粗苯回收洗苯蒸馏段工艺设计

粗苯回收洗苯蒸馏段工艺设计内容摘要：

H N K a Y Y  ① 传质单元 OGH 计算 BOGYVH Ka  其中 YGK a K ap 1 1 1G G LK a k a Hk a 本设计采 用 （ 恩 田式）计算填料润湿面积 wa 作为传质面积 a 恩田等人提出了填料表面上气液相界面两侧传质膜系数的计算方法，该方法以填料的润湿表面积替代填料的实际表面积，其计算方法如下： 气相传质系数：   3 G t GGpG G GW a Dk C a da D R T              液相传质系数：  2 / 3 1 / 2 1 / 3 0. 05 1 L L LLpw L L L LWgk adaD                0 . 1 0 . 20 . 0 50 . 7 5 39。 39。 39。 221 e x p 1 . 4 5w c G G t Gt t L L L ta L L a La a u g a                    式中 Gk —— 气膜传质系数，  2/kmol m s kpa Lk —— 液膜传质系数， /ms wa —— 单位体积填料润湿表面积， 23/mm a—— 填料比 表面积， 23/mm GW —— 气相质量流率， 2/( . )kg m s 河南城建学院毕业设计 13 LW —— 液相质量流率， 2/( . )kg m s T—— 气体温度， K R—— 气体常数，  kJ kmol K GD ， LD —— 分别为溶质在气相和液相中的扩散系数， 2mS L —— 液体粘度， Pas L —— 液体密度， 3/kgm G —— 气体密度， 3/kgm —— 液体表面张力， Nm C —— 填料材质的临界表面张力， Nm Pad —— 填料结构特性的形状系数，无因次； C—— 关联系数，尺寸小于 15mm 的填料，取 ，其他尺寸的调料取。 不同填料材质的临界表面张力的数值见下表 3—1，几种填料的形状系数见下表 3—2。 表 3—1 不同填料材质的临界表面张力 材质  C dyn cm 材质  C dyn cm 材质  C dyn cm 表面涂石蜡 20 石墨 56 钢 75 聚四氯乙烯 陶瓷 61 聚乙烯 75 聚苯乙烯 31 玻璃 73 聚丙烯 54 几种填料的形状系数见下表 3—2。 表 3—2 几种填料的形状系数 填料 圆球 圆棒 拉西环 贝尔鞍 陶瓷鲍尔环 Pad ① 列出各关联式中的物性数据 气体性质（以塔底 25℃， 计） /G kg m  1736 10G pa s    （查化工单元操作课程设计附表） 河南城建学院毕业设计 14 521 .1 4 1 0 /GD m s （查表得） 液体性质（以塔底 ℃水为准） 370 0. 0 /L kg m  30 .5 5 1 0L pa s    369. 58 10 /L Nm  （查化工单元操作课程设计附录） 由于  7 .4 1 0 sL LAMTD V 则 921 .0 3 4 1 0 /LD m s 式中 AV 为溶质在常压沸点下的摩尔体积， sM 为溶剂的摩尔质量  为溶剂的缔合因子 气体与液体的质量流速 2222( 150 .6 663 .2 111 ) 4 / ( . )360 0 100 543 .7 4 11 / ( . )360 0 GLw k g m sw k g m s   ② 依式 0 . 1 0 . 20 . 0 50 . 7 5 39。 39。 39。 221 e x p 1 . 4 5w c G G t Gt t L L L ta L L a La a u g a                    0 . 7 5 0 . 0 5 0 . 20 . 13 2 23 3 2 34 0 1 0 1 1 . 3 0 4 1 1 1 . 3 0 4 1 1 0 3 . 4 1 1 . 3 0 4 11 e x p 1 . 4 56 9 . 5 8 1 0 1 0 3 . 4 0 . 5 5 1 0 7 0 0 . 0 9 . 8 1 7 0 0 . 0 6 9 . 5 8 1 0 10 3 . 4                                      1 e x p 1 . 4 5 0 . 6 6 0 2 1 . 6 9 7 6 1 . 4 0 4 5 0 . 4 7 5 9   1 e xp ( 86 2)   = 23( 1 0 .1 1 4 5 2 1 ) ( 1 0 .1 1 4 5 2 1 ) 9 3 8 2 .3 5 /wta a m m       ③ 依式  2 / 3 1 / 2 1 / 3 0. 05 1 L L LLpw L L L LWgk adaD                河南城建学院毕业设计 15 1 / 2 1 / 32 / 3 33 0. 43911 0. 55 10 0. 55 10 9. 810. 00 51 1. 782 .3 5 0. 55 10 70 0. 0 1. 03 4 10 70 0. 0                 =  m/s ④ 依式   3 .2 3 G G t GGpG G GW a Dk a da D R T              3532351 . 3 0 . 0 1 7 3 6 1 0 9 3 1 . 