化工原理碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计.docxVIP

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广西科技大学

化工原理课程设计说明书

课题名称：

碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计

指导教师：

班

级：

姓

名：

学

号：

201200601041

成绩评定：

指导教师：

签字）

2015 年01月09日

化工原理课程设计任务书

（填料吸收装置设计）

、设计名称：碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计

二、设计条件

合成氨原料气量（30000+200XmVh〖注：X代表学号最后两位数〗

原料气组成

进塔气体组分

CO

CO

体积分数

28.0

2.5

47.2

22.3

/%

要求出塔净化气含CQ0.5%（Vol%）

吸收剂采用碳酸丙烯酯（PC），可根据解吸操作情况决定其eg含量或视为不含CCO

气体进塔温度30r，碳酸丙烯酯进塔温度30r

操作压强1.6Mpa。

三、 设计任务

总体论证：确定设计方案与流程，工艺流程简图并说明。

填料吸收塔的塔径、填料层高度或塔高及填料层压降计算。

填料塔附属结构的选型与设计

带控制点的吸收塔工艺流程图（3#图纸）

填料吸收塔与流体分布器工艺条件图（3#图纸）。

四、 设计基础数据

1.碳酸丙烯酯

（1）分子式CH3CH0C0H

CH3

CH O..

结构 CH2—0“C0

物理性质

常压沸

点/r

蒸气压x133.32-1Pa

黏度/mPa-s

分子量

30r

38r

20r

50r

242

0.1

0.24

2.76

1.62

102.09

(4)密度与温度关系

温度

t/c

0

15

25

40

55

密度

1224

1207

1198

1184

1169

/kg/m3

(5)

比热计算式

C

p=1.39+0.00181

(t-10)

KJ/Kg?C

式中：t—液相温度,

C

2.CO2在碳酸丙烯酯中的溶解度

温度

t/c

25

26.7

37.8

40

50

亨利系

81.1

81.7

101.7

103.5

120.8

数Ex

3

101.3-1kPa

CO在碳酸丙烯酯中的溶解热

可近似按下式计算(以△HCO2表示)：

△HCof(4.59Bix4.187kJ/kmol) Bi=676

目录

设计方案简介.

1.1填料塔吸收方案设计的确定

1

1.1.1装置流程的确定

1

1.1.2操作温度和压力的确定

1

1.1.3吸收剂的选择

1

1.2填料的类型与选择

2

1.2.1

填料的类型

2

1.2.1

.1散装填料

2

1.2.1

.2规整填料

3

1.2.2

填料的选择

3

1.2.2.1

填料种类的选择

3

1.2.2.2

填料规格的选择

3

1.2.2.3

填料材质的选择

4

工艺流程草图及说明 错误!未定义书签

工艺设计计算及主要设计设备 错误!未定义书签

3.1计算前的准备

3.1计算前的准备

12

123.1.1CO2在PC中的溶解度关系

12

TOC\o1-5\h\zCO在PC中亨利系数数据 12

PC 密度与温度的关系 13

PC 蒸汽压的影响 14

PC 的粘度 14

工艺流程确定： 14

物料衡算 14

各组分在PC中的溶解量 14

溶剂夹带量Nm3/m3PC 15

溶液带出的气量Nm3/m3PC 15

出脱碳塔净化气量 16

计算PC循环量 16

验算吸收液中CO残量为0.15Nm3/m3PC时净化气中CO的含量 16

出塔气体的组成 17

热量衡算 18

18气体的定压比热容CpV

18

TOC\o1-5\h\z液体的比热容CpL 18

溶解气体占溶液的质量分率可这样计算： 18

质量分率为7.52622.4 42.78 0.0121.2% 18

1184

CO2的溶解热Qs 19

出塔溶液的温度TL1 19

设备的工艺与结构尺寸的设计计算 21

3.4.1确定塔径及相关参数 21

求取塔径 22

核算操作气速 22

校核喷淋密度 22

填料层高度的计算 22

填料层的压降 30

辅助设备的计算和选型 30

塔壁厚 30

液体分布器 30

除沫器 30

液体再分布器 31

填料支撑板 31

塔的顶部空间高度 31

\oCurrentDocument设计结果概要或设计一览表 31

\oCurrentDocument设计评述 32

为期两周的课程设计在我们小组成员的共同努力下终于完成了。在老师上课讲解中了解到化工原理课程设计是培养我们化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知