设备工艺计算word版

设备工艺计算

3.1 乙醛贮罐(V0101)

3.1.1 用途

贮存原料乙醛。

3.1.2 设计依据

⑴操作压力0.103 MPa，操作温度＜20℃；

⑵乙醛进料量68750 kg/h ；

⑶贮存16小时的物料量；

ρ= 780 kg/m3（查于《石油化工基础数据手册》 P596）⑷

AA

⑸取装料系数为0.8；

⑹设备台数：2台。

3.1.3 设备计算及选型

每台贮存量=68750×8=550000kg；

=550000/780=705.13 m3

∴V

物料

则V

= 705.13 ×1.1=775.64m3

罐

∵ (1/6)πd3=775.64 ∴ d=17.55m ≈17.6 m

选取D为17.6 m的球形贮罐。

设备材质：16MnR

设备台数：2

3.2 氮气缓冲罐(V0102)

3.2.1 用途

稳定氮气压力。

3.2.2 设计依据

操作压力：0.4～0.45 MPa ；

设备体积：2 m3；

设备台数：1 台。

3.2.3 设备计算及选型

设d=1.2 m h= 1.4 m （不包括封头）

设备材质：A 3F 设备台数：1

3.3 氧气缓冲罐（V0103）设备计算

3.3.1 用途

稳定氧气压力

3.3.2 计算依据

操作压力：0.4～0.45 MPa; 设备体积：4 m 3;

设备台数：1 台。

3.3.3 设备计算及选型

可设d=1.4 m h= 2.2 m （不包括封头） （查于《化工工艺设计手册》第三版（下） P 5-224 ）

3.4 触媒循环泵（P0101）设备计算

3.4.1 用途

把循环催化剂输送到氧化塔低部。

3.4.2 设计依据

⑴ 循环催化剂体积流量F= 0.27 m 3/h ； ⑵ 操作温度40℃；

⑶ 平均密度

查《石油化工基础数据手册》 P 596～690，得到各物质的密度见表31 。

表31 40℃各物质的密度及组成

组分 Mn(Ac)2 水 甲酸 醋酸 丁烯酸 三聚乙醛 亚乙基二醋酸酯

密度, ㎏/m 3

838 992.2 1192 1026 1005 1179 1098 质 量 , %

1.19

1.02

0.27

97.00

0.15

0.20

0.17

ρ=∑i i x ρ= 838×1.19% + 992.2×1.02% + 1192×0.27% + 1026×97% +

1005×0.15% + 1179×0.20% + 1098×0.17% = 1024.26 kg/m 3

⑷ 出口段有90℃弯头6个，标准阀6个，回弯头16个，进口管长20 m , 换热器长20m ；

入口段有标准阀6个，止逆阀1个，90℃弯头9个； Z a =7.5m Z b =1.5m △Z=6m ，u a =u b

3.4.3 压头计算

H=（Z a －Z b ）+g P P b a ρ-+g

u u b

a 22

2-+h f ①

（1）体积流量为 7940.22÷1024.26=7.75m 3/h

且已知：P b =0.132 MPa P a =0.405 MPa △P=0.273 MPa

（2）进口段流速V=u A=4

π

u d 2

u =24d V

π=

36005.004.137.7542⨯⨯⨯ =1.10m/s Re=

μ

ρ

du =0.05×1.10×1024.26÷(0.895×10-3) =62943.35 >4000 ∴是

湍流

无缝钢管绝对粗糙度为0.05 mm ②

则相对粗糙度0.05/50=0.001 ∴λ=0.002 （柏拉修斯公式） ③ （3）出口段阻力计算:

设进口管长20 m E0103换热器长20 m

标准阀6个 le/d=300 90℃弯头6个 le/d=35 回弯头16个 le/d=75

压头损失:h f1= ④

= =0.001mH 2O

（4）入口段压头损失: 设进口管长10 m

标准阀6个 le/d=300（全） 止逆阀1个 le/d=100 90℃弯头9个 le/d=35

h f2=

h f2=1

.8925.005.005.71101002.002⨯⨯+⨯）（

=0.0006mH 2O

1

.8925.005.00.51604002.002

⨯⨯+⨯）（g u d l l e 2)

(2

∑+λg u d l l e 2)(2∑+λ

（5）进出口压力差

△P=0.273 MPa

△P/(ρg)=0.273×106/(1024.26×9.8)=27.20 mH2O （6）总压头计算：

H= h

f1+ h

f2

+△Z+△P/(ρg)=0.001+0.0006+27.20+6=33.2016 mH2O

3.4.4 选型

泵的选型见表32。

表32 40F-40泵相关参数

流量扬程转速电动机

功率

效率轴功率

允许吸上

高度

叶轮直径

7.2 m3/h39.5,m2960 r/min 4 kw35% 2.21 kw 6 m180 mm

设备材质：Cr18Ni12Mo2Ti

设备台数：2

注: ①②③④⑤查于《化工原理》夏清、陈常贵主编修订版上册 P53

3.5 氧化塔（R0101）设备计算

3.5.1 空塔气速

（1）计算依据

①工业用氧量288048.907 kg/h=9001.53 kmol/h

②含氮量280.510 kg/h=10.02 mol/h

③进氧总体积V

1

=(9001.53+10.02)×22.4=201858.68 m3/h

（2）尾气总量：

CO

2：75012.97 kg/h=1704.84 kmol/h O

2

：18851.84 kg/h=589.12

kmol/h

N

2

：164665.33kg/h=5880.90 kmol/h AA：5276.12kg/h=119.91kmol/h 尾气总千摩尔数=(1704.84+589.12+5880.90+119.91)=8294.77 kmol/h

V

2

=8294.77×22.4=185802.848 m3/h

塔内气流流量为V=(V

1+V

2

)/2=(201858.68+185802.848)/2=193830.764 m3/h