碳酸丙烯酯脱碳填料塔的工艺设计2

11、设计说明书有些项目没完成如第九点2、说明书里的参考文献格式要处理一下。3、图的边框要画出来。4、塔的尺寸标注有问题要改一下。武夷学院课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计题目：碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计学生姓名：缪思思学号：20092061047系别：环境与建筑工程系专业班级：2009级应用化工技术指导老师：刘俊劭22011年11月30000标准Nm3/合成氨碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计目录碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计工艺设计任务书3一、设计题目3二、操作条件3三、设计内容3四、基础数据4设计依据：........................................................5一、计算前的准备...................................错误!未定义书签。1.CO2在PC中的溶解度关系...............................................................错误!未定义书签。2.PC密度与温度的关系.......................................................................错误!未定义书签。3.PC蒸汽压的影响..............................................................................................................64.PC的粘度...........................................................................................错误!未定义书签。二、物料衡算......................................错误!未定义书签。1.各组分在PC中的溶解量..................................................................错误!未定义书签。2.溶剂夹带量Nm3/m3PC......................................................................错误!未定义书签。3.溶液带出的气量Nm3/m3PC..............................................................错误!未定义书签。4.出脱碳塔净化气量.............................................................................错误!未定义书签。5.计算PC循环量..................................................................................错误!未定义书签。6.验算吸收液中CO2残量为0.15Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量错误!未定义书签。7.出塔气体的组成.................................................................................错误!未定义书签。三、热量衡算......................................错误!未定义书签。1.混合气体的定压比热容pVC.............................................................错误!未定义书签。2.液体的比热容pLC.............................................................................错误!未定义书签。3.CO2的溶解热sQ................................................................................错误!未定义书签。4.出塔溶液的温度1LT...........................................................................错误!未定义书签。5.最终的衡算结果汇总.........................................................................错误!未定义书签。四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算.................错误!未定义书签。（一）确定塔径及相关参数................................................................错误!未定义书签。五、填料层高度的计算...............................错误!未定义书签。3六、填料层的压降...................................错误!未定义书签。七、附属设备及主要附件的选型.......................错误!未定义书签。1.塔壁厚.................................................................................................错误!未定义书签。2．液体分布器......................................................................................错误!未定义书签。3．除沫器..............................................................................................错误!未定义书签。4．液体再分布器..................................................................................错误!未定义书签。5．填料支撑板......................................................................................错误!未定义书签。6．塔的顶部空间高度..........................................................................错误!未定义书签。八、设计概要表27九、对本设计的评价28参考文献.........................................................284化工原理课程设计任务书碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔的工艺设计一、设计题目设计一座碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔二、操作条件1.变换气组成为：CO2：28.0；CO：2.5；H2：47.2；N2：22.3。（均为体积%，下同。其它组分被忽略）；2.要求出塔净化气中CO2的浓度不超过0.5%；3.PC吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选；4.气液两相的入塔温度均选定为30℃；5.操作压强为1.6MPa；三、设计内容1.设计方案的简介及对设备形式进行论述优缺点。2.填料吸收塔的工艺计算3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算4.填料吸收塔附属结构的选型与设计5.塔的工艺计算结果汇总一览表6.填料吸收塔与液体再分布器的工艺条件图7.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。四、基础数据1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质2.比热计算式C)kJ/(kg1000181.039.1tcp3.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度4.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热55.其他物性数据可查化工原理附录。设计依据一、计算前的准备吸收是利用各组分溶解度的不同而分离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一分离。对与此题中的易溶气体是CO2。变换气：30000Nm3/h。变换气组成及分压如下表进塔变换气CO2COH2N2合计体积百分数，%28.02.547.222.3100组分分压，MPa0.4480.0400.7550.3571.600组分分压，kgf/cm24.5680.4087.7013.63816.32组分分压，atm4.3900.3927.4013.94616.129注：1kgf/cm2=98.0665kpa,1Mpa=9.8atm①CO2在pc中的溶解度关系因为是高浓度气体吸收，故吸收塔内的溶解热映予考虑。现假设出塔气得温度与入塔液的温度相同，喂T=30C.出塔液的温度为T=40C，并取吸收饱和度（定义为出塔溶液浓度对其平衡浓度的百分数）为80%，然后利用物料衡算结合热量衡算验证上述温度假设的正确性。有人关联出了CO在PC中的溶解的相平衡关系，因数据来源不同，关联式略有差异，如经验公式物理量单位112.425.644lglg22TpcoXcoKTcmkgfpcokmolPCkmolCOXco，，2222//267.416.701lglg22TpcoXcoKTatmpcokmolPCkmolCOXco，，222/63848.490.726lglg22TpcoXcoKTpXco，，摩尔分率，量纲为atm-co122此处采用表中的关联式（a），计算出塔溶液中的CO2浓度有112.425.644loglog22COCOTpXPCmcoNmXX3232COCO/44.101182/09.1024.220402.0/kmolPCkmolCO0402.0395.1112.415.31325.644568.4loglog22式中，102.09为PC的摩尔质量，kg/kmol;1184为出塔液的密度（近似取纯PC的密度），kg/m3。②PC密度与温度的关系PC密度与温度的关系为：t032.13.122330℃：31/1192mkgL;40℃:31/1184mkgL③PC的蒸汽压查PC理化数据4，PC蒸汽压与操作总压及CO2的气相分压比均很小，故可认为PC不挥发。④PC的粘度1.1535.185822.0logTmPa·s（T为热力学温度，K）⑤其他物性将在后续计算中相继给出。二、物料衡算⑴.各组分在PC中的溶解量查各组分在操作压力为1.6MPa、操作温度为40℃下在PC中的溶解度数据，并取其相对吸收饱和度均为80%，将计算所得结果列于下表（亦可将除CO2以外的组分视为惰气而忽略不计，而只考虑CO2的溶解）：CO2溶解量的计算如下：式中：1184为PC在40℃时的密度，102.09为PC的相对摩尔质量。组分溶解度与溶解气体组成的体积分数组分CO2COH2N2合计组分分压，MPa0.4480.0400.7550.3571.60溶解度，Nm3/m3PC10.440.0160.2230.22310.90溶解量，Nm3/m3PC8.2020.01280.17840.17848.5216溶解气所占的百分数%95.660.152.09352.0935100因为溶解气中CO2中占到了95.66%，其他气体在pc中的溶解度很小，故可将除CO2以外的组分视为惰性气体而忽略不计，而只考虑CO2的溶解吸收，即将多组分的吸收简化为单组分的吸收问题。说明：进塔吸收液中CO2的残值取0.15Nm3/m3PC，故计算溶解量时应将其扣除。7其他组分溶解度就微小，经解吸后的残值可被忽略。各个溶质溶解量的计算如下：（以CO2为例）通过第一部分已知CO2在40℃的平衡溶解度