催化裂化油浆

目录

一、设计条件-- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -2

二、设计计算

2.1萃取剂用量- - - - - - -- - - - - - - - - - -- - - - - - -- - - - - - -- - - - -2

2.2平均液滴尺寸- -- - --- -- - - - - - -- - - - - - -- - - - - - -- - -- - - -- -3

2.3液泛时各相的总空塔速度- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -- - - - - -3

三、塔径与内部装置尺寸- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4

四、相接触比表面积- - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - 5

五、塔高- - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - 5

六、澄清区尺寸- -- -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -8

萃取塔的设计

一、设计条件

设计用糠醛萃取油浆中的芳烃的转盘萃取塔，已知条件如下： 原料油浆的流量，28.8m 3/h （即0.008 m 3/s ）； 芳烃在油浆中的初始浓度，272.5kg/m 3; 芳烃在油浆中的最终浓度，20 kg/m 3; 芳烃在萃取剂糠醛中的初始浓度，10 kg/m 3; 萃取塔中的温度，80 0C

当浓度单位以kg/m 3;表示时,本设计中相平衡关系可用公式C 0=mC w +m 0 表示，其中，m=4.20，m 0=0。

二、设计计算

2.1萃取剂用量

由于油浆中的芳烃浓度较低，萃取过程中相浓度变化可以忽略，因此，所需芳烃的提取率为 η=1—

2

,1,w w C C =1—

5

.27220

=0.927 由相间平衡式和物料衡算可得萃取剂的最小用量 V 0，min =

1

,2,2

,1,20.4w w w w C C C V -η=

10

5.27220.45

.272008.0927.0-⨯⨯⨯

=0.00179 m 3/s=6.43 m 3/h

取萃取剂流量为57.6 m 3/h ，即0.016 m 3/s 。约为最小用量的8.96倍，比初始原料液流量大一倍。

芳烃在糠醛中的最终浓度为 C V ,2=Cv,1+

)1,2,(Cw Cw Vv Vw -=10+6

.578.28(272.5-20)=141.25 kg/m 3

2.2平均液滴尺寸

因为糠醛的用量较大，故用它作为分散相，由于芳烃的浓度低，计算所需各相的有关参数时，相应地取80 0C 的油浆和糠醛的性质，即ρc =965 kg/m 3,μ

c =23.21mP

∙s,σ=0.033N/m, ρd =1096.7

kg/m 3,

μd =0.9

mP ∙s,∆ρ=137.7 kg/m 3. D c =1.05⨯10-9 m 2/s,D d =2⨯10-9 m 2/s. 转盘萃取塔内部装置尺寸取下列关系

32=

D D p ;

43=D D p ;3

1

=D h 式中 D,p D ，h D 分别为塔径、转盘直径和固定环内经；h------每段高度。 取n p D =3.0m/s,且假定段数N 为20，则平均液滴尺寸为

d=16.7⨯

N g )(nD 0.230.28.00.9p 5

.03.0c c ρσμ

=16.7⨯23

.02.08.09.05

.03

.020

81.99653033.002321.0⨯⨯⨯⨯=4.85⨯ 310-m=4.85mm

2.3液泛时各相的总空塔速度

液泛时各相的总空塔速度为

（d c u u +）t =(1-4t ϕ+72t ϕ-43t ϕ)

式中 t ϕ-------液泛时的滞液率。当分散相与连续相的体积流量比 b=

c d

V V =57.6/28.8=2 时，其滞液率为

t ϕ=)1(4382b b b b --+=)21(42

32822-⨯-⨯+=0.432

T u ———液滴的特性速度，且T u =a 0u ,其中

a=

D D D p h +5

.022

⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-D h D D D h

=0.485

0u 为糠醛液滴在油浆中的自由沉降速度。对大液滴沉降速度的计算可利用下列经验关联式：

如果 2≤≤T 70，则Q=（0.75T ）78

.0；

如果 T>70 则Q=（22T ）42

.0

式中 Q=0.75+Re/P 15

.0; T=4∆ρgd

2P

15

.0/(3σ);

P=2c ρ3σ/(∆ρg μc

4

);

σ为相间张力。

代入已知数据算出尺寸为4.85mm 的糠醛液滴在油浆中的自由沉降速度0u 为7.94cm/s 。故液滴特性速度

T u = a 0u ,=0.485⨯7.94=3.85 cm/s 液泛时的总空塔速度 （d c u u +）t

=（1—4⨯0.432+7⨯0.4322—4⨯0.4323）⨯3.85

=0.985 cm/s =0.985⨯102-m/s

三、塔径与内部装置尺寸

最小可能塔径为

D min =t c d c d u u V V )()(4++π=2

10985.014.3)

016.0008.0(4-⨯⨯+=1.762m

取塔内径为1.8m ，则塔的各相空塔速度为 u 0=u d =0.63 cm/s; u w =u c =0.315 cm/s 各相的总速度约为液泛时各相总速度的96%。 萃取塔内部装置的主要尺寸为 p D =D(p D /D ）=1.2 m