碳酸丙烯酯脱碳填料塔工艺方案

1、设计说明书有些工程没完成如第九点

2、说明书里的参考文献格式要处理一下。

3、图的边框要画出来。

4、塔的尺寸标注有问题要改一下。

武夷学院

课程设计说明书

课程名称：化工原理课程设计

题目：碳酸丙烯酯脱碳填料塔设计

学生姓名：缪思思学号：20092061047

系别：环境与建筑工程系

专业班级：2009级应用化工技术

指导老师：刘俊劭

2018年11月

30000标准Nm3/合成氨碳酸丙烯酯

目录

碳酸丙烯酯

一、设计题目3

二、操作条件3

三、设计内容3

四、基础数据4

设计依据：5

一、计算前的准备5

1.CO2在PC中的溶解度关系5

2.PC密度与温度的关系6

3.PC蒸汽压的影响7

4.PC的粘度7

二、物料衡算7

1.各组分在PC中的溶解量7

2.溶剂夹带量Nm3/m3PC8

3.溶液带出的气量Nm3/m3PC8

4.出脱碳塔净化气量9

5.计算PC循环量9

6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量10

7.出塔气体的组成10

三、热量衡算11

1.混合气体的定压比热容11

2.液体的比热容12

3.CO2的溶解热13

4.出塔溶液的温度13

5.最终的衡算结果汇总14

四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算15

<一）确定塔径及相关参数15

五、填料层高度的计算17

六、填料层的压降25

七、附属设备及主要附件的选型25

1.塔壁厚25

2．液体分布器25

3．除沫器25

4．液体再分布器26

5．填料支撑板26

6．塔的顶部空间高度26

八、设计概要表 27

九、对本设计的评价 28参考文献28

化工原理课程设计任务书

碳酸丙烯酯

设计一座碳酸丙烯酯

二、操作条件

1.变换气组成为：CO

2：28.0；CO：2.5；H

2

：47.2；N

2

：22.3。<均为体积%，下同。其它

组分被忽略）；

2.要求出塔净化气中CO

2

的浓度不超过0.5%；

3.PC吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选；

4.气液两相的入塔温度均选定为30℃；

5.操作压强为1.6MPa；

三、设计内容

1.设计方案的简介及对设备形式进行论述优缺点。

2.填料吸收塔的工艺计算

3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算

4.填料吸收塔附属结构的选型与设计

5.塔的工艺计算结果汇总一览表

6.填料吸收塔与液体再分布器的工艺条件图

7.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。

四、基础数据

1.碳酸丙烯酯

2.比热计算式

3.CO

2

在碳酸丙烯酯

4.CO

2

在碳酸丙烯酯

5.其他物性数据可查化工原理附录。

设计依据

一、计算前的准备

吸收是利用各组分溶解度的不同而分离气体混合物的操作。混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体中而形成溶液，于是原组分的一分离。对与此题中的易溶气体是CO

2 。

变换气：30000Nm/h。

变换气组成及分压如下表

进塔变换气CO

2 CO H

2

N

2

合计

体积百分数，% 28.0 2.5 47.2 22.3 100

组分分压，MPa 0.448 0.040 0.755 0.357 1.600

组分分压，kgf/cm2 4.568 0.408 7.701 3.638 16.32

组分分压，atm 4.390 0.392 7.401 3.946 16.129

注：1 kgf/cm2=98.0665kpa,1Mpa=9.8 atm

CO2 在pc中的溶解度关系因为是高浓度气体吸收，故吸收塔内的溶解热映予考虑。现假设出塔气得温度与入塔液的温度相同，喂T=30C.出塔液的温度为T=40C，并取吸收饱和度<定义为出塔溶液浓度对其平衡浓度的百分数）为80%，然后利用物料衡算结合热量衡算验证上述温度假设的正确性。

有人关联出了CO在PC中的溶解的相平衡关系，因数据来源不同，关联式略有差异，如经验公式物理量单位

此处采用表中的关联式

2

浓度有

式中，102.09

为PC 的摩尔质量，kg/kmol 。1184为出塔液的密度<近似取纯PC 的密度），kg/m 。② PC 密度与温度的关系 PC 密度与温度的关系为：

30℃：

。 40℃:

③PC 的蒸汽压 查PC 理化数据4，PC 蒸汽压与操作总压及CO 2的气相分压比均很小，故可认为PC 不挥发。④PC 的粘度

mPa ·s

⑤其他物性将在后续计算中相继给出。

二、物料衡算

⑴.各组分在PC 中的溶解量

查各组分在操作压力为1.6MPa 、操作温度为40℃下在PC 中的溶解度数据，并取其相对吸收饱和度均为80%，将计算所得结果列于下表<亦可将除CO 2以外的组分视为惰气而忽略不计，而只考虑CO 2的溶解）：CO 2溶解量的计算如下：式中：1184为PC 在40℃时的密度，102.09为PC 的相对摩尔质量。 组分溶解度与溶解气体组成的体积分数

组分

CO 2 CO H 2 N 2 合计 组分分压，MPa 0.448 0.040 0.755 0.357 1.60 PC 3/m 3Nm 溶解度， 10.44 0.016 0.223 0.223 10.90 PC 3/m 3Nm 溶解量， 8.202 0.0128 0.1784 0.1784 8.5216 溶解气所占的百分数%

95.66

0.15 2.0935 2.0935 100

因为溶解气中CO2中占到了95.66%，其他气体在pc 中的溶解度很小，故可将除

CO 2

以外的组分视为惰性气体而忽略不计，而只考虑CO2的溶解吸收，即将多组分的

吸收简化为单组分的吸收问题。

说明：进塔吸收液中CO 2的残值取0.15 Nm 3/m 3PC ，故计算溶解量时应将其扣除。