2019年碳酸丙烯酯PC脱碳填料塔的设计77348939.doc

一、概述：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，于是原组分的一部分气体分离。

对与此题中的易溶气体是CO2。

依题意：年工作日以330天，每天以24小时连续运行计，合成氨原料气处理量为23500m3/ h。

变换气组成及分压如下表表变换气的组成及分压工业上脱除二氧化碳的方法主要有物理吸收法，化学吸收法，物理化学吸收法。

本次设计是小合成氨厂原料气中二氧化碳的脱除，化学吸收法对工人素质要求较高，因此采用物理吸收法。

物理吸收法适合于CO2分压较高，净化度要求低的情况，再生时不用加热，只需降压或汽提，总能耗比化学吸收法低，但CO2分离回收率低，在脱CO2前需将硫化物去除。

物理吸收是利用原料气中的溶质(CO2)在吸收剂中的溶解度较大而除去的方法。

一般吸收采用高压及低温，解吸时采用减压或升温，减压解吸所需再生能量相当少。

此法的关键是选择优良的吸收剂。

所选的吸收剂必须对CO2的溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、无毒性、性能稳定。

典型的物理吸收法有加压水洗法、N2甲基吡咯烷酮法、低温甲醇法、碳酸丙烯酯法(Flour 法)等。

碳酸丙烯酯法是碳酸丙烯酯为吸收剂的脱碳方法。

碳酸丙烯酯对CO2、H2S的溶解度较大，具有溶解热低、黏度小、蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、无腐蚀等优点。

此法CO2的分离回收率较高，能耗低已得到小合成氨厂的广泛应用，经过各种方法的比较，最后选择用碳酸丙烯酯法吸收二氧化碳。

二、生产流程说明碳酸丙烯酯脱碳工艺流程一般由吸收、闪蒸、汽提（即溶剂再生）和气相中带出的溶剂回收等部分组成。

（见下图）参考[4]吸收过程：由氮氢压缩工段来的约1.6MP a的变换气，经油分离器再次分离气体中的油沫后，从脱碳塔底部进入，变换气与塔中喷淋的碳酸丙烯酯液逆流接触，变换气中大部分的二氧化碳被碳酸丙烯酯溶液吸收，出脱碳塔的净化气中含CO2<1.1%.再经碳酸丙烯酯回收器、碳酸丙烯酯分离器除去气体中夹带的碳酸丙烯酯雾沫后送出工段去氮氢气压缩工段。

碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料吸收塔课程设计任务书一、设计任务某厂以天然气为原料生产合成氨，选择碳酸丙烯酯(PC)为吸收剂脱除变换气中的CO2，脱碳气供合成氨下一工段使用。

试设计一座碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔。

二、操作条件1．合成氨原料气量（30000+200X）m3 /h【X代表学号最后两位数】2．变换气组成为：CO2 28%；CO 2.5%；H2 49.5%；N2 16.5%；CH4 3.5%。

(均为体积%，下同。

其它组分被忽略)；3．要求出塔净化气中CO2的浓度不超过0.5%；4．PC吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选；5．气液两相的入塔温度均选定为30℃；6．操作压强为2.8MPa；三、设计内容1．设计方案的确定及工艺流程的说明；2．填料吸收塔的工艺设计；(1) 塔填料选择；(2) 吸收塔塔径计算；(3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算；(4) 吸收塔诸接管口径计算；(5) 主要设计参数核算；3．填料吸收塔主要附属内件选型主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等。

4．附属尺寸确定附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等。

5．填料塔高度计算6．主要附属设备的计算与选型计算贫液冷却器的换热面积，确定吸收剂循环泵的型号。

7．塔的工艺计算结果汇总一览表；8．工艺流程简图和主体设备工艺条件图；9．对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。

(4)密度与温度的关系C)kJ/(kg )10(00181.039.1p ︒⋅-+=t c(6)表面张力(7)凝固点2．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的亨利系数3．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度数据(一)注：表中溶解度数据单位为STPm 3CO 2/m 3PC 。

4．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度数据(二)（单位为STPm 3CO 2/m 3PC ）5．以煤为原料的变换气中各组分在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度数据6．CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解热可近似按下式计算（以2CO H ∆表示）676KJ/kmol 187.459.42CO =⨯=∆i i B B H ，7．其他物性数据可查化工原理附录、物理化学附录、或化学化工数据手册、化学工程手册、化工工艺设计手册等相关书籍。

化工原理课程设计目录化工原理课程设计任务书-------------------------------------------------------------------2 摘要-----------------------------------------------------------3 前言-----------------------------------------------------------4 第一节概述---------------------------------------------------5 第二节塔填料的选择-------------------------------------------5 第三节吸收操作中的气液平衡-----------------------------------6 一气液平衡数据-------------------------------------------6 二平衡线方程---------------------------------------------6 第四节填料吸收塔的工艺计算-----------------------------------7 一物料衡算与操作线方程-----------------------------------7 ㈠物料衡算--------------------------------------------7㈡操作线方程------------------------------------------7 二最小吸收剂用量与吸收剂用量-----------------------------7 ㈠最小吸收剂用量--------------------------------------7㈡吸收剂用量------------------------------------------8 三塔径计算-----------------------------------------------8 ㈠泛点气速uf与塔径D的计算---------------------------8㈡塔径的圆整------------------------------------------10㈢填料塔喷淋密度的校核--------------------------------10 四填料层高度的计算---------------------------------------10 ㈠有效比表面积α-------------------------------------11w㈡填料层高度和塔高------------------------------------11 第五节费用的计算---------------------------------------------12 一吸收塔塔体和平台扶梯年折旧及维修费用-------------------12 二吸收塔填料年折旧费用-----------------------------------14 三离心泵年折旧和维修费用及操作费用-----------------------14 四风机年折旧和维修费及操作费用---------------------------19 五吸收剂费用---------------------------------------------21 第六节校核---------------------------------------------------23 一塔直径与塔中填料直径之比-------------------------------23 二液体喷淋密度-------------------------------------------23 三强度校核-----------------------------------------------23 ㈠筒体材料的厚度计算----------------------------------24㈡封头厚度计算----------------------------------------24㈢塔体的强度与稳定计算--------------------------------24⑴填料层高度---------------------------------------24⑵塔的高度-----------------------------------------24㈣质量载荷计算----------------------------------------24⑴塔体与裙座的质量---------------------------------24⑵人孔、法兰、接管等附件的质量---------------------24⑶内构件的质量-------------------------------------24⑷保温层材料的质量---------------------------------24⑸扶梯、平台的质量---------------------------------25⑹操作时塔内物料质量-------------------------------25⑺充水质量-----------------------------------------25⑻塔器操作质量-------------------------------------25⑼塔器的最大质量-----------------------------------25⑽塔器的最小质量-----------------------------------25 ㈤塔体的风载荷和风力矩--------------------------------25⑴风力矩的计算公式---------------------------------25⑵总弯矩的计算-------------------------------------26⑶塔的看自振周期计算-------------------------------26⑷地震载荷的计算-----------------------------------26㈥塔体的强度与稳定校核--------------------------------27⑴塔体危险截面的轴向应力计算-----------------------27⑵载体危险截面抗压强度及轴向稳定性计算-------------27㈦裙座的强度和稳定计算、校核--------------------------28㈧水压试验时塔的强度和稳定性验算----------------------28⑴水压试验时塔体1-1截面的强度校核-----------------28⑵水压试验时裙座底部0-0截面强度和轴向稳定要求-----28㈨基础环板的设计--------------------------------------29⑴基础环板内外径的确定-----------------------------29⑵基础环板厚度的设计-------------------------------29㈩地脚螺栓的设计--------------------------------------29第七节小结---------------------------------------------------30第八节优化程序与运行结果-------------------------------------30符号说明-------------------------------------------------------36参考文献-------------------------------------------------------39化工原理课程设计成绩单-----------------------------------------40化工原理课程设计任务书化工学院化学工程与工艺专业07-1 班学生夏剑锋设计题目：碳酸丙烯酯(PC)脱除合成氨原料气中CO2填料塔的设计设计时间：2010.05.10～2010.05.29指导老师：刘雪霆老师设计任务及操作条件：1.合成氨原料气量55000 Nm3/h。

碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料吸收塔课程设计任务书一、设计任务某厂以天然气为原料生产合成氨，选择碳酸丙烯酯(PC)为吸收剂脱除变换气中的CO2，脱碳气供合成氨下一工段使用。

试设计一座碳酸丙烯酯(PC)脱碳填料塔。

二、操作条件31．合成氨原料气量（30000+200X ）m /h【X 代表学号最后两位数】2．变换气组成为：CO2 28% ；CO 2.5% ；H2 49.5%；N2 16.5%；CH4 3.5%。

(均为体积%，下同。

其它组分被忽略)；3．要求出塔净化气中CO2 的浓度不超过0.5%；4．PC 吸收剂的入塔浓度根据操作情况自选；5．气液两相的入塔温度均选定为30℃；6．操作压强为 2.8MPa；三、设计内容1．设计方案的确定及工艺流程的说明；2．填料吸收塔的工艺设计；(1) 塔填料选择；(2) 吸收塔塔径计算；(3) 吸收塔填料层高度和填料层压降计算；(4) 吸收塔诸接管口径计算；(5) 主要设计参数核算；3．填料吸收塔主要附属内件选型主要附属内件包括初始液体分布器、液体再分布器、填料支承板、填料压板、除雾器、气体入塔分布器等。

4．附属尺寸确定附件包括塔顶空间、塔底空间、人孔、裙座、封头和进出管口等。

5．填料塔高度计算6．主要附属设备的计算与选型计算贫液冷却器的换热面积，确定吸收剂循环泵的型号。

7．塔的工艺计算结果汇总一览表；8．工艺流程简图和主体设备工艺条件图；9．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（PC）(1)分子式：CH3CHOCO 2CH2(2)结构式：CH3 —CH —OC = O CH2—O(3)物理性质1－1正常沸点，（℃）蒸汽压×133.32Pa 粘度，mPa·s 分子量204 30℃38℃20℃25℃40℃50℃0.1 0.24 2.76 2.58 1.916 1.62102.9(4)密度与温度的关系温度，（℃）0 15 25 40 55 100 （kg/m3）1224 1209 1198 1184 1169 1122(5)比热容值与比热容计算式t，K 302.7 313.7 322.6 332.1C p，cal/mol 163.11 164.80 170.07 175.16c p 1.39 0.00181( t 10) kJ/(kg C)(6)表面张力t，K 283.2 293.2 303.2 313.2 323.2 333.2 σ，dyn/cm 43.31 41.55 40.28 38.97 37.89 36.80(7)凝固点纯度，% 76 84 90 100 t 凝，℃－64 －61 －58 －54.4 2．CO2 在碳酸丙烯酯（PC）中的亨利系数温度t，（℃）25 26.7 37.8 40 50－1亨利系数E×101.3kPa 81.13 81.7 101.7 103.5 120.8 3．CO2 在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度数据(一)0℃15℃25℃40℃p，atm 溶解度p，atm 溶解度p，atm 溶解度p，atm 溶解度4.30 23.6 2.75 10.4 2.82 8.5 2.205.06.5 34.9 5.95 22.3 3.05 9.2 2.97 6.87.92 48.6 6.63 24.7 3.20 9.7 3.35 7.88.25 48.2 10.17 41.3 16.00 19.0 5.27 12.0 10.20 61.9 10.50 41.5 6.23 19.2 5.80 13.5 12.15 79.1 12.35 54.3 8.65 28.5 8.50 20.8 14.0 94.3 13.45 59.1 8.90 29.0 9.07 22.414.40 94.9 14.20 64.4 10.33 32.6 9.50 24.815.25 107 14.30 65.0 11.15 37.4 10.98 27.315.75 71.9 12.95 44.1 11.22 28.614.65 54.4 13.13 34.615.80 58.5 13.45 36.714.30 39.515.36 41.816.55 45.63CO2/m3PC。

