年产万吨苯乙烯生产 设计任务书 粗苯乙烯蒸馏塔_甲烷乙烯苯物理性质_甲烷乙烯乙炔苯的燃烧通式(3)

4.5 塔径的计算4.5.1 进料温度的计算根据工艺要求，进料选取进料为常压下的泡点进料，参考《化工原理》下，P92的泡点温度计算公式：通过试差计算，进料温度为135.1℃。4.5.2 计算塔顶的物质物性查《石油化工基础数据手册》得，塔顶在T=129.4℃下的物性见表4-11表4-11 塔顶各组分的物性分子式相对分子质量mol%液体密度g/cm3液体粘度mPa*s表面张力N/m乙苯106.1686.430.76720.24317.87苯乙烯104.144.910.81080.25319.83苯78.115.200.75740.19915.39甲苯92.143.460.76010.21416.33甲醇塔塔顶的平均相对分子质量MDMD=106.16×0.8643+104.14×0.0491＋78.11×0.0520+92.14×0.0346=104.12g/mol塔顶的气相密度PV塔顶的液相密度PL、PL=（0.7672×0.8643＋0.8108×0.0491＋0.7574×0.052+0.7601×0.0346）×1000=768.58kg/m3塔顶的液体粘度uLuL=0.243×0.8643＋0.253×0.0491＋0.199×0.0520＋0.214×0.0346=0.240mPa·s塔顶的气体流量WVV=(R+1)D=(8+1)×71.5789=644.2101kmol/hWV=V×MD=644.2101×104.12=67075.15kg/h塔顶的液体流量WLL=RD=8×71.5789=572.6312kmol/hWL=L×MD=572.6312×104.12=59622.36kg/h塔顶的物质性质汇总，见表4-12表4-12 塔顶物质性质汇总相对分子质量g/mol气体密度PV/（kg/m3)液体密度PL/（kg/m3)液体粘度UL/(mPa*m)气体流量WV/(kg/h)液体流量WL/(kg/h)表面张力mN/m104.123.15768.580.24067075.1559622.3617.784.5.3 计算塔釜的物质物性查《石油化工基础数据手册》得，塔釜在T=224℃下的物性见表4-13表4-13 塔釜各物质的物性分子式Mol%相对分子质量液体密度g/cm3液体粘度mPa*s表面张力mN/m乙苯0.26106.160.66310.1418.96苯乙烯97.37104.140.71190.16310.88焦油2.33520.70.95471.69816.94阻聚剂0.04184.110.72400.19810.89甲醇塔塔釜的平均相对分子质量MWMW=106.16×0.0026＋104.14×0.9737＋184.11×0.0004＋520.7×0.0233=113.88g/mol塔釜的气相密度PV塔釜的液相密度PL、PL=(0.6631×0.0026+0.7119×0.9737+0.9547×0.0233＋0.7240×0.0004）×1000=717.50kg/m3塔釜的液体粘度uLuL=0.141×0.0026＋0.163×0.9737＋1.698×0.0233＋0.198×0.0004=0.199mPa·s塔釜的气体流量WVV'=(R+1)D=(8+1)×71.5789=644.2101kmol/hWV=V'×MW=644.2101×113.88=73362.65kg/h塔釜的液体流量WLL'=RD+F=8×71.5789+119.5362=692.1674kmol/hWL=L'×113.88=692.1674×113.88=78824.02kg/h8.96×0.0026＋10.88×0.9737＋16.94×0.0233+10.89×0.0004=11.02塔釜的物质性质汇总，见表4-14表4-14 塔釜的物质性质汇总相对分子质量g/mol气体密度PV/（kg/m3)液体密度PL/（kg/m3)液体粘度UL/(mPa*m)气体流量WV/(kg/h)液体流量WL/(kg/h)表面张力mN/m113.882.79717.500.19973362.6578824.0211.024.5.4 全塔的物质物性全塔的气相密度全塔的液相密度全塔的液体粘度全塔的气体流量全塔的液体流量全塔的物质性质汇总，见表4-15表4-15 全塔的物质性质汇总气体密度PV/（kg/m3)液体密度PL/（kg/m3)液体粘度UL/(mPa*m)气体流量WV/(kg/h)液体流量WL/(kg/h)表面张力mN/m2.97743.040.219570218.9069223.1914.44.5.5 空塔气速计算精馏段的气、液相体积流率为 取板间距HT=0.45查《化工原理》下册P129图10-42，得 =0.081取泛点百分率为0.8，则空塔气速为=0.80.8×1.20=0.96m∕s单流塔板取堰长lw=0.7D查《化工原理》下册P127图10-40弓形降液管的宽度与面积D=m按标准塔径园整后为 D=3.0m塔截面积为 溢流管面积气体通过有效面积un=6.5674÷6.465=1.016m/s校验实际泛点百分率4.5.6 塔高计算-实际塔板数-人孔数-塔顶空间高度-设人孔处的板间距-进料板处板间距-塔底空间高度-封头-裙座N=108 S=19取塔体总高：4.6 流体力学校核取堰长出口堰高降液管底隙高度筛孔孔间距参考《化工原理》下P128式10-24开孔率筛孔数筛孔气速4.6.1 板压降校核干板压降取板厚δ=3mmδ/=3/6=0.5查《化工原理》下册P132图10-45得=0.74u0=10.08m/s所以（b）板上液层阻力参考《化工原理》下册P132式10-31参考《化工原理》下册P133式10-34查《化工原理》下册P134图10-48得E=1.03所以m查《化工原理》下册图10-46得液层充气系数=0.58板压降本设计为常压塔，对板压降无特殊要求，所以合适4.6.2 液沫夹带量的校核参考《化工原理课程设计》P113式3-36：液沫夹带量（kg液/kg气）：塔板上鼓泡层的高度根据经验，满足要求4.6.3 溢流液泛条件校核参考《化工原理》下P133式10-33：发泡系数，一般物系中=0.5参考《化工原理》下P111式10-8降液管内的清液高度为已知参考《化工原理》下P134式10-38降液管阻力满足条件，不会发生溢流液泛4.6.4 液体在降液管内停留时间的校核参考《化工原理》下P134式10-39满足条件，不会发生严重的气泡夹带4.6.5 漏液点校核参考《化工原理课程设计》P114式3-34、参考《化工原理课程设计》P114式3-38实际孔速稳定系数表明塔板具有足够的弹性。

