化工原理課程設計模板（化工原理課程設計模板換熱器）

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本文目錄:

• 1、化工原理課程設計設計--SO2混合氣體處理量

• 2、化工原理課程設計乙醇水板式精餾塔

• 3、化工原理 課程設計說明書

• 4、化工原理課程設計 分離丙酮-水混合液的填料精餾塔 有滿意答案，追加100分

一、化工原理課程設計設計--SO2混合氣體處理量

哎。你這是不可能的 光用水不可能到96%這么高的吸收效果。

我們用濕法煙氣脫硫也就能到97% 你、你這想法有點太過分了

二、化工原理課程設計乙醇水板式精餾塔

篩板精餾塔的工藝設計，用它來分離乙醇-水溶液.

分離任務：

1.乙醇的質(zhì)量分數(shù)為30%；

2.處理量為20000t/a；

3.塔頂產(chǎn)品組成（質(zhì)量分數(shù)）為93.5%；

4.塔頂易揮發(fā)組分回收率為99%；

5.每年實際生產(chǎn)時間為7200h.

6.操作條件

：

(1)操作壓力：常壓

(2)進料熱狀態(tài)：自選

(3)回流比：自選

(4)間接低壓蒸汽

(表壓為0.3MPa)

加熱

(5)單板壓降：0.7

KPa

我以前做過這個

包掛工藝尺寸計算

再沸器

原料預熱器

離心泵

費用計算

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三、化工原理 課程設計說明書

化工原理課程是化學工業(yè)技術(shù)和化學工程科學發(fā)展的必然產(chǎn)物。十九世紀九十年代國外高等學校相繼設置化學工程系，開出的課程大都是針對不同化工行業(yè)編寫各自的生產(chǎn)工藝學，直到二十世紀初才明確認識到各行各業(yè)通用的物理操作的共性，并于二十年代出版了第一部化工原理教科書－Principles of Chemical Engineering，我國于上世紀二十年代創(chuàng)辦化學工程系，并開設化工原理課程。

化工原理是一門關于化學加工過程的技術(shù)基礎課，它為過程工業(yè)（包括化工、輕工、醫(yī)藥、食品、環(huán)境、材料、冶金等工業(yè)部門）提供科學基礎，對化工及相近學科的發(fā)展起支撐作用?；ぴ碚n程以單元操作為內(nèi)容，以傳遞過程原理和研究方法論為主線，研究各個物理加工過程的基本規(guī)律，典型設備的設計方法，過程的操作和調(diào)節(jié)原理?；ぴ碚n程教學包括三個環(huán)節(jié)，即：理論課教學、實驗課教學和課程設計。實驗課與理論課同步進行，課程設計安排在化工原理理論課之后進行。實驗課程的設計思想：培養(yǎng)學生動手能力、觀察能力、綜合分析和處理問題的能力。課程設計是一個總結(jié)性的教學環(huán)節(jié)，針對化工廠中一個實際的化工單元操作，完成主體設備的工藝設計，附屬設備的選型設計，主體設備總圖的繪制。通過課程設計，使學生掌握化工設計的程序和方法，學會查閱資料、使用手冊、選用數(shù)據(jù)和公式、合理確定工藝流程、正確進行工藝計算、用技術(shù)經(jīng)濟的觀點評價設計結(jié)果，用文字數(shù)表圖紙表達設計思想、以及嚴謹認真的工作態(tài)度和工作作風。