碳酸丙烯酯脱碳填料塔的工艺设计引言碳酸丙烯酯（PMMA）是一种常见的工程塑料，广泛应用于建筑、汽车、电子设备等行业。

脱碳过程是生产PMMA过程中不可或缺的环节，用于去除PMMA中残留的溶剂和有机杂质，提高PMMA的纯度和质量。

本文将介绍碳酸丙烯酯脱碳填料塔的工艺设计，包括脱碳原理、填料塔结构、操作参数等内容。

脱碳原理碳酸丙烯酯脱碳是利用物料之间的物理性质差异，通过气体-液体相接触和传质的方式实现的。

主要通过将有机溶剂和有机杂质从气相吸附到液相来实现脱碳效果。

脱碳填料塔是实现该过程的核心设备。

填料塔结构脱碳填料塔是由塔壳、填料层、液泵、气动装置、仪表控制等组成。

下面将对每个组成部分进行介绍：1.塔壳：塔壳是填料塔的主体结构，通常由碳钢或不锈钢制成。

塔壳内部应有适当的液位控制装置。

2.填料层：填料层是用于增大气液接触面积的部分，常用的填料材料有球状填料、环状填料等。

填料层的设计应确保充分的接触面积和适宜的液相停留时间，以达到较好的脱碳效果。

3.液泵：液泵被用于将脱碳剂从塔底送至填料层顶部，以维持一定的液位和液流速度。

液泵的选型需考虑到流量、压力及介质特性等因素。

4.气动装置：气动装置通常包括气体供应系统、排气系统等，用于输送气体并控制填料塔内的气流速度。

5.仪表控制：仪表控制用于监测和调节填料塔的操作参数，例如液位、流量、温度等，以保证脱碳过程的稳定运行。

操作参数在设计填料塔的过程中，需要确定一些重要的操作参数来保证脱碳过程的效果和安全性。

以下是一些常用的操作参数：1.液流速度：液体在填料层中的流速是决定脱碳效果的重要参数之一。

通常，较高的液流速度有助于增加液相与气相的接触面积，但太高的液流速度可能导致过分剧烈的波动和失效。

2.气流速度：气体在填料层中的流速也是影响脱碳效果的关键参数。

合适的气流速度能够帮助提高气液传质速率，但过高的气流速度可能导致床层液流动失稳和填料塔压降的增加。

3.温度：温度是影响脱碳速率和效果的重要因素之一。

碳酸丙烯酯法脱碳工艺工程设计(DOC 66页)部门： xxx时间： xxx制作人：xxx整理范文，仅供参考，勿作商业用途设计说明脱碳工段是合成氨工程中必不可少的工段之一，二氧化碳吸收塔和溶液再生塔是脱碳过程中不可缺少的塔设备。

本文权衡众多合成氨脱碳方法之利弊，最终选择碳酸丙烯酯脱碳法。

首先进行工艺流程分析并根据工艺参数及有关标准进行二氧化碳吸收塔和解析塔内的物、热量衡算；其次就二氧化碳吸收塔、溶液再生塔等设备利用物理吸收机理、传质传热方程、溶液物性数据等方面的知识进行塔体的总体结构设计和计算，设计出二氧化碳吸收塔的塔径为 3.4m，塔高为30m，由于解吸塔塔径过粗，使用两塔进行解吸，两塔各操作条件相同，塔径为 2.4m，填料层高度为16m，然后对二氧化碳吸收和解吸塔进行了必要的强度校核；最后对脱碳工段车间结构布置进行合理的设计。

本设计作为理论上的准备工作，为分析工艺流程、设备设计上存在的问题、确定问题的根源、提出解决问题的合理方案准备了充分的理论依据。

关键词：碳酸丙烯酯法；脱碳工艺；工程设计Design elucidationDecarbonizing section is one of the absolutely necessary sections in the Synthetic Ammonia, and the Carbon dioxide absorption tower and the solution regeneration tower are indispensable tower equipment in the Synthetic Ammonia.This paper tradeoff advantages and disadvantages of much approach to decarbonization, propylene carbonate (PC) decarboniza-tion are selected finally. The technological process was analyzed, and the material and heat was balanced according to parameters and relevant standards firstly. The tower body general structure was designed calculation by using physical absorption Mechanism, mass transfer and heat transfer equation, solution -physical data stc secondly.The diameter of absorption tower is 3.4m, the height of tower is 30m, And then the strength of the Carbon dioxide absorption tower is ecked. The decarbonizing section structural arrangement was reasonable design finally. As the theoretical preparation work, this designing prepare sufficient theoretical basis for people to analysis the problems of technological process, equipment design, determined root of problems, posing reasonable plan to solve problems.Keywords:Decarbonization process; Carbon dioxide removal with PC method; Proeess design目录设计说明 (I)Design elucidation (II)主要符号说明 (i)1引言 (1)2概述 (3)2.1 氨的发现与制取 (3)2.2 氨的用途 (3)2.3我国合成氨工业的发展情况 (4)2.4 合成氨生产的典型流程 (4)2.5 脱碳在合成氨中的作用和地位 (5)3工艺流程的确定 (7)3.1脱碳方法概述 (7)3.2净化工序中脱碳方法 (7)3.2.1化学吸收法 (7)3.2.2物理吸收法 (9)3.2.3物理化学吸收法 (11)3.2.4固体吸附 (11)3.3碳酸丙烯酯（PC）法脱碳工艺基本原理 (11)3.3.1PC法脱碳技术国内外现状 (11)3.3.2发展过程 (12)3.3.3技术经济 (12)3.3.4碳酸丙烯酯法脱碳工艺条件的确定 (12)3.3.4操作压力的确定 (13)3.3.5工艺流程 (13)4 吸收塔的工艺设计 (15)4.1设计依据 (15)4.1.1碳酸丙烯酯（PC）的物理性质 (15)4.1.2比热计算式 (15)4.1.3 CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度 (15)4.1.4 CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热 (15)4.1.5运行时间 (16)4.2计算依据 (16)4.2.1 CO2在PC中亨利系数数据 (16)4.2.2 PC密度与温度的关系 (17)4.2.3 PC蒸汽压的影响 (18)4.2.4 PC的粘度 (18)4.2.5工艺流程确定 (18)4.3物料衡算 (19)4.3.1各组分在PC中的溶解量 (19)4.3.2溶剂夹带量 (20)4.3.3溶液带出的气量 (20)4.3.4出脱碳塔净化气量 (21)4.3.5计算PC循环量 (21)4.3.6出塔气体的组成 (21)4.4计算数据总表 (22)4.4.1混合气体的定压比热容 (23)4.4.2液体的比热容 (24)4.4.3.CO2的溶解热 (24)4.4.4出塔溶液的温度 (24)4.5 设备计算 (25)4.5.1 物性数据 (25)4.5.2 脱碳塔泛点速度计算 (28)4.5.3 脱碳塔塔径计算 (29)4.5.4 填料层高度计算 (30)4.6 辅助设备设计 (33)4.6.1液体分布装置 (33)4.6.2 填料支承装置 (34)4.6.3液体再分布装置 (35)4.6.4气体分布器 (35)4.6.5床层限制板 (35)4.6.6 裙座及人孔 (36)4.7塔体强度校核 (36)4.7.1筒体强度校核 (36)4.7.2 封头设计 (37)4.7.3 塔裙座高度 (38)4.7.4 塔体载荷计算 (38)4.7.5 接管管径计算 (40)5 解吸塔的工艺设计 (41)5.1 确定解吸塔塔径及相关参数 (41)闪蒸过程的物料恒算 (41)5.1.1求取解析塔操作气速 (41)5.1.2求取塔径 (42)5.1.3核算操作气速 (43)5.1.4核算径比 (43)5.1.5校核喷淋密度 (43)5.2 填料层高度的计算 (43)5.2.1建立相应的操作线方程和向平衡方程 (43)5.2.2利用两线方程求取传质推动力 (44)5.2.3传质单元数的计算 (45)5.2.4气相总传质单元高度 (45)5.2.5塔附属高度 (49)5.2.6填料层压降计算 (49)5.2.7初始分布器和再分布器设计 (51)5.2.8气体分布器 (52)5.2.9丝网除沫器 (52)6 车间布置 (53)6.1 车间布置要考虑的问题 (53)。

