2019年第十三届全国大学生化工设计竞赛合肥工业大学作品临沂酷儿化工8万吨醋酸乙烯酯项目3-典型设备设计说明书.docx
《2019年第十三届全国大学生化工设计竞赛合肥工业大学作品临沂酷儿化工8万吨醋酸乙烯酯项目3-典型设备设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019年第十三届全国大学生化工设计竞赛合肥工业大学作品临沂酷儿化工8万吨醋酸乙烯酯项目3-典型设备设计说明书.docx(151页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、东华科技-恒通石化N 合肥工业大学VAc-Maker 团队麻沂箭儿化工年产VAC8万明頁目设备设计说明书目录第一章塔设备设计11.1 设计概述11.2 设计依据11.3 塔设备选择11.3.1 塔设备选择要求11.3.2 塔设备分类21.3.3 塔型选择一般原则21.3.4 塔型确定41.4 物料分析51.5 脱水塔理论塔板数及回流比51.5.1 最小回流比估算61.5.2 最小理论塔板数的估算61.5.3 实际塔板数计算61.5.4 迸料板位置71.6 脱水塔的水力学分析71.7 塔设备基础数据101.7.1 塔径的初步设计101.7.2 溢流装置设备计算111.7.3 筛孔设计121.7.
2、4 塔板结构设计131.1.2 雾沫夹带量141.1.3 液管内液面高度151.1.4 漏液的检验161.1.5 降液管液体停留时间161.1.6 塔板的负荷性能图171.9 cup-tower对塔的初步设计与校核181.9.1 设计条件的确定18192塔设计与校核191.9.4 液泛因子361.10 脱水塔的机械工程设计361.10.1 实际塔板数361.10.2 塔顶空间高HD361.10.3 塔板间距HT361.10.4 开设人孔的板间距HP371.10.5 人孔的设置371.10.6 进料段空间高度HF371.10.7 塔底空间高度HB371.10.8 塔筒体高度H381.10. 9裙
3、座高度HQ381.10. 10封头高度HZ381.1.1 1接管选型391.1.2 2接管的计算391.1.3 3接管设计结果411.12 筒体体和封头设计411.12.1 筒体、封头厚度411.12.2 封头选型421.13 裙座设计431.13.1 裙座选材431.13.2 裙座与筒体的连接431.13.3 排气管431.13.4 引出管通道431.13.5 人孔441.13.6 地脚螺栓441.13.7 机械工程设计结果441.14 脱水塔装配图预览471.15 塔设备强度校核471.16 基本风压和雪压确定471.17 塔设备抗震能力确定481.18 塔设备机械校核481.18.1 塔
4、设备基本校核情况48第二章反应器设计542.1 设计概述542.2 设计依据542.3 设计基础552.4 反应器选型552.4.1 按反应器工作原理分类:552.4.2 反应艺与反应器选择582.4.3 新型反应器的使用592.5 催化剂642.6 VAC合成反应器的设计642.6.1 VAC合成反应的动力学分析642.6.2 VAC合成反应的物性分析642.6.3 艺计算662.6.4 反应器计算结果732.6.5 反应器装配图预览762.7 MAL反应器校核762.7.1 反应器762.7.2 筒体782.7.3 上封头802.7.4 下封头82第三章换热器设计853.3 换热器选择86
5、3.3.1 换热器的类型863.3.2 换热管规格的选择883.3.3 换热器选型原则893.4 艺条件选择903.4.1 流体通道903.4.2 流速903.4.3 温度923.4.4 压降923.4.5 管程与壳程933.4.6 折流板933.4.7 流体空间的选择943.4.8 流体流速的选择943.5 换热器型号表示方法953.6 换热器选型软件963.7 换热器(E102 )的设计973.7.1 换热流体数据973.7.2 换热器结构数据983.7.3 计算结果表1023.7.4 接管设计1073.7.6 换热器机械校核说明书111第四章泵选型1184.1 泵选型原则1184.2 具
6、体泵的选型1194.3 泵扬程计算1204.4 P0202 选型1234.4.1 数据导入与分析1234.4.2 数据输入1234.4.3 泵的工作曲线1264.4.4 泵的尺寸图1274.4.5 泵的安装信息128第五章气液分离器的设计1305.1 设计依据1305.2 概述1305.3 设计步骤1305.3.1 气体流速的确定1305.3.2 计算方法1305.3.3 尺寸设计1315.3.4 高度1315.3.5 接管直径1315.3.6 丝网装配132第六章储罐的选型1336.2 概述1336.3 醋酸储罐的选型1331.1.1 醋酸的基本性质1331.1.2 艺要求1341.1.3
7、选型结果134第七章压缩机选型1357.!设计概述1357.2 设计依据1357.3 压缩机类型及特点1357.4 选型原则136第一章塔设备设计1.1 设计概述塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之。它可使气(或汽)液或液液 两相进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见操作有:精徳、吸收、 解吸和萃取等。此外,业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥,以及兼有气液两相传质 和传热的増湿、减湿等。在化工厂中塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三 废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道,塔设备的投资费用占整个艺 设