四、化工原理課程設計 分離丙酮-水混合液的填料精餾塔 有滿意答案，追加100分

畢業(yè)設計（論文）任務書

設計（論文）題目：年處理量1.0萬噸甲苯-水混合液的填料塔的設計

函授站： 專業(yè)： 化工工藝 班級：xx

學生： xx 指導教師：

1．設計（論文）的主要任務及目標

塔設計計算：

a塔工藝計算（物料和能量衡算）

b 塔及塔板主要工藝尺寸的設計計算

⑶ 對苯精餾塔的流體力學驗算

⑷ 相關輔助設備選型與計算

⑸ 設計結(jié)果及分析討論

2．設計（論文）的基本要求和內(nèi)容

⑴ 論文內(nèi)容符合畢業(yè)設計撰寫規(guī)范。

⑵ 數(shù)據(jù)可靠、真實，具有一定的代表性。

⑶ 計算過程細化、符合規(guī)范要求。

⑷ 要求論文圖紙包括：生產(chǎn)工藝流程控制圖、塔的部分裝配圖、X-Y圖、塔板負荷性能圖。

3．主要參考文獻

⑴陸美娟.《化工原理》.化學工業(yè)出版社.2001年1月第1版

⑵馮伯華.《化學工程手冊》第1、2、3、6卷.化學工業(yè)出版社.1989年10月第1版

⑶包丕琴.《華工原理課程設計指導書》.北京化工大學化工原理教研室.1997年4月

⑷陳洪鈁.《化工分離過程》.化學工業(yè)出版社.1995年5月第1版

⑸陳鐘秀.《化工熱力學》.化學工業(yè)出版社.1993年11月第1

關鍵詞：回流比、精餾、泡點進料、設備、試差

目 錄

前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）

第1章 精餾方案的說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）

第1.1節(jié) 操作壓力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）

第1.2節(jié) 進料狀態(tài)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（8）

第1.3節(jié) 采用強制回流（冷回流）．．．．．．．．．．．．．．．（8）

第1.4節(jié) 塔釜加熱方式、加熱介質(zhì)．．．．．．．．．．．．．．（8）

第1.5節(jié) 塔頂冷凝方式、冷卻介質(zhì)．．．．．．．．．．．．．．（8）

第1.6節(jié) 流程說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（8）

第1.7節(jié) 篩板塔的特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（9）

第1.8節(jié) 生產(chǎn)性質(zhì)及用途．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（9）

第1.9節(jié) 安全與環(huán)保．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（11）

第2章 烯烴加氫飽和單元分析．．．．．．．．．．．．．．．．．（12）

第2.1節(jié) 反應機理及影響因素分析

第2.2節(jié) 物料平衡

第2.3節(jié) 能量平衡

第3章 精餾塔設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（12）

第3.1節(jié)塔的工藝計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.（12）

第3.2節(jié)塔和塔板主要工藝尺寸的設計計算．．．．.（25）

第4章 塔的流體力學驗算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（31）

第4.1節(jié)校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（31）

第4.2節(jié)負荷性能圖計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（34）

第5章 輔助設備選型計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（39）

第5.1節(jié)換熱器的計算選型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（39）

第5.2節(jié) 管道尺寸的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（44）

第5.3節(jié) 原料槽、成品槽的確定．．．．．．．．．．．．．．．．（45）

第6章 設計結(jié)果概要及分析討論．．．．．．．．．．．．．．．（45）

第6.1節(jié)數(shù)據(jù)要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（45）

第6.2節(jié)設計特點．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（46）

第6.3節(jié) 存在的問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（46）

參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（47）

符號說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（48）

附錄1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）

附錄2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）

附錄3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）

附錄4．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）

前言

本論文是針對工業(yè)生產(chǎn)中苯-甲苯溶液這一二元物系中進行苯的提純精餾方案，根據(jù)給出的原料性質(zhì)及組成、產(chǎn)品性質(zhì)及組成，對精餾塔進行設計和物料衡算。通過設計核算及試差等計算初步確定精餾塔的進料、塔頂、塔底操作條件及物料組成。同時對精餾塔的基本結(jié)構(gòu)包括塔的主要尺寸進行了計算和選型，對塔頂冷凝器、塔底再沸器、相關管道尺寸及儲罐等進行了計算和選型。在計算設計過程中參考了有關《化工原理》、《化學工程手冊》、《冷換設備工藝計算手冊》、《煉油設備基礎知識》、《石油加工單元過程原理》等方面的資料，為精餾塔的設計計算提供了技術(shù)支持和保證。

通過對精餾塔進行設計和物料衡算等方面的計算，進一步加深了對化工原理、石油加工單元過程原理等的理解深度，開闊了視野，提高了計算、繪圖、計算機的使用等方面的知識和能力，為今后在工作中進一步發(fā)揮作用打下了良好的基礎。