小氮肥设计技术""!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!"碳酸丙烯酯!!""脱碳填料塔的物热衡算傅家新!长江大学化学与环境工程学院湖北荆州#$#%&$"&%%’年第&(卷第$期无论是以固体原料或以烃类原料制氨#经")变换后得粗原料气中均含有一定数量的")&$某些用于制取合成氨原料气的含烃气体!如天然气%焦炉气等"本身就含有较多的")&&为了将原料气加工成纯净的*&和+&#必须将这些")&从粗原料气中除去&此外#")&还是生产尿素%纯碱%碳铵等产品的原料#而且还可以将其加工成干冰用于其他部门&因此#从粗原料气中分离并回收")&尤为重要&工业上把脱除")&的过程称为’脱碳(&目前#工业脱碳的方法很多#其中碳酸丙烯酯!!""脱碳在中小合成氨厂被广泛采用#现针对碳丙脱碳塔进行物热衡算#为碳丙脱碳塔的工艺结构设计作准备&,----计算依据!,"每吨氨耗变换气近似取#-&./0$!12!"!简记为#-&./+0$变换气34氨#下同"$!&"变换气组成为)")&)&/5%$"))&5’$*&)#.5&$+&)&&5$!均为体积6#下同&其它组分被忽略"$!$"要求出塔净化气中")&的浓度不超过%5’6$!#"!"吸收剂的入塔浓度根据操作情况选取$!’"气液两相的入塔温度均选定为$%7$!("操作压强为&5/8!9$!."年工作日$$%:#每天&#;连续运行&&<---计算前的准备依照)年工作日以$$%:#每天以&#;连续运行计#有$$%=&#>.<?&%;#此处按/<%%%;@9计算&合成氨)!#%<%%%4@9"@!/<%%%;@9">’5%4@;变换气)#<&./+0$变换气@4氨&变换气的组成见表,&摘要结合典型实例#针对中小型合成氨厂脱碳工艺对脱碳塔进行物热衡算#为脱碳塔的工艺结构设计和指导生产提供量化的依据&关键词碳酸丙烯酯脱碳填料塔物热衡算表,<<变换气的组成及分压项目体积百分数!6"&/5%&5’#.5&&&5$,%%组分分压!8!9"%5./#%5%.%,5$&,<(%5(&#<#&5/%%!ABC@D0&E 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&8&(.7+K!!8*+&!8&41++)7(E+48)!/0,2:!10,$2式中#+&!8&4$$$$2的摩尔质量%?D1?0>@&++)7($出塔溶液的密度!近似取纯$2的密度"%?D10,’!8!7777$2的密度与温度的关系$2密度与温度的关系#LE+!!7,8,J +8&,!A !*"式中#A $温度%M &N $密度%?D10,’,&O #P Q+E++4R!?D10,&,5S #T Q!E++)7(?D10,!8,7777$2的蒸气压查$2理化数据知%$2蒸气压于操作总压及2:!的气相分压相比均很小%故可认为$2不挥发’!8*7777$2的粘度@>DUEJ &8)!!F +)585BJ +5,8+0$%8V!5"B 为热力学温度%C ’!857777其它物性将在计算中相继给出’,7777物料衡算,8+7777各组分在$2中的溶解量查各组分在操作总压为!8)#$%(操作温度为,5W 下在$2中的溶解度数据%并取相对吸收饱和度均为)&X %将计算所得结果列于表!’因溶解气中的2:!占到了4.8,(X ’其它气体在$2中的溶解度很小%故也可将除2:!以外的组分视为惰气而忽略不计%而只考虑2:!的溶解吸收%即将多组分的吸收简化为单组分吸收的问题’说明#进塔吸收液中2:!的残值取&8!7/0,170,$2%故计算的实际溶解量时应将其扣除’其他组分本身溶解度就很小%经解吸后的残值完全可被忽略’2:!溶解量的计算如下#前已算出,5Y 时2:!在$2中的平衡溶解度#<2:!E+48)!7/0,170,$2$2对2:!的实际溶解能力为#+48)!Z &8)J &8!E+58.5.7/0,170,$2,8!7777溶剂夹带量以&8,7/0,170,$2计%各组分被夹带的量如下#2:!#&8,[&8!)E&8&)*7/0,170,$22:#&8,\&8&!5E&8&&(757/0,170,$2;!#&8,]&8*(!E&8+*+7.7/0,170,$2/!#&8,^&8!!,E&8&..R4R/0,1R0,$2,8,RRRR 溶液带出的气量为夹带量与溶解量之和2:!#&8&)*_+58.5.E+58(*&/0,1R0,$2RRRRRRR458&(H 2:#&8&&(R5_&8&!4R!E&8&,.R(R/0,1R0,$2RRRR&8!!H 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"3"!!/1’.&3++#@A7@6IJ溶解气的质量流量#$/+"03&R!!3.S.&3++#’++/0##3!@A78带出气体的总质量流量#+"+30E++/0##3!’++/1#$34@A78&3/0////验算吸收液中:;!残量为"3!56&76&9:时净化气中:;!的含量取脱碳塔阻力降为"3#@AT7U6!<则塔顶压强为!13#.#/0,"3#’!13".#/0@AT7U6!$此时:;!的分压为#9:;!’!13".#/0V"3""#’"3+."/!/@AT7U6!与此分压呈平衡的:;!液相浓度为#W 式!+"X/JIAYUI !’JIA"3+."/!E $..3!#&"13+#,.3++!’,!31."YUI !’"3""+/..#@6IJ:;!7@6IJ9:////////////////’"3""+/..#Z!!3.+"!3"47+/+4!///////////////’"3&0156&:;!76&9:["3!56&:;!76&9:式中#+/+4!为吸收液在塔顶&"\时的密度$近似取纯9:液体的密度值%计算结果表明$要使得出塔净化气中:;!的浓度不超过"3#]$则入塔吸收液中:;!的极限浓度可达"3&01/56&7/6&9:$本设计取值正好在其所要求的范围之内$故选取值满足要求%&31////出塔气体的组成出塔气体的体积流量应为入塔气体的体积流量与9:带走气体的体积流量之差%:;!#!+/&4"^"3!1,+#30._&0#30’0#3$1!56&7/8//////"3#"]//:;#!+/&4"‘"3"!#,"3"&$/0a&0#30’#!"34$!56&78///&3.&]//b !#!+/&4"c "3.0!,"3&&./!d &0#30’4//40"3#!+56&78///$#30&]//5!#!+/&4"e"3!!&,"3..#/.f&0#30’.//$"!3$0+56&78//&"3&.]//////////////////////////////////////////////////+#/+$431&$56&78//+""3""]出塔气的平均摩尔质量#C !’..g"3""#E!1h "3"&./&E!i"3$#0/&E!1j"3&"&/.’+"344@A/7/@6IJ出塔气的质量流量#=%!’+#/+$431k!!3.l +"344’0/..!30@A78./////热量衡算在物料衡算中曾假设出塔液相的温度为&#m<出塔气相的温度为&"n $现通过热量衡算对出塔溶液的温度进行校核$看其是否为&#o!出塔气相的温度本身变化不大$且其焓值相对较小$温升引起的焓变可不预考虑"%否则$应调整出塔液相的温度&溶剂吸收饱和度和溶剂循环量$以使热量衡算得到的结果与物料衡算所作的假设大致相等或完全一致%/表&////各气体组分定压比热容公式中的温度系数组分定压比热容pq U r :9+!&"s ":9!!&#t ":;!.30!1+30#.u+",!,+3&&1v+",#.3"40w+",4134!47&03&1134#+7&03.1:;03&0&,"3&"0x+",!$3$$!y+",$,&3"&0z+",4$34$47!43+1$3407!43+1b !$3.1&!3!+#{+",&,&3!41|+",$+31!$}+",4$34"!7!134"$34".7!134+5!03..","3&!.~+",!$3. +",$,!304 +",4$34$17!43+1$34$17!43+1温度系数$傅家新!碳酸丙烯酯"!"#脱碳填料塔的物热衡算第#期$%&’’’’混合气体的定压比热容"!(因难以查到真实气体的定压比热容$好在气体的压力并非很高$故可借助理想气体的定压比热容公式近似计算%理想气体的定压比热容! ")*+,*-.*/-0*/1-2*/#3其温度系数如表4%表中"!的单位为"50,675896&:’7;5<75896’&=>进出塔气体的摩尔比热容")(&+!")*?*’’’’’’+#@%#ABC%1A-1D%&AEC%C1F-1A%DC ’’’’’’’’’’’’’’’’GC%$@1-1D%&AHC%114’’’’’’+4&%4$5<75896&I")(1+!")*?