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碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料吸收塔课程设计任务书
一、设计任务
某厂以天然气为原料生产合成氨，选择碳酸丙烯酯(PC)为吸收剂脱除变换气中地CO2，脱碳气供合成氨下一工段使用.试设计一座碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔.文档来自于网络搜索矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 二、操作条件
1．合成氨原料气量（30000+200X）m3 /h【X代表学号最后两位数】
2．变换气组成为：CO2 28%；CO 2.5%；H2 49.5%；N2 16.5%；CH4 3.5%.(均为体积%，下同.其它组分被忽略)；文档来自于网络搜索聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 3．要求出塔净化气中CO2地浓度不超过0.5%； 4．PC吸收剂地入塔浓度根据操作情况自选； 5．气液两相地入塔温度均选定为30℃； 6．操作压强为2.8MPa； 三、设计内容
1．设计方案地确定及工艺流程地说明； 2．填料吸收塔地工艺设计； (1) 塔填料选择； (2) 吸收塔塔径计算；
(3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算； (4) 吸收塔诸接管口径计算； (5) 主要设计参数核算；
3．填料吸收塔主要附属内件选型
主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等.
4．附属尺寸确定
附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等. 5．填料塔高度计算
6．主要附属设备地计算与选型
计算贫液冷却器地换热面积，确定吸收剂循环泵地型号. 7．塔地工艺计算结果汇总一览表；
8．工艺流程简图和主体设备工艺条件图；
9．对本设计地评述或对有关问题地分析与讨论. 四、基础数据 1．碳酸丙烯酯（PC） (1)分子式：CH3CHOCO2CH2 (2)结构式：CH3 —CH —OCH2—O(3)物理性质 正常沸点，（℃） C = O 粘度，mPa·s 1 / 8 分子量 蒸汽压×133.32－1 Pa 个人收集整理 仅做学习参考
30℃ 0.1 38℃ 0.24 20℃ 2.76 25℃ 2.58 40℃ 1.916 50℃ 1.62 204 102.09 (4)密度与温度地关系 温度，（℃） （kg/m3） 0 1224 15 1209 313.7 164.80 25 1198 40 1184 322.6 170.07 55 1169 100 1122 332.1 175.16 (5)比热容值与比热容计算式 t，K 302.7 Cp，cal/mol 163.11 cp?1.39?0.00181(t?10)(6)表面张力 t，K σ，dyn/cm (7)凝固点 纯度，% t凝，℃ 76 －64 283.2 43.31 kJ/(kg??C)
303.2 40.28 313.2 38.97 323.2 37.89 333.2 36.80 293.2 41.55 84 －61 90 －58 100 －54.4 2．CO2在碳酸丙烯酯（PC）中地亨利系数 温度t，（℃） 亨利系数E×101.3－1kPa 25 81.13 26.7 81.7 37.8 101.7 40 103.5 50 120.8 3．CO2在碳酸丙烯酯（PC）中地溶解度数据(一)
0℃ p，atm 4.30 6.05 7.92 8.25 10.20 12.15 14.00 14.40 15.25 溶解度 23.6 34.9 48.6 48.2 61.9 79.1 94.3 94.9 107 p，atm 2.75 5.95 6.63 10.17 10.50 12.35 13.45 14.20 14.30 15.75 15℃ 溶解度 10.4 22.3 24.7 41.3 41.5 54.3 59.1 64.4 65.0 71.9 p，atm 2.82 3.05 3.20 16.00 6.23 8.65 8.90 10.33 11.15 12.95 14.65 15.80 25℃ 溶解度 8.5 9.2 9.7 19.0 19.2 28.5 29.0 32.6 37.4 44.1 54.4 58.5 p，atm 2.20 2.97 3.35 5.27 5.80 8.50 9.07 9.50 10.98 11.22 13.13 13.45 14.30 15.36 16.55 40℃ 溶解度 5.0 6.8 7.8 12.0 13.5 20.8 22.4 24.8 27.3 28.6 34.6 36.7 39.5 41.8 45.6 注：表中溶解度数据单位为STPm3CO2/m3PC.