第1章 精餾方案的說明

本精餾方案適用于工業(yè)生產(chǎn)中苯-甲苯溶液二元物系中進行苯的提純。精餾塔苯塔的產(chǎn)品要求純度很高，達99.9％以上，而且要求塔頂、塔底產(chǎn)品同時合格，以及兩塔頂溫度變化很窄(0.02℃)，普通的精餾溫度控制遠遠達不到這個要求。故在實際生產(chǎn)過程控制中只有采用靈敏板控制才能達到要求。故苯塔采用溫差控制。

第1.1節(jié) 操作壓力

精餾操作在常壓下進行，因為苯沸點低，適合于在常壓下操作而不需要進行減壓操作或加壓操作。同時苯物系在高溫下不易發(fā)生分解、聚合等變質(zhì)反應且為液體（不是混合氣體）。所以，不必要用加壓減壓或減壓精餾。另一方面，加壓或減壓精餾能量消耗大，在常壓下能操作的物系一般不用加壓或減壓精餾。

第1.2節(jié) 進料狀態(tài)

進料狀態(tài)直接影響到進料線（q線）、操作線和平衡關系的相對位置，對整個塔的熱量衡算也有很大的影響。和泡點進料相比：若采用冷進料，在分離要求一定的條件下所需理論板數(shù)少，不需預熱器，但塔釜熱負荷（一般需采用直接蒸汽加熱）從總熱量看基本平衡，但進料溫度波動較大，操作不易控制；若采用露點進料，則在分離要求一定的條件下，所需理論板數(shù)多，進料前預熱器負荷大，能耗大，同時精餾段與提餾段上升蒸汽量變化較大，操作不易控制，受外界條件影響大。

泡點進料介于二者之間，最大的優(yōu)點在于受外界干擾小，塔內(nèi)精餾段、提餾段上升蒸汽量變化較小，便于設計、制造和操作控制。

第1．3節(jié) 采用強制回流（冷回流）

采用冷回流的目的是為了便于控制回流比，回流方式對回流溫度直接影響。

第1．4節(jié) 塔釜加熱方式、加熱介質(zhì)

塔釜采用列管式換熱器作為再沸器間接加熱方式，加熱介質(zhì)為水蒸汽。

第1．5節(jié) 塔頂冷凝方式、冷卻介質(zhì)

塔頂采用列管式冷凝冷卻器，冷卻介質(zhì)用冷卻水。

第1．6節(jié) 流程說明

由于上游裝置沒有后加氫單元，所以在重整反應過程中生成的烯烴會帶到本裝置原料中， 烯烴的存在，會導致苯、甲苯產(chǎn)品的酸洗比色不合格，因此必須進行烯烴的加氫飽和。

本裝置流程包括烯烴加氫反應單元和精餾單元兩部分。

烯烴加氫反應單元：原料經(jīng)過進料泵加壓后進入換熱器E101與反應生成油交換熱量后，進入加熱爐L101進行加熱，再進入反應器R101，經(jīng)過烯烴飽和加氫反應后進入熱交換器E101冷卻后，進入油氣分離器V101，油進入精餾原料中間罐。

本精餾方案采用節(jié)能型強制回流進行流程設計，并附有在恒定進料量、進料組成和一定分離要求下的自動控制系統(tǒng)以保證正常操作。

精餾過程：30OC原料液從原料罐經(jīng)進料泵進入原料換熱器E102再經(jīng)原料預熱器進行預熱進一步預熱至泡點（97.65OC，加熱介質(zhì)為水蒸汽），溫度升至約97.65oC,從進料口進入精餾塔T101進行精餾，塔頂氣溫度為81.52oC部分冷凝后的氣液混合物進入塔頂冷卻器（冷卻介質(zhì)為冷卻水），冷凝后的物料進入回流罐V102，然后再通過回流泵，將料液一部分作為回流也打入塔頂，另一部分作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)產(chǎn)品冷卻器進入產(chǎn)品儲罐V103，再經(jīng)產(chǎn)品泵P104/AB輸送產(chǎn)品。塔釜內(nèi)液體一部分進入再沸器E103，經(jīng)水蒸汽加熱后，回流至塔釜，另一部分與原料換熱器換熱后排入甲苯儲罐。在整個流程中，所有的泵出口都裝有壓力表，所有的儲槽都裝有放空閥，以保證儲槽內(nèi)保持常壓。

第1.7節(jié) 篩板塔的特性

篩板塔是最早使用的板式塔之一，它的主要優(yōu)點：

（1）結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，造價為泡罩塔的60%左右，為浮閥塔的80%左右；