*’’’’’’+4@%$AJC%CCF-1D%&AKC%C4L’4-1A%D&’’’’’’’’’’’’’’’’MC%NF@’4-1D%&AOC%4C4’$’’’’’’’’’’’’’’+1D%C$5<75896&P$%1’’’’液体的比热容"!Q溶解气体占溶液的质量分率!"&F%NFNR11%L’SL#%&C&&A’@’’’+C%C1F;&’&A@为#FT纯!"的密度’其量很少$因此可用纯!"的密度替代溶液的密度"其它物性亦如此’%文献查得纯!"的定压比热容!"!Q+&%#D-C%CC&’A&"UV&C’5<75W&X"N’据此算得!"!Q&+&%L#F5<75W&YZ’’’’’’’’’’’’’’’’’’"!Q1+&%L1N5<75W&[L%4’’’’"\1的溶解热]^文献查得_‘"\1+&L’NFL’5W75896"\1"实验测定值’"\1在!"中的溶解量为&F%NFNa4@F%@+F’AA1b847c+1N1%N58967c故]^+&L’NFLd1N1%N+4’AL@’DFN%@’5<7cL%L’’’’出塔溶液的温度/Q&全塔热量衡算有!带入的热量"](&-]Q1’-溶解热量"]^’+带出的热量"](1-]Q&-](夹’’’’’’’’’](&+(&")(&"/(&V/C’+1&’4DC11%Le4&%4Lf4C+AD@’AC@’’5<7c]Q1+Q1")Q1"/Q1V/C’+"$$N’DFN-&$@%N’g&%$1Nh4C+&D’CA$’4&1’’5<7c]^+4’A$@’DFN%@’’5<7!######"######$c’’’’’’’’](1+(1")(1"/(1V/C’+&F’&ND%A11%$i1D%C$j#C+FAD’DD@’’5<7c’]Q&+Q&")Q&"/Q&V/C’+LF@’AFA%Ak&%L#F/Q&+NF@’C1@%L’’/Q&5<7c](夹+&&1%@11%Ll#&%#L"/Q&V/C’+&F@%@#’’/Q&!#######"#######$’’’’’’’’式中!Q&+LLF’DFN-&L@%N-&&’@FF%1’’’’’’’’’’’’’’+LF@’AFA%Am<7c热量平衡!AD@’AC@-&D’CAL’#&1-#’AL@’DFN%@’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’+FAD’DD@-NF@’&AF/Q&’’’’’’’’/Q&+#F%#Nn ](夹+F’F@N%A5<7c]Q&+AD@’AC@-&D’CAL’4&1-4’AL@’DFN%@’’’’’’’’’’’’’’’’V FAD’DD@V F’F@N%A+14’14L’FC15<7c 与假设接近$可以接受%若要使计算值与假设值完全相等$需重新试差重复上述物料衡算与热量衡算的步骤$直至满足要求为止$此项工作可在计算机上完成$本文不再作重新调整计算% L%F’’’’最终的衡算结果汇总输入项入塔气及其组成"4Co’(&+1&’4DCb847c+&D’1DN%A5W7c](&+AD@’AC@5<7c’’’’p&+1C%1CA ’’’’"\1’’’’’’’’"\’’’’’’’’’’’’‘1’’’’’’’’’’’’b1’’’’’’’’’’b847c’F’DAD%1’’’F4L%@F’’’&C’CDN%CA’’L’@ND%D@’’’1&’4DC 1A%C’’’’’’’’’’1%F’’’’’’’’’’L@%1’’’’’’’’’’’11%4’’’’’’’’’&CCq 入塔液及其组成"#Cr’Q1+LLF’DFN-&L@%N+LLN’&C#%N5W7c]Q1+&D’CAL’#&15<7c"\1’’’’’’’’’’’"\’’’’’’’’’’’’’‘1’’’’’’’’’’’b1’’’’’’’’’b8#7c @F%&L’’’’’’’’’V’’’’’’’’’’’’’’V’’’’’’’’’’’’’V’’’’’’’’’’’@F%&L ’’V’’’’’’’’’’’’’’V’’’’’’’’’’’’’’V’’’’’’’’’’’’’V"\1的溶解热("\1+F’AA1b8#7c+&&’FF#%A5W7c]^+&L’NFLs1N1%N+#’AL@’DFN%@t*+LNF’LCC5W7c’’’’]*+1#’A#C’CCC5<7c输出项出塔气及其组成"u#Cv’(1+&F’&ND%Ab’847c+@’LL1%@5W7c](1+FAD’DD@5<7c’’’’p1+&C%DD"下转第&N页’@小氮肥设计技术!上接第!页"""""""""#$%""""""""#$"""""""""""&%""""""""""""’%""""""""""""’()*+,!-./-,,,-%0.12,,,1,1!03-,,,,4,20%.!,,,,,5-,5!0,0.-,,,,,,,).4),,,,,,,,,2-.!),,,,,,)0.)4,,,,,,5006出塔液及溶解气组成!)-7"859442:50).2;55"!--.%94-!"/-/./<=>+859%):%)4:-0%<@>+::::A B 94)C55-#$%::::::::::#$:::::::::::&%::::::::::::’%::::::::::’()>+:::::::-://-.2:::::::55.0:::::::!5.-:::::::::5)1.%::::::2:50!.)12.)!:::::::0.5/:::::::5.5!:::::::::::%.%/:::::::5006出塔液夹带气组成!)-D "E 夹955%.!’()>+9505C!<=>+E 夹9-:-!2C/<@>+::::A 夹9%0C%0/#$%::::::::::#$:::::::::::&%::::::::::::’%::::::::::’()>+)5C-2::::::%C/%::::::::-)C%::::::::%-C5:::::::::55%C!:%/C0:::::::%C-::::::::::4!C%::::::::%%C):::::::::500GH 0942-:400<=>+::::?09%):/)0:000<@>+-::::结论!5"通过对脱碳填料塔的物热衡算知#碳丙脱碳为高浓度$多组分$非等温的物理吸收过程IJ#除了要吸收#$%外#对其它气体亦有不同程度的溶解吸收作用#因#$$&%$’%等气体在J#中的溶解度比#$%小得多!其总量不到-6"#故可近似认为该过程为单组分的物理吸收过程#这样可以将多组分吸收的计算问题简化为单组分吸收的计算#所致误差工程上可以接受%!%"#$%在J#中溶解热不能被忽略#因此#在吸收塔内存在一个温度分布#在塔的各个截面上#其相平衡常数各不相同#塔内的温度分布可通过物热衡算算出%!)"在衡算的过程中#虽然作出了一些简化假设#但衡算的结果与生产实际基本相符#可以作为吸收塔和解吸塔设计的计算依据%参考文献5:::::陈伍平主编.:无机化工工艺学合成氨.:化学工业出版社%:::::沈浚主编.:化肥工学丛书合成氨.:化学工业出版社#%005#-%!K-)%)::::王师祥编.:小型合成氨厂生产工艺与操作.::化学工业出版社!收稿日期&%00-L 04M 5%"N MNO""MN M """NP 5P %M N%00-年第%2卷式中的Q 5和Q %分别为两离子的电荷#P 为两离子间距离#R 为系数%由上式可见#两离子的引力与它们之间距离的平方成反比%由于一般总是P 5SP %#因此#某一阳离子总是可能比包围它的某一水隅极子的正极端受器壁吸引的可能性小%即使当水流出除垢器$离开静电场之后#由于改变后的水分子结构逐渐松弛#恢复到处理前状态需要一定时间!称’松弛时间("#在松弛时间内#上述那种有序排列的分子结构仍然保持%就是说#阳离子不可能在器壁聚集$附着#它们即使与阴离子靠近#由于各有水隅极子群的包围#也不能产生化学结合#从而防止换热器列管水垢生成%%.)::::静电水处理器除垢原理与实践经过静电场处理后#水中将释放少部分氧%对于无垢的新系统来说#释放的氧将在器壁生成氧化膜#防止腐蚀%而对于已经结垢的系统#释放的氧将破坏分子之间的电子结合力#改变其晶体结构#使坚硬垢变为疏松软垢#加上通过静电场处理#将增大水隅极子的偶极距#增强其与盐类离子的水合能力#从而提高水垢的溶解速率)这样使积垢逐渐剥蚀#乃至成碎屑$碎片脱落#达到除垢的目的%%.4::::静电水处理器杀菌灭藻的原理水在静电场的激活作用下产生大量的’自由(电子#这些’自由(电子被$%吸收后易生成$%M 和&%$%等物质使微生物细胞壁破裂#使原生质流出而死亡%安装静电水处理器后#储水池及凉水塔都没有了藻类植物#而在没有安装静电水处理器以前#储水池及凉水塔都有很多藻类植物#凉水塔周围有水溅到的地方#每年都有很多藻类植物#由此可见#静电水处理器杀菌灭藻效果明显%)::::结论换热器的结垢是化肥企业经常碰到的问题#并且也是难于解决的问题%它对换热器的性能影响较大#采用静电水处理器技术彻底解决了换热器列管结垢的问题#而且不损伤列管#对提高换热器的性能和经济效益有重要作用%!收稿日期&%00-M 04M )0"图-::::水偶极子和离子与管壁间的引力52。

