化工类毕业设计

1 / 28 化工类毕业设计 目录 1. 绪论 . 1 概论 . 1 研究目的及意义 . 1 我国商品天然气技术标准 . 2 设计依据 .2 / 28 . 2 设计指导思想 . 3 设计内容 . 3 脱硫部分 . 3 脱水部分 . 3 主要考虑因素 . 3 外部工艺因3 / 28 素 . 3 脱 硫 和 脱 水 方 法 的 内 部 因素 . 3 经 济 因素 . 4 2. 化学工艺 . 4 天 然 气 脱 硫 脱 水 工 艺 研 究 现 状 与 进展 . 4 脱硫现状 . 4 脱水现4 / 28 状 . 6 选用的工艺及其意义 . 7 脱硫工艺 . 7 脱水工艺 . 8 选定方案的主要研究内容 . 8 生产制度 .5 / 28 . 8 主 要 原 料 及 其 规格 . 8 产品规格 . 9 生产方法及工艺流程 . 9 脱 硫 工 艺 流 程 概述 . 9 脱 水 工 艺 流 程 概述 .12 3. 技术经济分6 / 28 析 . 13 技 术 经 济 分 析 说明 .13 技术经济依据 .13 - I - 生 产 规 模 及 产 品 方案 .14 实施进度 .14 总投资估算 .7 / 28 .14 投资 .14 流动资金估算 .14 职工人数及工资总额 .14 财务评价 .14 生产成本估算 .14 原料成8 / 28 本 .14 烧动力费 .14 固定资产原值 .14 销售费 .14 赢利分析 .15 4. 节能优化 .9 / 28 . 16 最优化方法 .16 优 化 问 题 求 解 方法 .16 5. 工艺计算 . 17 天 然 气 气 质 条 件 与 要求 .17 脱硫工艺计算 .17 进料量的计10 / 28 算 .17 吸 收 塔 物 料 衡 算 和 热 量 衡算 .19 1 计 算 依据 .19 物料衡算 .19 热量衡算 .24 闪蒸计算 .26 11 / 28 计算依据 .26 具体计算 .26 换 热 器 的 热 量 衡算 .27 计算依据 .27 热量衡算 .28 解 吸 塔 的 物 料 衡 算 和 热 量 衡算 .12 / 28 .28 II 物料衡算 .28 热量衡算 .29 胺冷却器的热量衡算 .30 计算依据 .30 热量衡算 .30 酸性气体冷却的热量衡13 / 28 算 .30 计算依据 .30 热量衡算 .30 脱水工艺计算 .31 参数的确定 .31 物料衡算 .32 14 / 28 脱水量 .32 甘醇循环流量 .32 热量衡算 .33 重沸器 .33 贫 / 富甘醇换热器 .33 气体 / 贫 甘 醇 换 热器 .15 / 28 .34 6. 设备选型 . 34 脱硫段 .34 塔 的 工 艺 条 件 及 有 关 物 性 的 计算 .34 吸 收 塔 的 塔 体 工 艺 尺 寸 计算 .37 塔 板 主 要 工 艺 尺 寸 计算 .38 流体力学验算 .16 / 28 .41 解吸塔 .44 计 算 依据 .44 塔板数的确定 .44 解 吸 塔 的 工 艺 条 件 及 有 关 物 性 的 计算 .44 解 吸 塔 的 塔 体 工 艺 尺 寸 计算 .46 贫富换热器 .17 / 28 .47 计算依据 .47 - III - 换热器选型 . .47 胺冷却器 .48 计算依据 .48 传热面积计算 .48 18 / 28 酸气冷却器 .48 计算依据 .48 传热面积计算 .48 闪蒸罐 .48 计算依据 .48 尺寸计算 .19 / 28 .49 脱水段 .49 吸收塔 .49 直径 .49 泡 罩 塔 板 主 要 结 构 参 数 及 选用 .50 板面布置 .52 吸收塔直20 / 28 径 .54 精馏柱 .54 贫 / 富甘醇换热器 .54 闪蒸分 离器 .55 总结 .55 致谢 . 错误！未定义书签。 21 / 28 参考文献 . 58 IV 100 10m/d 天然气脱硫脱水工艺设计 43 1 绪论 概论 天然气是地表下孔隙性地层中天然生成的以低分子饱和烃为主的烃类气体和少量非烃类气体组成的可燃性气体混合物，它常常和原油伴生在一起。天然气组分大多数以甲烷为主，包含乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等烃类，以及少量的氮气、二氧化碳、硫化氢、氦、氧、氢等气体。 天然气作为一种宝贵的资源在人民生活和工业中有着广泛的应用。它作为一种高效、优质、清洁能源，不仅在工业与城市民用燃气中广泛应用，而且在发电业中也越来越发挥重要作用。天然气还是很好的化工原料，广泛应用于 合成氨、甲醇、氮肥工业、合成纤维工业等；天然气合成油技术，也是天然气大规模利用的途径之一；从天然气中分离出来的硫磺还可作为硫酸工业原料。天然气不仅在燃料、化工原料等方面有诸多优点，对天然气进行处理回收其中的硫磺，提高天然气资源综合利用程度，获得天然气资源的更大价值，还能保证在储藏、运输过程中的安全性，减少大气污22 / 28 染，对提高天然气的整体经济效益，都具有重要的现实意义。 研究目的及意义 天然气作为一种新兴能源，在我们的生活中占据着越来越重要的地位。