8、备投资费用的较大比例,它所耗用的钢材重量在各类艺设备中也属较多。因此塔设备的设计 和研究受到化工、炼油等行业的极大重视。本章将对MMA制备段中的MAL脱水塔T0303进行设计。1.2 设计依据化工设备设计全书塔设备(2003-5)压容器(GB 150-2011)塔式容器(NB/T 47041-2014)压容器封头GB/T 25198-2010)化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列(HG20553-2011)钢制管法兰、垫片和紧固件(HG/T 20592-20635-2009)补强圈(JB4736-2002)1.3 塔设备选择1.3.1 塔设备选择要求生产能力大。在较大的气液流速下,仍不致发生大
9、量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正 常操作的现象;操作稳定、弹性大。当塔设备的气液负荷量有较大的波动时,仍能在较高的传质效率下 进行稳定的操作。并且塔设备应能保证长期连续操作;流体流动的阻小,即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动消耗, 以降低经常操作费用。对于减压蒸储操作,较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度;结构简单、材料消耗小、制造安装容易。可以减少基建过程中的投资费用;耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。工业上通常选用的塔型主要为填料塔和板式塔两种。它们都可以用作蒸徳和吸收等气液传 质过程,但两者各有优缺点,要根据具体情况选择。填料塔:塔内装有一定高度的填料,是气液
10、接触和传质的基本构件;属微分接触型气液 传质设备;液体在填料表面呈膜状自上而下流动:气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动,并 进行气液两相的传质和传热;两相的组分浓度或温度沿塔髙连续变化。板式塔:塔内装有一定数量的塔盘,是气液接触和传质的基本构件;属逐级(板)接触 的气液传质设备;气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层,使气液相密切接触而 进行传质与传热;两相的组分浓度呈阶梯式变化。两种塔型的比较见下表;表1.1填料塔与板式塔的比较塔型项目填料塔板式塔压降较小,较适用于要求压降小的场合较大空塔气速 (生产能力)稍小,但新型填料也可比板式塔髙些较大塔效率1500mm以下效率高,塔径增加
11、,效 率常会下降效率较稳定,大塔板比 小塔板效率高液气比对液体喷淋量有一定要求。适用范围较大持液量较小较大材质可用非金属耐腐蚀材料一般用金属材料制作安装检修较困难较容易造价0800mm以下较便宜,直径增大,造 价显著增加大直径时造价较低质量较大较小1.3.3塔型选择一般原则选择时应考虑的因素有;物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维 修等。下列情况优先选用填料塔;(1)在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填 料以降低塔的高度;(2)对于热敏性物料的蒸储分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空 操作下的填料塔;(3)具有腐蚀性的
12、物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如陶瓷、塑料等;(4)容易发泡的物料,宜选用填料塔。下列情况优先选用板式塔:(1)塔内液体滞液量较大,操作负荷变化范围较宽,对进料浓度变化要求不敏感,操作易 于稳定;(2)液相负荷较小;(3)含固体颗粒,容易结垢,有结晶的物料,因为板式塔可选用液流通道较大的塔板,堵 塞的危险较小;(4)在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料,需要在塔内设置内部换热组件,如加热 盘管,需要多个进料口或多个侧线出料口。这是因为方面板式塔的结构上容易实现,此外,塔 板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热;(5)在较高压下操作的蒸储塔仍多采用板式塔。其他因素对
13、塔设备选择的影响(6)对于多数情况,塔径小于800mm时,不宜采用板式塔,宜用填料塔。对于大塔径, 对加压或常压操作过程,应优先选用板式塔;对减压操作过程,宜采用新型填料。(7) 一般填料塔比板式塔重。(8)大塔以板式塔造价较廉。因填料价格约与塔体的容积成正比,板式塔按单位面积计算 的价格,随塔径增大而减小。表1-2塔设备选型原则考虑因素选择顺序塔径800mm以下,填料塔大塔径,板式塔具有腐蚀性的物料填料塔穿流式塔筛板塔喷射型塔污浊液体大孔径筛板塔穿流式塔喷射型塔浮阀塔泡罩塔操作弹性浮阀塔泡罩塔筛板塔真空操作填料塔导向筛板网孔塔板筛板浮阀塔板大液气比多降液管筛板塔填料塔喷射型塔浮阀塔筛板塔存在