5 苯乙烯塔工艺5.1 苯乙烯塔温度的计算5.1.1 T102塔顶温度计计算已知塔顶压力为101.325KPa，气相组成见表5-1表5-1 T102塔顶气相组成序号组份mol%1乙苯0.272阻聚剂0.013苯乙烯99.72取温度为140℃计算，塔顶各组分的气相分压见表5-2表5-2 140℃时塔顶气相分压摩尔分数xi饱和蒸汽压/KpaKiKixi乙苯0.0027112.1111.10650.0030苯乙烯0.997288.1110.86960.8672阻聚剂0.000111.3790.11230求和0.8702取温度为150℃计算，塔顶各组分的气相分压表5-3表5-3 150℃时塔顶各组分分压摩尔分数xi饱和蒸汽压/KpaKiKixi乙苯0.0027144.7751.42880.0039苯乙烯0.9972114.8491.13351.1303阻聚剂0.000116.8810.16660求和1.1342数据来源于《石油化工基础数据手册》因为yi/Ki=1介于140℃和150℃之间假设各物质在140℃-150℃的饱和蒸汽压随温度变化为线性变化（内插法）则1℃对应于Kixi的变化为：（1.1342－0.8702）÷10=0.0264所以相对于140℃而言温度变化为：（1－0.8702）÷0.0264=4.9塔顶温度TD=140＋4.9=144.95.1.2 T102塔釜温度计算本次设计中，为了便于计算，采用多设计一块理论板，而不再将再沸器看做一块理论板计算，即假定再沸器只提供热量使液体气化，而不再改变相平衡。