目录1 概述 (2)2 工艺说明 (2)2.1 工艺简介 (2)2.2 物料性质 (2)2.3 工作温度 (3)2.4 工作压力 (3)2.5 尺寸参数 (3)2.6 其他说明 (3)3 机械设计 (3)3.1 材料选择 (3)3.2 结构设计 (3)3.3 设计计算 (3)3.3.1 设计参数 (3)3.3.2 塔径的计算 (3)3.3.3 填料层高度的计算 (4)3.3.4 气体和液体的进出口直径 (4)3.3.5 封头厚度的计算 (4)4 零部件选型 (5)4.1 填料支承装置 (5)4.2 液体喷淋装置 (5)4．3 液体再分布装置 (5)4.4 填料压板和床层限制板 (5)4.5 填料卸出口 (5)5 总结 (6)6 参考文献 (7)1 概述本次课程设计是关于化工机械和设备一次过程考核，目标是借助工具书完成满足工艺需求的化工机械和设备设计或选型，是对化工机械和设备这门课的学习的一次总结，能够更好地学习这门课程，让我们课堂上所学知识应用于实践，提高综合应用理论知识分析、解决实际问题的能力。

而完成这次课程设计我们需要查阅相关资料，更好地提升了我们的自主学习得能力。

而此次的课程设计目标是通过查阅各种资料阅读各种文献来设计出一项有利于工业生产的作品。

而我们要通过小组的共同协商作业，查阅相关资料以及经过周密计算按照工业设计的基本格式要求来完成这次的设计。

此次的设计内容包括工艺参数的确定、材料的选择和结构的确定、相关计算、零部件选型等。

2 工艺说明2.1 工艺简介在合成氨生产中，由于制气原料主要碳和含碳化合物，经制气和一氧化碳变换后，变换气中除含有对氨合成有用的氢气等，同时还含有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、硫化氢等对氨合成有害的杂质组分。

在这些杂质组分中又以二氧化碳的含量最高。

如在生产过程中，不及时将二氧化碳从变换气中除去，将会使后续工序无法正常进行。

脱除原料气中大量二氧化碳的方法主要分为三大类：化学吸收法、物理化学法和物理吸收法。

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<PC）脱碳填料塔设计目录碳酸丙烯酯<PC）脱碳填料塔设计工艺设计任务书3一、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51.CO2在PC中的溶解度关系52.PC密度与温度的关系63.PC蒸汽压的影响74.PC的粘度7二、物料衡算71.各组分在PC中的溶解量72.溶剂夹带量Nm3/m3PC83.溶液带出的气量Nm3/m3PC84.出脱碳塔净化气量95.计算PC循环量96.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量107.出塔气体的组成10三、热量衡算111.混合气体的定压比热容112.液体的比热容123.CO2的溶解热134.出塔溶液的温度135.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251.塔壁厚252．液体分布器253．除沫器254．液体再分布器265．填料支撑板266．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<PC）脱碳填料塔的工艺设计一、设计题目设计一座碳酸丙烯酯<PC）脱碳填料塔二、操作条件1.变换气组成为：CO2：28.0；CO：2.5；H2：47.2；N2：22.3。

