沈阳建筑大学毕业设计

T1=298.15k, T2=338.15k

查化工手册得C3H6的a=8.256,b=2.174×10-1, c=-9.692×l0-5,d=1.548×10-8 将T1=298.15k, T2=338.15k代入:

2CO P=16.512+2.174× 10-1×(338.15+298.15)-9.692× 10-5×(338.152+298.152) +1.584×10-8×(338.153+298.153) =136.18 J/ (mo1·k) CO P=68.091/ (mol·k)

查化工手册得C3H6的a=1.410,b=19.057×10-3, c=-24.501×10-6. d=16.391×10-9 将T1=298.15k, T2=338.15k代入:

2CO P=2.82+19.057×10-3×(338.15+298.15)-24.051×10-6×(338.152+298.152) +16.391×10-9×(338.153+298.153) =11.126 J/ (mo1·k) CO P=5.563 J/ (mol·k) ΔH3=∑nCO P (338.15-298.15)

=（(45000-27600)/(1.0×105 )×19000+1600/42×68.09+100/28×5.563) ×(338.15-298.15) =(3306+2593.9+19.87)×40 =2.368×105kJ/h ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3

=-7.483×105-2.372× 107+2.368×106 =-2.423×107 kJ/h

2.2设备工艺计算与选型

2.2.1卧式搅拌床反应器

卧式搅拌床反应器:第一聚合反应器和第二聚合反应器的物料衡算和热量衡算已经算出下面对其进行选型,由资料得到Amoco-CD气相聚合的停留时间是5分钟,可以得出聚合反应器的尺寸大小标准,反应器的填充比为70%得出:

在反应器内的压力是2.2MPa,温度是70℃已知在标准情况下主要气体的密度可求出在反应情况下的密度.

在反应条件下的主耍气体的密度是:41.48 kg/m3 V=(46000/41.48)×5/60÷0.7=132.02m3/h

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可以推算出其R=2m,L=10.5m.

2.2.2净化塔的工艺计算及选型

原料净化塔的数目较多但是净化的进料和出料及净化成都相差不多,所以仅以除SO2的净化塔为例进行详细的工艺计算,其他的净化塔同理. SO2的体积分数为0.006%;要求的吸收率φA=99% 己知塔内的绝对压力为1 MPa,求出入塔的气体体积流量:

0.1013 MPa对应的气体密度是1.914 kg/m3.所以可以求出在1 MPa下的丙烯密度: ???P2??11?1.914??18.89kg/m3 P20.1013 己知其平均摩尔量是42kg/kmol.假设洗涤水的耗用量为300000kg/h。而且吸收塔才用的是25mm×25mm×1.2mm的塑料鲍尔环以乱堆方式充填.填料层的体积传质系数 KYa=146kmo1/(m3·h);操作条件下的平衡关系为Y=15X. 清水的密度是ρL=1000 kg/m3;

则: w水/w丙× (ρ丙/ρ水)0.5

=300000/47000 ×(8.89/1000)0.5 =0.88

查化工原理的乱堆填料泛点线可以得到横坐标为0.88时候的纵坐标的值是0.025即 uF2ФFΨ/g×(ρ丙/ρ气)μL0.2 =0.025

查化工数值得到25mm×25mm×1.2mm的塑料鲍尔环(乱堆)的填料因子ф= 285m-1;又因为液相为清水,故液体密度校正系数ψ=1;水的黏度μL =lMPa.泛点气速为 .?

Umax?0.025?9.81?1000285?1?18.89?1?0.213m/s

假设空塔的丙烯流速为泛点气速的80%即: u=0.8×Umax=0.8×0.213 =0.170m/s

则D?4Vs/?u?4?47000/18.89?3600/(??0.17)?3.28m 经过圆整D=3.5m

对于吸收操作,用传质单元法计算填料层高度。

V=47000/42×(1-0.00006)=1118.08 kmol/h L=300000/18=18667kmol/h Ω=π/4×D2=3.14/4×3.52 =9.6m2

S=mV/L

=15×1118.08/18667

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=0.904 清水吸收,X2=0,Y* 2=0.

Y1?Y2*1 ?*Y2?Y21??A则HOG=V/KYaΩ . =1118.08/(146×9.6) =0.80

NOG=1/(1-S)In ((1-S)(Y1-Y* 2)/(Y2-Y* 2)+S) =1.38 Z=HOG·NOG =11.04

实际填料层高度: Z'=1.5Z=1.5×11.04=16.56m

以为填料层大于6米所以分成三段每断6米,另外还要考虑备用段所以是4段每段6米由此可以推算出塔的数据为:

L=6×4+ (5+1.5+1+1+1) =30m S??4D2?3.143.52=9.6 42.2.3循环冷却器的工艺计算

循环冷却器的工艺计算 热气体进口温度:

丙烯: 70℃ 出口温度: 40℃ 氢气: 70℃ 出口温度: 40℃ 气体的质量流量: 丙烯: 1600kg/h 氢气: 50kg/h 循环冷液体进口温度: 20℃ 出口温度: 400℃ 热流量: 0.4722kg/s

换热器由Ф25mm×2.5mm的管组成 气体的平均比热: 1.2kJ/kg·℃

管内的气体的平均温度t=(40+70)÷2=50℃,该温度下的气体特性数据查询得 ρ=12.93kg/m3 μ=2.16kg/(m·s) CP=2.005×103J/(kg·℃) λ=350 W/m ·℃

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?

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管内侧气体的αi为150W/m2·℃ 管外侧液体的αo取4233W/m2·℃ 钢的λ为45W/m·℃

由《物化手册》查得气体的污垢热阻Rsi=0.5×10-3m2·℃/W,且近似认为 Rsi =Rso 由

ddbd11?0?Rsi0?0?Rso?ko?1didi?dm??0.025/(150?0.02)?0.5?10?3?0.025/0.02?0.0025?0.025/(45?0.0225)?0.5?10?3?1/4233?0.1m2?OC/W

0

ko=10W/m2·C

换热器传热面积可根据传热速率方程求得,即 S?换热器的传热量为

Q, 2-7 ku?tmQ?WhCph(T1?T2)

?0.4722?1.2?103?(313.15?343.15)??1.69?10kw4

?tm?(?t2??t1)/ln(?t2/?t1)?((343.15?313.15)?(313.15?293.15))/ln(313.15/293.15) ?24.7oC S?Q/k0?tm?70m2 所以冷却器的传热面积为70m2.

2.2.4旋风分离器的计算

在聚丙烯分离过程中的旋风分离器采用XLPB-7.0型,设备筒径φ700,进口气速18m/s左右.

由公式气体处理量

L=3600×F×V 2-8

F=0.175D2 2-9

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