碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔的工艺设计

河南城建学院化学化工系《化工原理》课程设计指导教师：学生姓名：班级学号：201年月1一、《化工原理》课程设计目的、任务1.培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力2.培养学生在填料吸收塔、精馏塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。3.培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力4.培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力二、设计任务碳酸丙烯脂（PC）脱出CO2气体填料吸收塔设计三、设计条件1、混合气（变换气）处理量：45000Nm3/h2、进塔混合气体成分：原始数据表（均为体积%，下同)3、进塔吸收剂（碳酸丙烯酯PC）入塔浓度，自定；4、气液两相的入塔均选定为：30℃5、出塔净化气中CO2浓度＜0.6%6、操作压力：1.6MPa原始数据表进塔混合气体成分/体积%混合气处理量(Nm3/h)CO230,CO1.3,H246.2,N222.545000四、基础数据1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质正常沸点，（℃）蒸汽压×133.32-1Pa粘度，mPa·s分子量20430℃38℃20℃50℃102.090.10.242.761.62温度，（℃）015254055ρ（kg/m3）122412071198118411692.比热计算式C)kJ/(kg1000181.039.1tcp3.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度2温度t，（℃）2526.737.84050亨利系数E×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热可近似按下式计算（以2COHΔ表示）676187.459.4iiBBHKJ/kmol,2COΔ5.其他物性数据可查化工原理附录五、《化工原理》课程设计主要内容1、工艺及设备设计（1）设计方案和工艺流程的说明（2）填料吸收塔的工艺计算；吸收剂用量求取：最小吸收剂用量，吸收剂用量；操作线方程；填料塔径求取：选择填料，液泛速度，空塔气速，塔径及圆整，最小润湿速度求取及润湿速度的选取，塔径的校正；传质单元高度的求取；传质单元数的求取；填料层高度；单位填料层压降的求取；吸收塔高度计算；液体分布；再分布及分布器的选型；填料吸收塔的工艺流程图；（3）填料吸收塔设备设计填料吸收塔附属结构的选型与设计；全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。2、制图包括工艺流程图、设备图。3、编写设计说明书六、《化工原理》课程设计说明书的要求本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。各部分的具体要求如下：1、设计说明书内容与顺序（1）标题页：用粗体字写明设计题目；3（2）设计任务书；（3）绪论：设计任务的意义、设计结果简述；（4）装置流程图及其说明；（5）装置的工艺计算：物料余热量衡算，主要设备尺寸计算；（6）主要设备的材料选择；（7）结束语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；（8）文献一览。说明书必须书写工整、图文清晰。所有公式必须写明编号，符号必须注明意义和单位。2、设计图纸要求：（1）流程图本设计要求画“生产装置工艺流程图”一张，图纸大小为A3。本图应表示出装置或单元设备中所有的设备和机器，以线条和箭头表示物料流向，并以引线表示物料的流量、温度和组成等。设备以细实线画出外形并简略表示内部结构特征，大致表明各设备的相对位置。设备的位号、名称注在相应设备图形的上方或下方，或以引线引出设备编号，在专栏中注明个设备的位号、名称等。管道以粗实线表示，物料流向以箭头表示（流向习惯为从左向右）。辅助物料（如冷却水、加热蒸汽等）的管线以较细的线条表示。（2）设备图本设计要求画主要设备详图一张，图纸大小为A2。表示其结构形式、尺寸（表示设备特性的尺寸，如圆筒形设备的直径等）、技术特性等。设备图基本内容有：①视图：一般用主（正）视图、剖面图或俯视图表示主要设备结构形状；②尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸；③技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等；④标题栏：说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。图纸要求：投影正确、布置合理、线型规范、字迹工整。一、《化工原理》课程设计目的、任务1.培养学生查阅资料选用公式和搜索数据的能力2.培养学生在填料吸收塔、精馏塔设计时，既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想。43.培养学生能迅速准确的对填料塔进行工艺设计计算的能力4.培养学生能用简洁的文字清晰的图表来表达自己设计思想的能力二、设计任务碳酸丙烯脂（PC）脱出CO2气体填料吸收塔设计三、设计条件1、混合气（变换气）处理量：45000Nm3/h2、进塔混合气体成分：原始数据表（均为体积%，下同)3、进塔吸收剂（碳酸丙烯酯PC）入塔浓度，自定；4、气液两相的入塔均选定为：30℃5、出塔净化气中CO2浓度＜0.6%6、操作压力：1.6MPa原始数据表进塔混合气体成分/体积%混合气处理量(Nm3/h)CO230,CO1.3,H246.2,N222.545000四、基础数据1.碳酸丙烯酯（PC）的物理性质正常沸点，（℃）蒸汽压×133.32-1Pa粘度，mPa·s分子量20430℃38℃20℃50℃102.090.10.242.761.62温度，（℃）015254055ρ（kg/m3）122412071198118411692.比热计算式C)kJ/(kg1000181.039.1tcp3.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度温度t，（℃）2526.737.84050亨利系数E×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热可近似按下式计算（以2COHΔ表示）5676187.459.4iiBBHKJ/kmol,2COΔ5.