48000ta合成氨碳酸丙烯酯pc脱碳填料塔设计(编辑修改稿)

48000ta合成氨碳酸丙烯酯pc脱碳填料塔设计(编辑修改稿)内容摘要：

C 时净化气中 CO2 的含量 取脱碳塔阻力降为 ，则塔顶压强为 = kgf/cm2，此时CO2 的分压为 0 8 0 COp kgf/cm2，与此分压呈平衡的 CO2 液相浓度为： glo g 22 COCO  TpX 11 PC/1 1 9 3/ 0 22 2 . 40 . 0 0 0 8 2 5 7/ k m o l P Ck m o l C O0 0 0 8 2 5 0 8 1 0 3 4 40 8 0 o gl o g3233232COCO22XX 式中： 1193 为吸收液在塔顶 30℃时的密度，近似取纯 PC 液体的密度值。 计算结果表明， 当 出塔净化气中 CO2的浓度不超过 %， 那 入塔吸收液中 CO2的极限浓度 不可超过 Nm3/m3PC，本设计取值正好在其所要求的范围之内，故选取值满足要求。 入塔循环液相 CO2： = 出塔气体的体积流量应为入塔气体的体积流量与 PC 带走气体的体积流量之差。 CO2： 23908 =CO： 23908 =H2： 23908 =N2： 23908 =计算数据总表 气液比 入塔气体平均分子量 溶解气体平均分子量 PC中的溶解量 (溶解气量及其组成） 40℃ 组分 CO2 CO H2 N2 总量 出脱碳塔净化气量 进塔带出气量 (V1)Nm3/h 出塔气量 (V2)Nm3/h 溶液带出的总气量 (V3)Nm3/h 23908 12 溶解度， Nm3/m3PC 溶解量， Nm3/m3PC 溶解体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 出塔液相带出气量及其组成 40℃ 溶解量， Nm3/m3PC 体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 入塔气相及其组成 30℃ 体积流量 Nm3/h 25026 溶解气所占的百分数 % 出塔气相的组成 35℃ （修改后） 体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 入塔液相及其组成 30℃ 体积流量 Nm3/h 溶解气所占的百分数 % 100 三、热量衡算 在物料衡算中曾假设出塔溶液的温度为 40℃，现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核，看其是否在 40℃之内。 否则，应加大溶剂循环量以维持出塔溶液的温度不超过 40℃。 具体计算步骤如下： pVC 因未查到真实气体的定压比热容，故借助理想气体的定压比热容公式近似计算。 理想气体的定压比热容： 32 TdTcTbaC iiiipi  ，其温度系数如下表： 系数 a b c d Cp1（ 30℃） Cp2（ 32℃） CO2 102 105 109 CO 102 106 109 H2 103 106 109 N2 102 106 109 13 表中 Cp 的单位为（ kcal/kmol℃） /（ kJ/kmol℃） 进出塔气体的比热容 Ck J / k m o 2 2 7 2 1  ipipV yCC Cpv2=∑ Cpiyi = + + + = KJ/Kmol℃ pLC 溶解气体占溶液的质量分率可这样计算： 质量分率为   % 1 1 8 4 2  其量很少，因此可用纯 PC 的比热容代之。 本设计题目中  1 .3 9 0 .0 0 1 8 1 1 0plCt   kJ/kg℃    1 1 . 3 9 0 . 0 0 1 8 1 1 0 1 . 3 9 0 . 0 0 1 8 1 4 0 1 0 1 . 4 4 4 k J / k g CpL             Ck J / k 0 1 8 0 1 8  tC pL 文献查得 tC pL 0 0 0 9 8 6 4 9  kJ/kg℃ ,据此算得： pLC kJ/kg℃； pLC kJ/kg℃ 本设计采用 前 者。 sQ 1 2 9 9 H kJ/kmolCO2 文献查得 146542CO H kJ/kmolCO2（实验测定值） 本设计采用后者。 CO2在 PC 中的溶解量为 = 14 故 Qs=14654 =（修改后） 1LT 设出塔气体温度为 35℃ ，全塔热量衡算有： 带入的热量（ QV1+QL2） + 溶解热量（ Qs） = 带出的热量（ QV2+QL1） Qv1=V1Cpv1(Tv1－ T0)=23908 30/= kJ/h QL2=L2CpL2(TL2－ T0)= 1193 30=Qv2=V2Cpv2(Tv2－ T0)= 35/=QL1=L1CpL1(TL1－ T0)= TL1=式中： L 1 = 1193+( ) ++=+ TL1=℃≈ 32℃ 现均按文献值作热量衡算，即取 pLC kJ/kg℃； pLC kJ/kg℃ Qv1=V1Cpv1(Tv1－ T0)=25026 30/=QL2=L2CpL2(TL2－ T0)= 1193 30=Qv2=V2Cpv2(Tv2－ T0)= 35/=QL1=L1CpL1(TL1－ T0)= TL1=式中： L 1 = 1193+( ) ++=+ T L1=℃ 与理论值比较后，取 T L1=℃ 终的衡算结果汇总 15 出塔气相及其组成（ 35℃） V2=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % QV2= 入塔液相及其组成（ 30℃） L2=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % QL2= 入塔气相及其组成（ 30℃） V1=25026 Nm3/h CO2 CO H2 N2 25026 Nm3/h % QV1= 出塔液相带出气量及其组成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % 脱 碳 塔 溶解气量及其组成（ 40℃） L1=CO2 CO H2 N2 Nm3/h % Qs= 16 四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 1 确定塔径及相关参数 uVD s4   Fuu ~ 塔底气液负荷大，依塔底气液负荷条件求取塔径 采用 Eckert 通用关联图法求取泛点气速 Fu ，并确定操作气速。 入塔混合气体的质量流量 V’=(25026247。 ) = kg/h 为入塔混合气 体的平均分子量 为出塔混合气体的平均分子量 k g / k m o l2 0 2 7 2 mM Mm2 = 44 +28 +2 +28 = 塔底吸收液的质量流量 L’=入塔混合气的密度（未考虑压缩因子）     361 k g / 0 38 3 1 4/2 0  RTpM mV 吸收液的密度 3kg/m1184L （ 40℃ ） 吸收液的粘度，依下式计算得到： o g  TL L mPa s（平均温度 35℃时的值 ） 选 50gD mm 塑料鲍尔环（米字筋），其 湿 填料因子 1m120  ，空隙率  ，比表面积 32 /ta ， BainHougen 关联式常数  KA ，。 （ 1）选用 Eckert 通用关联图法求解 Fu 关联图的横坐标： （  v/ l） ’/V’=() 17 查 Eckert 通用关联图得纵坐标值为 ，即：   0 0 2 6 1 8 1 2 01 1 8 4/1 0 0 0  FLLVF ugu  m/Fu （ 2）选用 BainHougen 关联式求解 Fu 8/14/1328/14/1321184 2 5 7 7 1 4 5 3 0 1184lg。