（2）在相同條件下，生產(chǎn)能力比泡罩塔大20%-40%；

（3）塔板效率較高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮閥塔；

（4）氣體壓力降較小，每板壓力降比泡罩塔約低30%左右。

篩板塔的缺點是：小孔篩板易堵塞，不適宜處理臟的、粘性大的和帶固體粒子的料液。

第1.8節(jié) 生產(chǎn)性質(zhì)及用途

1.8.1 苯的性質(zhì)及用途

苯是一種易燃、易揮發(fā)、有毒的無色透明液體，易燃帶有特殊芳香氣味的液體。分子式C6H6，相對分子量78.11，相對密度0.8794(20℃)，熔點5.51℃，沸點80.1℃，閃點-10.11℃(閉杯)，自燃點562.22℃，蒸氣密度2.77kg/m3，蒸氣壓13.33kPa(26.1 ℃)， 標準比重為0.829。蒸氣與空氣混合物爆炸限1.4%～8.0%。不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油混溶。遇熱、明火易燃燒、爆炸。能與氧化劑，如五氟化溴、氯氣、三氧化鉻、高氯酸、硝酰、氧氣、臭氧、過氯酸鹽、(三氯化鋁+過氯酸氟)、(硫酸+高錳酸鹽)、過氧化鉀、(高氯酸鋁+乙酸)、過氧化鈉發(fā)生劇烈反應，不能與乙硼烷共存。苯是致癌物之一。苯是染料、塑料、合成樹脂、合成纖維、藥物和農(nóng)藥等的重要原料，也可用作動力燃料及涂料、橡膠、膠水等溶劑。質(zhì)量標準：見表1－1。

表1-1 純苯質(zhì)量標準（GB/T2283-93）

項目 指標

特級 一級 二級 三級

外觀 室溫（18~25℃）下透明液體，不深于每1000mL水中含有0.003g重鉻酸鉀溶液的顏色

密度（20℃）/kg/m3

沸程/℃

大氣壓下（80.1℃）

酸洗比色

溴價/(g/100mL)

結(jié)晶點/℃

二硫化碳/(gBr/100mL)

噻吩/(g/100mL) 876~880

中性實驗 中性

水分 室溫（18~20℃）下目測無可見不溶水

1.8.2 甲苯的性質(zhì)

甲苯有強烈的芳香氣味，無色有折射力的易揮發(fā)液體,氣味似苯。分子式C7H8，相對分子質(zhì)量92.130，相對密度0.866(20℃/4℃)，熔點-95～-94.5℃，沸點110.4℃，閃點4.44℃(閉杯)，自燃點480℃，蒸氣密度3.14 kg/m3，蒸氣壓4.89kPa(30℃) 比重D 4℃20℃、0.866，，蒸氣與空氣混合物的爆炸極限為1.27%～7%。幾乎不溶于水，與乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶。遇熱、明火或氧化劑易著火。遇明火或與(硫酸+硝酸)、四氧化二氮、高氯酸銀、三氟化溴、六氟化鈾等物質(zhì)反應能引起爆炸。流速過快(超過3m/s)有產(chǎn)生和積聚靜電危險。甲苯可用氯化、硝化、磺化、氧化及還原等方法之前染料、醫(yī)藥、香料等中間體及炸藥、精糖。由于甲苯的結(jié)晶點很低，故可用作航空燃料及內(nèi)燃機燃料的添加劑。質(zhì)量標準：見表1－2。

表1-2 甲苯質(zhì)量標準（GB/T2284-93）

項目 指標

特級 一級 二級

外觀 室溫（18~25℃）下透明液體，不深于每1000mL水中含有0.003g重鉻酸鉀溶液的顏色

密度（20℃）/(kg/m3)

沸程/℃

大氣壓下（110.6℃）

酸洗比色

溴價/（gBr/100mL） 863~868

中性實驗 中性

水分 室溫（18~20℃）下目測無可見不溶水

第1.9 安全與環(huán)保

1.9.1 安全注意事項

苯類產(chǎn)品是易燃、易爆、有毒的無色透明液體，其蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物，因此，應特別注意防火，強化安全措施。

