì)》P115圖5-11，，可得</p><p><b>　　故</b></p><p>　　克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?lt;/p><p><b>　　故 </b></p><p>　　單板壓降 (設(shè)計(jì)允許值)</p><

108、;p>　　精餾段霧沫夾帶量的驗(yàn)算</p><p><b>　　由式=，</b></p><p>　　kg液/kg氣<0.1kg液/kg氣 </p><p>　　本設(shè)計(jì)中霧沫夾帶量在規(guī)定范圍內(nèi)。 故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會發(fā)生過量霧沫夾帶</p><p><b>　　漏液計(jì)算</b></p&

109、gt;<p><b>　　實(shí)際空速</b></p><p>　　篩板的穩(wěn)定性系數(shù) </p><p>　　故在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會產(chǎn)生過量漏液</p><p><b>　　液泛計(jì)算</b></p><p>　　為防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液層高度由以下公式來計(jì)算清液高度

110、 </p><p><b>　　取=0.5，則</b></p><p>　　故 ，在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會發(fā)生液泛</p><p>　　根據(jù)以上塔板的各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸是合適的。</p><p><b>　　3.3 泵的選擇</b></p><p>

111、;　　3.3.1 泵的選擇原則</p><p>　　(1) 綜合考慮泵的流量</p><p>　　在選泵時，一方面應(yīng)按設(shè)計(jì)要求達(dá)到的能力確定泵的流量，并使之與其它設(shè)備能力協(xié)調(diào)平衡；另一方面根據(jù)生產(chǎn)上的需要確定泵的流量，所以，在確定泵的流量時，應(yīng)綜合考慮。裝置的富裕能力及裝置內(nèi)各設(shè)備能力的協(xié)調(diào)平衡，工藝過程影響流量變化的范圍，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的要求，選泵時通常采用設(shè)計(jì)中所給的最大流量值。<

112、;/p><p>　　(2) 根據(jù)生產(chǎn)要求確定揚(yáng)程</p><p>　　單位質(zhì)量流體由于流動的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位能變化、動能變化、靜壓能變化和克服阻力而需要外界作的功，就是該過程所需的揚(yáng)程。在選泵時，由于工藝過程設(shè)計(jì)中管道系統(tǒng)壓力降計(jì)算比較復(fù)雜，因此泵的揚(yáng)程就需要留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，一般為正常需要揚(yáng)程的1.05～1.1倍。</p><p>　　3.3.2 選泵的步驟和泵型的確定

113、</p><p>　　(1) 確定基本參數(shù)</p><p>　　基本參數(shù)包括介質(zhì)的性質(zhì)（如密度、黏度、蒸汽壓、腐蝕性、毒性）；介質(zhì)中含氣量、含固量；操作條件（如溫度、壓力）；泵所處位置情況以及管線當(dāng)量長度等。</p><p>　　(2) 確定流量和揚(yáng)程</p><p>　　流量按最大流量或正常流量的1.1～1.2倍計(jì)算。再根據(jù)工藝過程情況，采

114、用1.05～1.1的安全系數(shù)，所選泵的揚(yáng)程值應(yīng)大于所需的揚(yáng)程值。</p><p><b>　　(3) 泵型和臺數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)流量和揚(yáng)程確定泵的型號，核算泵的性能；確定泵的幾何安裝高度；選泵的材料及軸承；計(jì)算泵的軸功率，確定冷卻水或加熱蒸汽的耗用量；選用電動機(jī)，確定泵的臺數(shù)。</p><p>　　依據(jù)上述原則和方法進(jìn)行選泵，

115、以塔底抽出泵為例，確定泵型和揚(yáng)程等。已知輸送的液體為油泵，塔釜出口的流量25308.45kg/h，又已知平均密度ρ=887.71kg/h，則泵流量為選擇泵的流量為。泵壓頭的確定：依據(jù)柏努力方程可得：</p><p>　　式中 — 泵入口高度，m — 泵出口高度，m </p><p>　　— 泵入口表壓，MPa — 泵出口表壓，MPa</p>&

116、lt;p>　　— 泵入口液體流量，m3/h </p><p>　　— 泵出口液體流量，m3/h </p><p>　　選用泵的吸入和泵出管徑相等，則u1=u2，又知，Z1=0.5，因?yàn)闇y壓口距離短，故流體阻力忽略，即Hf1-2=0。計(jì)算出壓頭為H=197.8 。泵的安全系數(shù)取為1.05，HX =1.05×197.8=207.69m 。由于輸送介質(zhì)為柴油，故選用油泵，在化工生

117、產(chǎn)中泵要求有備用泵，所以需兩臺，泵型號為：100YⅡ-120×2A。其它泵的型號見設(shè)備第4章中一覽表。</p><p>　　3.4 換熱器的選擇</p><p>　　換熱器是進(jìn)行熱量交換的通用工藝設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工、煉油、動力、原子能和許多其他工業(yè)部門中。對于迅速發(fā)展的化工、煉油等工業(yè)來說，換熱器更為重要。在化工工廠的建設(shè)中，換熱器通常約占總投資的10%～20%，而在汽油加氫

118、工廠中，換熱器約占全部工藝設(shè)備投資35%～40%。因此，換熱器設(shè)計(jì)是否先進(jìn)、合理和安全可靠，將對有關(guān)部門的工業(yè)生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。故本設(shè)計(jì)的換熱器的選擇參照大慶石油化工總廠化工一廠應(yīng)用的換熱器。詳情見第4章設(shè)備一覽表。</p><p>　　第四章 設(shè)備一覽表</p><p><b>　　4.1 冷換設(shè)備</b></p><p>　　表4

119、-1 冷換設(shè)備一覽表</p><p>　　4.2 反應(yīng)器與塔容器設(shè)備</p><p>　　表4-2 反應(yīng)器與塔容器設(shè)備一覽表</p><p><b>　　4.3 罐容器</b></p><p>　　表4-3 罐容器設(shè)備一覽表</p><p>　　第五章 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)</p>

120、<p>　　5.1 車間布置設(shè)計(jì)原則</p><p>　　5.1.1 車間布置原則</p><p>　　本車間設(shè)備布置是根據(jù)生產(chǎn)流程情況及各種有關(guān)因素，把各種工藝設(shè)備在一定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行排列。在設(shè)備布置中又分為初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個階段，每一個設(shè)計(jì)階段均要求平面和剖面布置。布置原則如下：</p><p>　　最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求；有

121、效地利用車間建筑面積和土地；為滿足車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、合理生產(chǎn)和節(jié)能方面創(chuàng)造條件；要考慮車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建；車間中所采取的勞動保護(hù)、防腐、防火、防毒、防爆及安全衛(wèi)生等措施是否符合要求；本車間與其他車間在總平面圖上的位置合理，力求使它們之間輸送管線最短，聯(lián)系最方便；考慮建廠地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文等條件；人流物流不能交錯。</p><p>　　5.1.2 車間設(shè)備布置原則</p><p>

122、;　　車間平面布置必須適合全廠總平面布置的要求，盡可能使車間的平面布置在總體上達(dá)到協(xié)調(diào)、整齊、緊湊、美觀、相互融合，渾成一體；從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度地滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。符合流程、滿足生產(chǎn)、便于管理、便于運(yùn)輸、利于設(shè)備安裝和維修；生產(chǎn)要安全，要全面妥善地解決防火、防爆、防毒、防腐、衛(wèi)生等方面的問題，符合國家的各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定；要考慮將來擴(kuò)建及增建的余地，為今后生產(chǎn)發(fā)展，技術(shù)改造提供方便。但這些一定要最有效地利用車間建筑面積（包括空