1 4 1 05 . 2 3 1 . 79 3 0 . 0 1 7 3 6 1 0 1 . 2 2 1 . 1 4 1 0 8 . 3 1 4 2 9 8                   = 104  2/kmol m s kpa 故  4 2 21 .7 6 1 0 8 2 .3 5 1 .4 4 8 1 0 /L L wk a k a k m o l m s k P a         4 3 21 .0 5 1 0 8 2 .3 5 8 .6 5 1 0 /G G wk a k a k m o l m s k P a        ⑵计算 YKa 50 YKa= GKap 而 1 1 1G G LK a k a Hk a LsH EM 由于在操作范围内，随液相组成 X 和温度 Lt 的增加，  mE亦变 故本设计分为两个液相区间，分别计算 Gka（Ⅰ）和 Gka（Ⅱ） 即 区间Ⅰ ~  （为 Gka（Ⅰ） ） 区间Ⅱ ~ 0X  （为 Gka（Ⅱ）） 由表 2 可知 kPa  37 0 0 .0 0 .1 5 2 7 /2 5 4 .6 7 4 5 1 8LIIsH k m o l m k P aEM    kPaⅡ 0. 16 17 2 / 18LsH k m ol m k P aEM   ⅡⅡ 故   321 1 18 . 6 5 1 0 1 . 4 4 8 1 0 0 . 1 5 2 7GKa       321 . 7 6 1 1 0 /GK a k m o l m s k P a     河南城建学院毕业设计 16 3( ) ( ) 1 .7 6 1 1 0 1 1 0 0 .1 9 3 6YGK a K a P          321 1 18 . 7 6 1 5 1 0 0 . 1 6 1 7 2 1 . 4 4 8 1 0GKa   Ⅱ     20 . 2 0 2 7 1 /YGK a K a P k m o l m s k P a   Ⅱ Ⅱ ⑶计算单元数 OGH 2() 4 0 0 4( ) 0 . 7 10 . 1 9 3 6 3 6 0 0 1 . 8 3 . 1 4BOG YIVHmKa        24 0 0 4( ) 0 . 6 7 70 . 2 0 2 7 1 3 . 1 4 1 . 8 3 6 0 0BOG Y VKa      ( Ⅱ )Ⅱ ⑷传质单元数 OGN 计算 组成 Ⅰ Ⅱ X ~ ~0 Y ~ ~ *Y ~ ~0 根据式 1212*YOGY mYYdYN Y Y Y **1 1 2 2*11 *22( ) ( )mY Y Y YYYYInYY    故：   ( 208 5 175 ) ( 091 063 ) 208 5 175 091 063mY In        0 .0 2 0 8 5 0 .0 0 9 1 3 .8 30 .0 0 3 0 6 7OGN      ( 0 .0 0 9 1 0 .0 0 6 3 ) ( 0 .0 0 2 0 8 0 ) 0 .0 0 2 40 .0 0 9 1 0 .0 0 6 30 .0 0 2 0 8 0mY In    Ⅱ   0. 00 91 0. 00 20 8 2. 92 50. 00 24OGN Ⅱ ⑸计算填料层高度 Z 1 2 ( ) ( ) ( ) ( )O G O G O G O GZ Z Z H N H N       河南城建学院毕业设计 17 0 . 7 1 3 . 8 3 0 . 6 7 7 2 . 9 2 5     取 25%余量 则完成本设计人物需要 DG 50mm 陶瓷拉西环 的填料高度 1 .2 5 4 .6 9 9 5 5 .8 7 6 .0Zm    查《化工单元课程设计》图 47（通过压降关联图） 横坐标为 （前已算出） 将操作气速  39。 /u m s 代替纵坐标 Fu 查 《化工单元课程设计》中表 42DG50mm 陶瓷拉西环 的压降填料因子 125 代替纵坐标中的  则 纵坐标为  2 0 . 20 . 9 8 1 2 5 1 . 1 8 6 0 . 5 5 1 9 09 . 8 1 7 0 0 . 0 pa    则全塔填料层压降为 190p pa 四 ． 粗苯回收 脱苯工段 主要设备 管式加热炉的炉型有几十种，按其结构形式可分箱式炉、立式炉和圆筒炉。 按燃料燃烧方式可分有焰式和无焰式。 我国家化焦化厂苯蒸馏用的管式加热 炉均为有焰燃烧的圆筒炉。 圆筒炉的构造如下图所示，圆筒炉由圆筒体的辐射室、长方体的对流实和烟囱三大部分组成。 外壳由钢板制成，内衬火砖。 辐射管沿圆筒体的炉墙内壁周围排列（立管）。 火嘴设在炉底中央，火焰向上喷射，与 炉管平行，且与沿圆周排列的各炉管等距离，因此沿圆周方向各炉管的热强度是均匀的。 沿炉管的长度方向，热强度的分布式不均匀的。 一般热负荷小于 1675104kJ/h 的圆筒炉，在辐射室上部设有一个有高铬镍合金钢制的辐射锥，它的再河南城建学院毕业设计 18 辐射作用，可使炉管上的热强度提高，从而使炉管沿长度方向的受热比较均匀。 对流室至于 辐射室之上，对流管水平排放。 其中紧靠辐射段的两排横管伟过热蒸汽管，用于将脱苯用的直接蒸汽过热至400℃以上。 其余各管用于富有的出不加热。 温度在 130℃左右的富油分两程先进入对流段，然后进入辐射段，加热到 180~200。