（1）不準有明火和火花，設備必須密封，以減少苯蒸汽揮發(fā)散發(fā)入容器中，設備的放散管應通入大氣，其管口用細金屬網(wǎng)遮蔽，使貯槽或蒸餾設備中的苯類產(chǎn)品不致因散出蒸汽回火而引起燃燒，廠房應設有良好的通風設備，防止苯類蒸汽的聚集。

（2）所有金屬結(jié)構(gòu)應按規(guī)定在幾個地點上接地，為防止液體自由下落而引起靜電荷的產(chǎn)生，將引入貯槽中所有管道均應安裝到接近貯槽的底部，電動機應放在單獨的廠房內(nèi)。

（3）應設有泡沫滅火器和蒸汽滅火裝置，不能用水滅火。

（4）工人進入貯槽或設備進行清掃或修理前,油必須全部放空,所有管道均需切斷,設備應用水蒸汽徹底清掃后才允許進入并注意通風,檢修人員沒有動火證嚴禁在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)動火。

（5）進入生產(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)無關人員，不得亂動設備和計量儀表等。

（6）及時清除設備管線泄漏情況，嚴防中毒著火、爆炸等事故的發(fā)生。

（7）泄漏應急處理迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。盡可能切斷泄漏源，防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散劑制成的乳液刷洗，洗液稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，抑制蒸發(fā)。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。

1.9.2 環(huán)境保護

認真執(zhí)行環(huán)境保護方針、政策、堅持污染防治設施與生產(chǎn)裝置同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)。現(xiàn)將“三廢”治理措施分析述如下：

（1）廢水：各設備間接冷卻水回收用于煉焦車間熄焦用，工藝產(chǎn)品分離水送往生化裝置進行處理。設備沖洗水經(jīng)初步沉淀和油水分離后送入生化處理。

（2）廢氣：水凝氣體回收引入列管戶前燃燒，產(chǎn)品貯槽加水噴淋裝置和氮密封措施，防止揮發(fā)污染大氣環(huán)境。

（3）廢渣：生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的廢渣送往回收工段作為原料使用。

定期檢測個生產(chǎn)崗位苯含量和生產(chǎn)下水中各污染均含量，嚴防超標現(xiàn)象的發(fā)生。

第2章 烯烴加氫飽和單元分析

2.1 反應機理及影響因素分析

（1）反應機理

單烯烴 CnH2n+H2→CnH2n+2

雙烯烴 CnH2n-2+2H2→CnH2n+2

環(huán)烯烴

烯烴的加氫飽和反應也為耗氫和放熱反應。

(2) 烯烴的加氫飽和反應過程的影響因素

烯烴的加氫飽和反應過程的影響因素除催化劑性能外，主要有原料性質(zhì)、反應溫度、反應壓力、氫油比和空速等。

①原料性質(zhì)

加工烯烴含量較高的原料時，需要較高的反應苛刻度（即較高的反應壓力和反應溫度，較低的反應空速）。此外一定要注意原料油罐的惰性氣體保護，最好是直接進裝置，避免中間與空氣接觸發(fā)生氧化生成膠質(zhì)，導致催化劑失活加快。

②反應溫度

反應溫度通常是指催化劑床層平均溫度。烯烴的加氫飽和反應是一種放熱反應，提高反應溫度不利于加氫反應的化學平衡，但能明顯提高化學反應速度，提高精制深度。過高的反應溫度會促進加氫裂化副反應的發(fā)生，使產(chǎn)品液體收率下降，導致催化劑上積炭速率加快，降低催化劑使用壽命；反應溫度過低，不能保證將雜質(zhì)除凈。

在很高溫度下，烯烴飽和度有一個明顯的限制，結(jié)果使在高溫操作比低溫操作的產(chǎn)品中有更多的殘存烯烴，當原料中有明顯的輕組分，使用新催化劑時硫化氫與烯烴反應生成醇，在較低溫度下操作可避免硫醇的生成。