如图1所示，本发明的用氯化钴溶液制备结晶氯化钴过程中蒸汽利用的工艺方法，首先 将氯化钴溶液从蒸发前液储罐泵入到蒸发前液高位槽，用第一换热器内的蒸汽对蒸发前液高 位槽内的氯化钴溶液进行预热至6(tc，然后将预热后的氯化钴溶液放入蒸发釜内，通入蒸汽 对蒸发釜内的氯化钴溶液加温，蒸发釜真空度为-o. 07mpa，温度为85'c，蒸发结束后将余下 的氯化钴溶液放入至结晶釜内进行结晶流程。用氯化钴溶液制备结晶氯化钴过程中蒸汽利用的工艺方法，其特征是首先将氯化钴溶液 从蒸发前液储罐泵入到蒸发前液高位槽，用第一换热器内的蒸汽对蒸发前液高位槽内的氯化 钴溶液进行预热至50 — 7(tc，然后将预热后的氯化钴溶液放入蒸发釜内，通入蒸汽对蒸发釜 内的氯化钴溶液加温，蒸发釜真空度为-0.06 — 0mpa，温度为80 — 9(tc，蒸发结束后将余下 的氯化钴溶液放入至结晶釜内进行结晶流程。权利要求1用氯化钴溶液制备结晶氯化钴过程中蒸汽利用的工艺方法，其特征是首先将氯化钴溶液从蒸发前液储罐泵入到蒸发前液高位槽，用第一换热器内的蒸汽对蒸发前液高位槽内的氯化钴溶液进行预热至50—70℃，然后将预热后的氯化钴溶液放入蒸发釜内，通入蒸汽对蒸发釜内的氯化钴溶液加温，蒸发釜真空度为-0.06—0mpa，温度为80—90℃，蒸发结束后将余下的氯化钴溶液放入至结晶釜内进行结晶流程。

(2)将所述液体通入精馏塔中进行精馏，塔顶得到三乙胺，塔底得到塔釜液。[0009](2)将所述液体通入精馏塔中进行精馏，塔顶得到三乙胺，塔底得到塔釜液。塔釜温度控制是采用加热蒸汽流量与塔釜温度进行串级控制来实现的，影响塔釜温度的主要因素是物料进入再沸器后带走的热量，而再沸器的热量是由进入塔釜的蒸汽所提供的，因此，塔釜的温度可以通过调节进入再沸器的蒸汽流量来控制的，同时引入进料流量进行前馈控制，以此来实现对塔釜的温度控制，由于蒸汽的加入量对塔的其他参数如塔压影响很大，为了保证塔的安全，这里增加一个条件判断，当塔压在安全范围内用蒸汽流量和温度串级控制，当塔压过高时采用塔压控制的方法，使塔压降下来，以保证塔设备的安全。

查《石油化工基础数据手册》、《物理化学（下）》进料各物质的属性，见表6-1表6-1 各组分的比热容组份进料流量kmol/h出料流量kmol/h(300k)比热榕Cp/(kJ/kmol*k)(600k)比热榕Cp/(kJ/kmol*k)乙苯123.978461.9892129.19235.99甲烷4.12346.603035.6452.35水蒸汽1096.18601096.186037.8237.82苯乙烯055.7903122.95220.34乙烯03.719343.7371.48苯03.719381.82157.44甲苯02.4796104.04194.10氢气053.310714.6314.63原料带入热量：产品带出热量：主反应：C6H5CH2CH3 →C6H5C2H3+ H2117.8kJ/mol副反应: C6H5CH2CH3→ C6H6 ＋ C2H4105kl/molC6H5CH2CH3 ＋ H2 → C6H5CH3 ＋ CH4 -54.4kJ/mol反应放热：热损失：反应器移热：6.2 热交换器E-101的热负荷利用反应器出来的高温气体把物料从25 oC（液）加热到350 oC（气），计算如下：（1）把原料从25 oC（液）加热到136.2 oC（液）所需热量Q1CP1=185.60 kJ/kmol oC,CP2=35.64kJ/kmol oC。

Q1=（123.9784×185.60+4.1234×35.64）×（136.2－25）=2575097.21kJ/h（2）把乙苯从136.2 oC（液）转化为136.2 oC（气）所需热量Q2先查136.2 oC乙苯气化潜热，△H=36050kJ/kmol再计算Q2=n△H=123.9784×36050=4469421.32kJ/h (3)把原料从136.2 oC（气）加热到350 oC（气）所需热量Q3 CP1=189.50kJ/kmol oC,CP2=44.07kJ/kmol oCQ3=(123.9784×189.50+4.1234×44.07)×（350-136.2）=5061848.63kJ/hQ=Q1+Q2+Q3=2575097.21+4469421.32+5061848.63=12106367.16kJ/hnCP=61.9892×235.99+6.603×52.35＋1096.186×37.82＋55.7903×220.34＋3.7193×71.48＋3.7193×157.44＋2.4796×194.10＋53.3107×14.63=70837.74kJ/oC600-170.9=429.1oC6.3 加热炉F-101热负荷把物料从350oC（气）加热到600 oC（气）。