据众多国际权威机构和专家预言：天然气将逐渐 取代石油在能源消耗结构中的地位，到 21 世纪中期将进入“天然气世纪”。世界上天然气的储量十分丰富，现常规天然气的最终可采储量约为 103m3,而非常规天然气资源估计有 1397 1012 4430 1012m3,这为天然气成为一种优质清洁能源和重要的化工原料提供了资源保障。 1自地下储集层冲采出的天然气中都含有一定的水分和 H2S，有机硫等酸性组分，这些组分的存在往往会造成严重的后果： 1.水分与天然气在一定条件下形成气体水合物而阻塞管路，影响平稳供气；而 H2S 和有机硫等酸性组分在水的存在下还会腐蚀 管路和设备，同时也造成了不必要的动力消耗。 2. 硫组分中大部分有剧毒，而且还有可能使催化剂催化剂中毒；含硫天然气燃烧后直接排入大气，会产生严重的 SO2 环境污染，产生酸雨等灾害，损害大面积农作物。 因此，无论是从金属防腐、环境保护、人员安全角度考虑，都必须从天然气中脱除水分和酸气组分。 另外，从充分回收利用硫资源的角度考虑，天然气23 / 28 中脱除下来的酸性组分可通过克劳斯硫磺回收工艺生产优质硫磺。 - 1 - 毕业设计手册 学 院： 职业技术学 院 专业班级： 监测 1131 班 姓 名： 黄闯 指导教师： 孙峰 2016 年 6 月 填 写 说 明 1.本手册是学院对毕业设计工作进行质量监控的重要依据，必须认真如实填写，妥善保管。 2.毕业设计答辩前，学生要将经顶岗单位指导教师、指导教师及评阅教师评阅后的本手册送交答辩委员会评阅。 3.凡由指导教师组或外聘教师指导学生，各系要派负责教师协助做好毕业设计手册的填写工作。 目录 一、 毕业设计任务书 ?1 二、 毕业设计评阅书 ?3 三、 附录 ?5 四、 正文 ?6 毕业设计任务书 毕业设计任务书 山 东 师 范 大 学 24 / 28 本科毕业设计 论文题目：年产 30000 吨 PVC 装置产品 精制工序工艺设计 学 号： XX01030071 姓 名：靳淑云 学科专业：化学 工程与工艺 指导教师： 刘名礼 山东师范大学教务处制 2016 年 5 月 25 日 目录 前言 ?5 摘要 ?6 第 一 章 设 计 任 务书 ?7 一 设计任务书 ?7 二 设计规模 ? 7 三 设计基础数据 ?7 四 产品性质及用途 ?8 五 原 料 规 格 及 来源 ?11 第 二 章 氯 乙 烯 的 生 产 方 法 及 工 艺 流程 ? 12 一 各 种 生 产 方 法 评 述 及 生 产 方 法 的 选25 / 28 择 ?12 二 电石 乙炔法合成 VC 的反应机理及物化数据 ?13 三 生产工艺条件的选择及主要设备形式的选择 ?14 四 工艺流程说明 ?16 五 生产控制表 ?17 第三章 物料衡算 ?17 一 气柜 ?18 二 机前冷凝器 ?19 三 压缩机 ? 20 四 全凝器 ?22 五 低沸系统 ?24 六 高沸塔 ?26 七 产量核算 ?27 第四章 热量衡算 ?27 一 进 料 、 塔 釜 、 塔 顶 温 度 的 计算 ?28 二 全 塔 相 对 挥 发度 ?32 三 最小回流比求取 ? ?33 四 最 小 理 论 板 数 求26 / 28 取 ? ?33 五 高 沸 塔 热 量 衡算 ?35 第 五 章 高 沸 塔 设 计 的 基 础 数据 ?37 一 操作温度 ?37 二 操作压力 ? 38 三 气液相组成 ?38 四 密度的计算 ?38 五 表面张力的计算 ? 40 六 粘度的计算 ? 41 七 流量计算 ? 42 第 六 章 设 备 工 艺 尺 寸 的 计算 ? 44 一 塔径的计算 ? 44 二 塔高的计算 ? 45 三 板式塔形式的选取 ? ? 47 四 溢流装置 ? 48 五 塔 板 布 置 及 浮 阀 数 目 与 排列 ? ? 50 第七章塔板流体力学验算 ?53 27 / 28 一、气相通过浮阀塔的压强降 ? 53 二、 液泛 ? 54 三、雾沫夹带核算 ? 55 四、塔板负荷性能图 ? 56 第 八 章 塔 的 其 它 附 属 设 备 的 选择 ?60 第九章改进与建议 ? 64 第十章环境保护 ?65 后记 ? ?68 参 考 文献 ? ? ? 69 前言 2016 年 4 月，在老师的带领下，我们在济宁中银电化厂完成了毕业实习。通过实习，我们熟悉并掌握了关于聚氯乙烯的生产方法和生产工艺，并初步了解了 pvc 的发展和用途，将以前所学的专业知识应用于实践。实习结束后，在老师的指导下，通过网络、书籍等途径，我搜集了大量相关资料，并进行了认真的整理与组织工作。为本说明书的设计准备了丰富的一手资料。 在参阅了大量文献的基础上，根据设计步骤及程序，编制了本说明书。本说明书由三大部分组成。第一部分是概述，包括 PVC 的发展概况 、在国民经济中的地位和作用、未28 / 28 来工业展望，厂址的选择，生产方法的评述和选择，工艺配方的确定和主要设备的选型，原料和产品的主要物化性质、技术规格和用途， PVC 工艺流程叙述。第二部分是工艺计算，包括物料衡算、热量衡算和设备的计算和选型。第三部分为自控部分，对流程设备改进建议，以及环境保护措施的介绍。 本