根據(jù)催化劑活性和原料油中的烯烴含量，一般預加氫的反應溫度為150～180℃。隨著運轉(zhuǎn)時間的延長，逐步提高反應溫度，以補償催化劑的活性降低。

③反應壓力

當要求一定的產(chǎn)品質(zhì)量時，壓力的選擇主要是考慮催化劑的使用壽命和原料油中的烯烴含量。一般而言，壓力愈高，催化劑操作周期愈長；原料油烯烴含量愈高，選擇操作壓力也愈高。提高反應壓力將促進加氫反應速度，增加精制深度，并可保持催化劑的活性。但壓力過高會促進加氫裂解反應，使產(chǎn)品總液收下降，同時過高的反應壓力會增加投資及運轉(zhuǎn)費用。

④氫油比

所謂氫油比是反映標準狀態(tài)時，氫氣流量與進料量的比值。可用H2/HC表示。提高氫油比，不僅有利于加氫反應的進行，并能防止結(jié)焦，起到保護催化劑的作用。但是，在原料油進料一定的情況下，氫油比過大會減少原料油與催化劑接觸時間，反而對加氫反應不利，導致精制深度下降，產(chǎn)品質(zhì)量下降，同時也增大了系統(tǒng)壓降和壓縮機負荷，操作費用增加。

⑤空速

空速指單位（質(zhì)量或體積）催化劑在單位時間內(nèi)處理的原料量，簡寫為h-1 ?？账俜譃橘|(zhì)量空速和體積空速。常用體積空速（LHSV），它的倒數(shù)相當于反應接觸時間，稱為假接觸時間。因此空速的大小意味著原料與催化劑接觸時間的長短?？账龠^大，即單位催化劑處理的原料量越多，其接觸時間應越短，影響了精制深度；空速過小增加了加氫裂解反應，使產(chǎn)品液收率下降，運轉(zhuǎn)周期縮短，降低了裝置的處理量。

2.2 物料平衡

表2-1烯烴加氫反應單元物料數(shù)據(jù) 單位：噸/日

入 方 出 方

原料油 43.2 精餾進料 42.32

氫氣 0.52 損失 1.40

合計 43.72 合計 43.72

2.3 能量平衡（以加熱爐為例）

2.3.1 原料進出加熱爐數(shù)據(jù)

原料進出加熱爐數(shù)據(jù)見表2-2。

表2-2 原料進出加熱爐數(shù)據(jù)

入 方（80℃） 出 方（160℃）

單位

項目 組成 數(shù)據(jù) 焓值 熱量 單位

項目 組成 數(shù)據(jù) 焓值 熱量

m% Kcal/kg wkcal m% Kcal/kg wkcal

原

料

油 苯 0.7 130 16.38 原

料

油 苯 0.7 154 19.40

甲苯 0.3 128 6.912 甲苯 0.3 158 8.532

烯烴 烯烴

氫氣 540 1.170 氫氣 1090 2.362

合計 24.462 合計 30.294

注：原料中烯烴含量很少在計算過程中可忽略不計。

2.3.2 加熱爐熱平衡

由表2-2可以知道，原料油經(jīng)過加熱爐后，熱量增加值為：5.832wkcal/t.