其他物性数据可查化工原理附录五、《化工原理》课程设计主要内容1、工艺及设备设计（1）设计方案和工艺流程的说明（2）填料吸收塔的工艺计算；吸收剂用量求取：最小吸收剂用量，吸收剂用量；操作线方程；填料塔径求取：选择填料，液泛速度，空塔气速，塔径及圆整，最小润湿速度求取及润湿速度的选取，塔径的校正；传质单元高度的求取；传质单元数的求取；填料层高度；单位填料层压降的求取；吸收塔高度计算；液体分布；再分布及分布器的选型；填料吸收塔的工艺流程图；（3）填料吸收塔设备设计填料吸收塔附属结构的选型与设计；全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。2、制图包括工艺流程图、设备图。3、编写设计说明书六、《化工原理》课程设计说明书的要求本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。各部分的具体要求如下：1、设计说明书内容与顺序（1）标题页：用粗体字写明设计题目；（2）设计任务书；（3）绪论：设计任务的意义、设计结果简述；（4）装置流程图及其说明；6（5）装置的工艺计算：物料余热量衡算，主要设备尺寸计算；（6）主要设备的材料选择；（7）结束语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；（8）文献一览。说明书必须书写工整、图文清晰。所有公式必须写明编号，符号必须注明意义和单位。2、设计图纸要求：（1）流程图本设计要求画“生产装置工艺流程图”一张，图纸大小为A3。本图应表示出装置或单元设备中所有的设备和机器，以线条和箭头表示物料流向，并以引线表示物料的流量、温度和组成等。设备以细实线画出外形并简略表示内部结构特征，大致表明各设备的相对位置。设备的位号、名称注在相应设备图形的上方或下方，或以引线引出设备编号，在专栏中注明个设备的位号、名称等。管道以粗实线表示，物料流向以箭头表示（流向习惯为从左向右）。辅助物料（如冷却水、加热蒸汽等）的管线以较细的线条表示。（2）设备图本设计要求画主要设备详图一张，图纸大小为A2。表示其结构形式、尺寸（表示设备特性的尺寸，如圆筒形设备的直径等）、技术特性等。设备图基本内容有：⑤视图：一般用主（正）视图、剖面图或俯视图表示主要设备结构形状；⑥尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸；⑦技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等；⑧标题栏：说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。图纸要求：投影正确、布置合理、线型规范、字迹工整。1目录一、设计依据：.....................................................1二、基础数据.......................................................21.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度...............................22.PC密度与温度的关系...........................................33.PC蒸汽压的影响...............................................44.PC的粘度.....................................................45.工艺流程确定..................................................4三、物料衡算.......................................................51.各组分在PC中的溶解量.........................................52.雾沫夹带量Nm3/m3PC...........................................53.溶液带出的气量Nm3/m3PC........................................64.出脱碳塔进化气量：............................................65.计算PC循环量：...............................................66.验算吸收液中CO2残量为0.15Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量......77.出塔气体的组成：..............................................78.计算数据总表..................................................7四、热量恒算.......................................................91.混合气体的定压比热容pVC......................................92.液体的比热容pLC...............................................93.CO2的溶解热sQ...............................................104.出塔溶液的温度1LT............................................105.最终的衡算结果汇总...........................................11五、设备的工艺与结构尺寸的设计计算................................121．求取塔径....................................................132.核算操作气速.................................................133.核算径比....................................................134.校核喷淋密度..........................