<均为体积%，下同。

其它组分被忽略）；2.要求出塔净化气中CO2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。

化工课程设计任务书一、设计题目填料塔的设计碳酸丙烯酯吸收烟道气中CO2二、设计任务1、处理能力：1500m3/h；2、进料组成：CO含量13%（体积），其余视为空气；23、工艺要求：回收率为92%；4、操作条件：压强0.6MPa,吸收温度30℃。

5、设备型式：填料塔三、设计内容1、设计法案的确定和流程说明；2、填料塔的工艺设计；3、填料塔的结构设计；4、填料塔的强度设计；5、其他主要设备的选型。

四、设计要求1、设计说明书一份；2、设计图纸：a、工艺流程图一张（采用AutoCAD绘制）；b、主要设备总装配图一张（A1）；3、答辩。

五、设计完成时间目录设计任务书 (1)引言 (2)1.设计方案的确定 (2)2.填料的类型与选择 (2)3.填料塔的物热衡算 (4)3.1 计算依据 (4)3.2 计算前准备 (4)3.3.物料衡算 (7)3.4 热量衡算 (8)4.填料塔工艺尺寸的计算 (10)4.1塔径的计算 (10)4.2 填料层高度计算 (13)4.3填料层压降的计算 (20)5.填料塔内件的类型与设计 (21)5.1 填料支承设计 (21)5.2 填料压紧和限位装置 (24)5.3 液体分布器 (24)5.4 液体再分布器 (26)5.5 接管 (26)6．塔体的强度及稳定性计算 (27)6.1 塔设备设计应考虑的载荷 (27)6.2 设计条件 (27)6.3 塔体封头厚度计算 (28)6.4 风载荷及风弯矩的计算 (31)6.5 地震载荷的计算 (34)参考文献 (37)设计小结 (38)附：设备总装配图一张工艺流程图一张引言碳酸丙烯酯(简称碳丙，缩写PC)脱碳技术，是利用PC这一极性有机溶剂对CO2，H2S等多种酸性气体的特殊亲和力，来选择性脱除有关气体中的酸性组份，PC脱碳属典型的物理过程，具有能耗低、工艺流程简单、运行可靠等优点，因此很快得以普及和推广。

目前，国内已有l5O余家工厂应用PC法脱碳(大多为中小型氨厂)，包括替代水洗脱碳、配尿素、配磷铵、联碱等类型，其开工装置数为MDEA 法、NHD法脱碳总和的数倍。

合成氨碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔的工艺设计学校上海工程技术大学专业环境工程48000t/a合成氨碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计目录碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计工艺设计任务书 4 一、设计题目4二、操作条件4三、设计内容4四、基础数据5设计依据： (6)一、计算前的准备 (6)1.CO2在PC中的溶解度关系 (6)2.PC密度与温度的关系 (7)3.PC蒸汽压的影响 (8)4.PC的粘度 (8)二、物料衡算 (8)1.各组分在PC中的溶解量 (8)2.溶剂夹带量Nm3/m3PC (9)3.溶液带出的气量Nm3/m3PC (9)4.出脱碳塔净化气量 (10)5.计算PC循环量 (10)6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量 (11)7.出塔气体的组成 (11)三、热量衡算 (12)1.混合气体的定压比热容pV C (12)2.液体的比热容pL C (13)3.CO2的溶解热s (14)4.出塔溶液的温度T (14)1L5.最终的衡算结果汇总 (15)四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 (16)（一）确定塔径及相关参数 (16)五、填料层高度的计算 (18)六、填料层的压降 (26)七、附属设备及主要附件的选型 (26)1.塔壁厚 (26)2．液体分布器 (26)3．除沫器 (26)4．液体再分布器 (27)5．填料支撑板 (27)6．塔的顶部空间高度 (27)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（PC）脱碳填料塔的工艺设计一、设计题目44000设计一座碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔，要求年产合成氨46000t/a。

二、操作条件1.每吨氨耗变换气取4300Nm3变换气/ t氨；2.变换气组成为：CO2：28.0；CO：2.5；H2：47.2；N2：22.3。

（均为体积%，下同。

毕业设计碳酸丙烯酯（PC）脱碳填料塔设计目录化工原理设计任务书 3一、设计目的 3二、设计任务 3三、设计条件 3四、基础数据 4五、设计内容 (5)一、计算前的准备 (6)1.CO2在PC中的溶解度关系 (6)2.PC密度与温度的关系 (7)3.PC蒸汽压的影响 (8)4.PC的粘度 (8)二、物料衡算 (8)1.各组分在PC中的溶解量 (8)2.雾沫夹带量Nm3/m3PC (9)3.溶液带出的气量Nm3/m3PC (9)4.出脱碳塔净化气量 (10)5.计算PC循环量 (10)6.验算吸收液中CO2残量为0.15 Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量 (8)7.出塔气体的组成 (11)三、热量衡算 (12)C (12)1.混合气体的定压比热容pVC (13)2.液体的比热容pLQ (14)3.CO2的溶解热sT (14)4.出塔溶液的温度1L5.最终的衡算结果汇总 (15)四、设备的工艺与结构尺寸的设计计算 (16)1.确定塔径及相关参数 (14)五、填料层高度的计算 (18)六、填料层的压降 (26)七、附属设备及主要附件的选型 (24)八，塔总高计算 28九、设计概要表 29十、对本设计的评价与总结 28 参考文献 (28)+化工原理课程设计任务书一、《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：40000 Nm3/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进塔变换气CO2 CO H2 N2 合计体积百分数,% 29.0 1.5 47.2 22.3 100组分分压，MPa 0.464 0.024 0.755 0.357 1.600组分分压，kgf/cm2 4.735 0.245 7.701 3.638 16.319原始数据表四、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204 30℃38℃20℃50℃102.09 0.1 0.24 2.76 1.62温度，（℃）0 15 25 40 55ρ（kg/m 3） 1224 1207 11981184 11692.比热计算式()C)k J/(k g ︒⋅-+=1000181.039.1t c p3.CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解度温度t ，（℃） 25 26.7 37.8 40 50 亨利系数E ×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO 2在碳酸丙烯酯（PC ）中的溶解热 可近似按下式计算（以2CO H Δ表示）()676187.459.4=⨯=i i B B H KJ/kmol,2CO Δ5.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。