加熱爐需要燃燒瓦斯進行提供。加熱爐用瓦斯組成見表2-3。

表2-3 加熱爐用瓦斯組成及焓值計算表

　 成份組成 體積熱值 分析數(shù)據(jù) 焓值

1 氫氣 2650 44.91 1190.115

2 氧氣 0 11.73 0

3 氮氣 0 40.56 0

4 二氧化碳 　 0.02 0

5 一氧化碳 3018 0 0

6 甲烷 8529 1.61 137.3169

7 乙烷 15186 0.48 72.8928

8 乙烯 14204 0.42 59.6568

9 丙烷 21742 0.05 10.871

10 丙烯 20638 0.07 14.4466

11 異丁烷 26100 0.03 7.83

12 正丁烷 28281 0.03 8.4843

13 正丁烯 27160 0.02 5.432

14 異丁烯 27160 0.01 2.716

15 反丁烯 27160 0.02 5.432

16 順丁烯 27160 0.01 2.716

17 碳五以上 34818 0.03 10.4454

　 合計 　 100 1528.3548

第七章 參考文獻

1 化工原理》上下冊.化學工業(yè)出版社.2006年5月第3版

2 馮伯華.《化學工程手冊》第1、2、3、6卷.化學工業(yè)出版社.1989年10月第1版

3 包丕琴.《華工原理課程設計指導書》.北京化工大學化工原理教研室.1997年4月

4 陳洪鈁.《化工分離過程》，化學工業(yè)出版社，1995年5月第1版

5 陳鐘秀.《化工熱力學》.化學工業(yè)出版社.1993年11月第1版

6 沈復等.《石油加工單元過程原理》上下冊.中國石化出版社.2004年8月第1版

7.劉巍等.《冷換設備工藝計算手冊》.中國石化出版社.2003年9月第1版

8.馬秉騫主編.《煉油設備基礎知識》中國石化出版社.2003年1月第1版

9.周志成等.《石油化工儀表自動化》中國石化出版社.1994年5月第1版

10.田顧慧.《化工設備》中國石化出版社.1996年6月第1版

11.沈復 李陽初.《石油加工單元過程原理》中國石化出版社.2004年8月第1版

12.陸美娟.《化工原理》化學工業(yè)出版社. 2006年1月第10版

符號說明

A換熱面積m2

Aa 　鼓泡區(qū)面積　m2

Af　 　降液管橫截面積m2

An　 　有效傳質(zhì)區(qū)面積m2

Ao 　篩孔面積m2

AT　塔橫截面積　m2

A 質(zhì)量分率-

C 負荷系數(shù)-

CP 　比熱KJ/Kg．OC(KJ/Kg．K)

D　 塔頂產(chǎn)品流率Kmol/h(Kg/h)

Dg　 公稱直徑m

DT　塔徑　m

D 　管內(nèi)徑　 mm

d1　 　 管外徑　 　mm

do 孔徑 mm

dm 　 管平均直徑mm

E 　液流收縮系數(shù)　-

ET全塔板效率-

ev　 霧沫夾帶量　Kg液體/Kg氣體

F 　進料流率 　Kmol/h(Kg/h)

H　 　 塔高　m

HL板上清夜層高度mm

HT板間距 　m

Hd　降液管內(nèi)清夜層高度　m

HD　塔頂空間高度 m

HB　塔底空間高度　 m

hd 氣體通過干板壓降m

ho 　降液管下沿到塔板間距離m

how　 溢流堰上液頭高 m

hp　 　氣體通過塔扳壓降m

hr 　液體通過降液管的壓降　m

hw 溢流堰高度m

hσ　液體表面張力引起的壓降　m

Ko 　以內(nèi)壁為基準的總傳熱系數(shù)　Kcal/m2．H．oC

K　穩(wěn)定系數(shù)

L 液體流量　 Kmol/h(Kg/h,m3/h)

lW溢流堰堰長　

ms 冷卻劑質(zhì)量流量 Kg/h

N 實際塔板數(shù) -

NT 理論塔板數(shù) -

Nt 換熱器總管數(shù) -

N 開孔數(shù)

Q 換熱器熱負荷 W

R 回流比 -

Rmim 最小回流比 -

Rsi 換熱管內(nèi)垢阻系數(shù) m2•h•oC/Kcal

r 氣化潛熱 KJ/Kg

Tc 臨界溫度 K

T 孔間距 mm

Tp 板厚度 mm

ua 以鼓泡區(qū)面積為基準的氣速 m/s

uf 液泛氣速 m/s

un 空塔氣速 m/s

uo 以篩孔面積為基準的氣速 m/s

uow 漏液點氣速 m/s

V 塔內(nèi)上升氣體流量 Kmol/h(Kg/h,m3/h)

W 塔釜采出液體量 Kmol/h(Kg/h)

Wc 邊緣區(qū)寬度 m(mm)

Wd 降液管寬度 m(mm)

Ws 塔板入口安定區(qū)寬度 m(mm)

Ws’ 塔板出口安定區(qū)寬度 m(mm)

X 液相摩爾分率 -

Y 氣相摩爾分率 -

A 相對揮發(fā)度 -

Ai 以內(nèi)壁為基準的傳熱膜系數(shù) Kcal/m2•h•oC

Ao 以外壁為基準的傳熱膜系數(shù) Kcal/m2•h•oC

β 充氣系數(shù) -

σ 表面張力 dyn/cm2

ρL 液相密度 Kg/m3

ρv(g) 氣相密度 Kg/m3

μ 粘度 Cp

開孔率 -

Ф 裝料系數(shù) -

τ 停留時間 s

λ

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