14、两液相的场合穿流式塔填料塔1.3.4塔型确定通过分析可知本项目具有大的液气比所以选择板式塔。板式塔主要有筛板塔、浮阀塔和泡罩塔。板式塔的设计主要是选择塔型、选择流体流动形 式、操作状态鼓泡或喷射态等。板式塔一般认为用于大型塔是经济合理的,比一般填料塔具 有效率髙和能力大的优点。工业上需分离的物料及其操作条件多种多样,为了适应各种不同的操 作要求,迄今已开发和使用的塔板类型繁多。这些塔板各有各的特点和使用体系,现将几种主要 塔板的性能比较。表1-3几种塔板性能比较表塔盘类型优点缺点适用场合泡單板成熟,操作稳定结构复杂,造 价高,塔板阻大特别易堵塞 的物系浮阀板效率髙,范围广浮阀易脱落分离要求高、
15、 负荷变化大筛板结构简单,造价低易堵塞,操作 弹性小分离要求高、 塔板数较多舌型板结构简单,阻 小操作弹性底, 效率低分离要求低 的闪蒸塔塔型的结构与选择筛板塔又称泡沫塔,该除尘器具有结构简单、维护工作量小、净化效率高、耗水量大、防 腐蚀性能好等特点。除了塔板结构之外,塔的其他附件也十分重要,塔设备的总体结构均包括:塔体、内件、 支座及附件。塔体是典型的高大直立容器,多由筒节、封头组成。当塔体直径大于800mm时, 各塔节焊接成一个整体;直径小的塔多分段制造,然后再用法兰连接起来。内件是物料进行艺 过程的地方,由塔盘或填料支承等件组成。支座常用裙式支座。附件包括人、手孔,各种接管、1.4 物料
16、分析由Aspen puls对塔的设计导出相关进料出料数据表1-4塔设计物料分析表物料进塔顶回流塔顶出塔底出摩尔流量 kmol/hr乙醛18.855332. 2618.855335.58624E-07H20107. 27850. 15631. 303121105. 9753总流量 kmol/hr127.903121. 743534621. 74353106.1596总流量 kg/hr2871. 75114.1651951. 37591920. 375总流量 cum/hr3.1556040. 13961. 1630592.104932温度匸28.45644-0.3700519-0.37005191
17、05. 0927压bar1.811.061.061. 21密度 kmol/cum40.5284218.694218.6933350.43121密度 kg/cum909. 966817.918876817.9158912.2755Average MW22.45222143.7525818.0895Liq Vol 60F L/Min52.504482.4531320. 4427832.06171.5 脱水塔理论塔板数及回流比萃取精微塔的简捷计算是进行流程设计和塔优化设计师必须进行的前序工作。简捷计算宝 库了计算最小回流比Rmin,最小理论塔板数Nm和计算实际情况下理论塔板数。由于萃取径流 属于多组
18、分系统,通常的结算方法无法计算萃取剂存在下的多组分系统。根据实际情况的要求将 组分相对挥发度数据作为捷算法的基础,将萃取精储简化成只有轻,中关键组分的双精徳,采用 Fenske方程计算最小理论塔板数,用Underwood的最小回流比,利用Gilliland关联式求解世界 操作回流比下的理论塔板数。1.5.1 最小回流比估算Underwood方程假设各主分相对挥发度式常数 塔内气液流率为恒摩尔流 方程形式可知见)“=1-q其中ai表示i组分的相对挥发度(XiD)m为最小回流比下储出液中组分i的摩尔分数 Xif为进料组分中i的摩尔分数q为进料热状态参数9为最小回流比的计算的常数1.5.2 最小理论
19、塔板数的估算Fenske方程的推导假设塔顶采用全凝器分凝器为第一块塔板所有的板均为理论板根据公式其中al2:塔顶及塔底相关猪粪的相对挥发度Xd:组分i在塔顶的含量Xw:组分i在塔底的含量1.5.3 实际塔板数计算由上面两个公式的估算取值取实际回流比为R=(1.6-1.8) Rm带入到Gilliland关系式中N NR-R迪=0.75 - 0.75 皿().5668根据Aspen Plus模拟即可得到萃取精储塔的参数操作压:1.06bar回流比:0.12再沸比:0.35进料状态:乙醛物料塔板9理论塔板数:131.5.4 进料板位置进料状态:乙醛物料塔板9精徳段:1-9 提储段;10-14L6脱水
20、塔的水力学分析Aspen pius模拟的结果得到个塔板数据导入数据可得表!-5 根据表格进行两相的平均值计算L=l. 264082807cum/hrV=649. 83980627143cum/hrPl=918. 049004857143kg/cumPv=l.35985891692308kg/cumL为平均液体体积流量V为平均气体体积流量P1为平均液体密度Pv为平均气体密度表1-5脱水塔水力学分析模拟结果表塔板数温度液体摩尔流量气体摩尔流 量液体摩尔体 积气体摩尔体 积液体密度气体密度液体粘度气体粘度Ckg/hrkg/hrcum/hrcum/hrkg/cumkg/cumcPcP119.43160
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 第十三 全国大学生 化工 设计 竞赛 合肥 工业大学 作品 临沂 儿化 醋酸 乙烯 项目 典型 设备 说明书
链接地址:https://www.taowenge.com/p-64727600.html
限制150内