化工原理课程设计目录化工原理课程设计任务书-------------------------------------------------------------------2 摘要-----------------------------------------------------------3 前言-----------------------------------------------------------4 第一节概述---------------------------------------------------5 第二节塔填料的选择-------------------------------------------5 第三节吸收操作中的气液平衡-----------------------------------6 一气液平衡数据-------------------------------------------6 二平衡线方程---------------------------------------------6 第四节填料吸收塔的工艺计算-----------------------------------7 一物料衡算与操作线方程-----------------------------------7 ㈠物料衡算--------------------------------------------7㈡操作线方程------------------------------------------7 二最小吸收剂用量与吸收剂用量-----------------------------7 ㈠最小吸收剂用量--------------------------------------7㈡吸收剂用量------------------------------------------8 三塔径计算-----------------------------------------------8 ㈠泛点气速uf与塔径D的计算---------------------------8㈡塔径的圆整------------------------------------------10㈢填料塔喷淋密度的校核--------------------------------10 四填料层高度的计算---------------------------------------10 ㈠有效比表面积α-------------------------------------11w㈡填料层高度和塔高------------------------------------11 第五节费用的计算---------------------------------------------12 一吸收塔塔体和平台扶梯年折旧及维修费用-------------------12 二吸收塔填料年折旧费用-----------------------------------14 三离心泵年折旧和维修费用及操作费用-----------------------14 四风机年折旧和维修费及操作费用---------------------------19 五吸收剂费用---------------------------------------------21 第六节校核---------------------------------------------------23 一塔直径与塔中填料直径之比-------------------------------23 二液体喷淋密度-------------------------------------------23 三强度校核-----------------------------------------------23 ㈠筒体材料的厚度计算----------------------------------24㈡封头厚度计算----------------------------------------24㈢塔体的强度与稳定计算--------------------------------24⑴填料层高度---------------------------------------24⑵塔的高度-----------------------------------------24㈣质量载荷计算----------------------------------------24⑴塔体与裙座的质量---------------------------------24⑵人孔、法兰、接管等附件的质量---------------------24⑶内构件的质量-------------------------------------24⑷保温层材料的质量---------------------------------24⑸扶梯、平台的质量---------------------------------25⑹操作时塔内物料质量-------------------------------25⑺充水质量-----------------------------------------25⑻塔器操作质量-------------------------------------25⑼塔器的最大质量-----------------------------------25⑽塔器的最小质量-----------------------------------25 ㈤塔体的风载荷和风力矩--------------------------------25⑴风力矩的计算公式---------------------------------25⑵总弯矩的计算-------------------------------------26⑶塔的看自振周期计算-------------------------------26⑷地震载荷的计算-----------------------------------26㈥塔体的强度与稳定校核--------------------------------27⑴塔体危险截面的轴向应力计算-----------------------27⑵载体危险截面抗压强度及轴向稳定性计算-------------27㈦裙座的强度和稳定计算、校核--------------------------28㈧水压试验时塔的强度和稳定性验算----------------------28⑴水压试验时塔体1-1截面的强度校核-----------------28⑵水压试验时裙座底部0-0截面强度和轴向稳定要求-----28㈨基础环板的设计--------------------------------------29⑴基础环板内外径的确定-----------------------------29⑵基础环板厚度的设计-------------------------------29㈩地脚螺栓的设计--------------------------------------29第七节小结---------------------------------------------------30第八节优化程序与运行结果-------------------------------------30符号说明-------------------------------------------------------36参考文献-------------------------------------------------------39化工原理课程设计成绩单-----------------------------------------40化工原理课程设计任务书化工学院化学工程与工艺专业07-1 班学生夏剑锋设计题目：碳酸丙烯酯(PC)脱除合成氨原料气中CO2填料塔的设计设计时间：2010.05.10～2010.05.29指导老师：刘雪霆老师设计任务及操作条件：1.合成氨原料气量55000 Nm3/h。

碳酸丙烯酯脱碳技术脱除合成变换气中的二氧化碳的方法大致可分为：物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法。

碳酸丙烯酯这一物理吸收法脱除变换气中的二氧化碳。

现将其应用情况总结如下。

1碳酸丙烯酯脱碳的原理利用在同样压力、温度下，二氧化碳、硫化氢等酸性气体在碳酸丙烯酯中的溶解度比氢、氮气在碳酸丙烯酯中的溶解度大得多来脱除二氧化碳和硫化氢。

而且二氧化碳在碳酸丙烯酯中溶解度是随压力升高和温度的降低而增加的，所以，在较高的压力下，碳酸丙烯酯吸收了变换气中的二氧化碳等酸性气体，在较低的压力下二氧化碳能从碳酸丙烯酯溶液中解吸出来，使碳酸丙烯酯溶液再生，重新恢复吸收二氧化碳等酸性气体的能力。

2工艺流程2.11气体流程2.1.1原料气流程由压缩机三段送来2.3MPa1的变换气首先进入水洗塔底部与水洗泵送来的水在塔内逆流接触，洗去变换气中的大部分油污及部分硫化物，并将气体温度降到30℃以下，同时降低变换气中饱和水蒸汽含量。

气体自水洗塔塔顶出来进入分离器，自分离器出来的气体进入二氧化碳吸收塔底部，与塔顶喷淋下来的碳酸丙烯酯溶液逆流接触，将二氧化碳脱至工艺指标内。

净化气由吸收塔顶部出来进入净化气洗涤塔底部，与自上而下的稀液（或脱盐水）逆流接触，将净化气中夹带的碳酸丙烯酯液滴与蒸气洗涤下来，净化气由塔顶出来后进入净化气分离器，将净化气夹带的碳酸丙烯酯雾沫进一步分离，净化气由分离器顶部出11来回压缩机四段入口总管。

2.1.12解吸气体回收流程由闪蒸槽解吸出来的闪蒸气进入闪蒸气洗涤塔，自下而上与自上而下的稀液逆流接触，将闪蒸气夹带的液滴回收下来。

闪蒸气自闪蒸气洗涤段出来后进入闪蒸气分离器，将闪蒸气夹带的碳酸丙烯酯液滴进一步分离下来，闪蒸气自分离器顶部出来送碳化，脱除二氧化碳并副产碳酸氢铵后，闪蒸气回压缩机一段入口总管。

由常解塔解吸出来的常解气进入常解-汽提气洗涤塔的常解气洗涤段，与自上而下的稀液逆流接触，将常解气中夹带的碳酸丙烯酯液滴与饱和于常解气中的碳酸丙烯酯蒸气回收下来，常解气自常解气洗涤段出来后进入常解气分离器，将常解气中夹带的碳酸丙烯酯液滴进一步分离，常解气自分离器顶部出来送食品二氧化碳工段。