4．CO2在碳酸丙烯酯（PC）中地溶解度数据(二)（单位为STPm3CO2/m3PC） －45℃ CO2分压，200mmHg 6.16 CO2分压，400mmHg 12.3 －30℃ 3.46 6.92 －10℃ 1.92 3.85 2 / 8
0℃ 1.45 2.90 15℃ 1.02 2.04 25℃ 0.82 1.63 40℃ 0.61 1.22 55℃ 0.47 0.93 个人收集整理 仅做学习参考
CO2分压，600mmHg CO2分压，700mmHg 18.5 10.4 13.2 5.79 7.32 4.35 5.51 3.06 3.88 2.44 3.09 1.83 2.32 1.40 1.77 5．以煤为原料地变换气中各组分在碳酸丙烯酯（PC）中地溶解度数据 CO2分压 MPa 0.37 0.50 0.63 H2分压 MPa 0.71 0.94 1.18 CO2 溶解度，STPm3CO2/m3PC 30℃ 40℃ 50℃ 10.35 9.27 7.85 13.8 12.42 10.24 17.2 14.7 12.91 N2分压 MPa 0.32 0.42 0.54 CO分压 MPa 0.06 0.08 0.10 CO 溶解度，STPm3CO/m3PC 30℃ 40℃ 50℃ 0.024 0.024 0.024 0.05 0.05 0.05 0.07 0.07 0.06 CH4分压 MPa 0.009 0.012 0.015 CH4 溶解度，STPm3CH4/m3PC 30℃ 40℃ 50℃ 0.02 0.02 0.02 0.025 0.025 0.025 0.024 0.024 0.024 H2 溶解度，STPm3H2/m3PC 30℃ 40℃ 50℃ 0.16 0.21 0.22 0.2 0.22 0.25 0.2 0.23 0.36 N2 溶解度，STPm3N2/m3PC 30℃ 40℃ 50℃ 0.18 0.2 0.22 0.29 0.29 0.3 0.39 0.4 0.4 6．CO2在碳酸丙烯酯（PC）中地溶解热 可近似按下式计算（以?HCO2表示）
?HCO2?4.59Bi?4.187KJ/kmol，Bi?676
7．其他物性数据可查化工原理附录、物理化学附录、或化学化工数据手册、化学工程手册、化工工艺设计手册等相关书籍.文档来自于网络搜索残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 五、课程设计指导说明 （一）设计方案及流程组织说明
现结合流程图说明吸收流程组织地基本思路.
1．基本考虑
在组织PC吸收CO2地工艺流程时必须考虑以下两个方面：
①PC要循环、原料气要回收使用.出于经济上地考虑，PC一定要循环使用，因此设计时必须考虑吸收与解吸地组合操作.PC吸收CO2为物理过程，因此选择较高地操作压力、较低地操作温度对吸收是有利地.为确保CO2地回收率和出塔净化气中CO2≤0.5％，宜采用气－液逆流吸收流程.为使PC溶剂循环使用，并充分回收解吸气中N2、H2和CO2等气体，将解吸过程分步解吸，构成三级解吸流程.第一级减压(0.405MPa绝)闪蒸，目地主要是回收难溶地H2、N2气；第二级常压解吸，目地主要是回收易溶地CO2；第三级空气气提解吸(现改为真空解吸以减少溶剂损耗)，目地是保证PC溶剂地再生质量并降低PC地消耗.此外，设置换热器，分离罐、贮槽、机泵等以构成完整地吸收流程.文档来自于网络搜索酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 ②采用变径塔.考虑到入塔气中CO2地浓度较高，经脱碳塔脱碳后，将有约28%地气体被PC吸收而进入液相，若采用等径塔结构，这将导致下塔气流量大而上塔气流量小，沿塔往上，操作地液气比逐渐增大，并且非常显著.若要同时满足塔各截面地喷淋密度，则PC地循环量大，动力消耗大，同时增大了解吸地负荷，也造成吸收塔设备投资不必要地增大.采用变径塔则能很好地解决这个问题.文档来自于网络搜索彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 2．工艺流程及说明
经过上述考虑后，PC吸收CO2可按图1所示流程组织，同学们也可根据自已地想法组织符合生产要求地工艺流程.图1中，由氢氮气压缩机来地约2.8MPa(绝)地变换气，经油分离器再次分离出气体中地油沫后，从脱碳塔底部进入，与塔上喷淋地碳酸丙烯酯(简称“碳丙”)贫液在填料层内逆流接触，变换气中大部分地CO2被碳丙溶液吸收，出脱碳塔地净化气(脱碳气CO2＜0.5%)，再经碳丙回收器，分离去除气
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