填料吸收塔分离工程课程设计

1、分离工程课程设计教学系：化学和化学工程系专业：化学工程与技术名字：* *学生：没有。* * * * * * * * *讲师：* *化学和化学工程系2011-6-13目录一、设计任务书.1二。介绍.2三。设计方案简介.3四.填料塔主要工艺尺寸的计算.44.1。物料平衡.44.2。填料吸收塔工艺尺寸的计算.64.3。填料层高度的计算.94.4填料压降的计算.10v.填料塔内部结构设计.115.1。泵的选择.115.2。工艺管道的材料选择.115.3。液体分配器的设计.115.4。液体再分布器的设计.145.5。支撑板的设计.5.6。压板的选择.16六.壁厚的计算.176.1。圆筒的设计计算.176

2、.2。水头设计计算.186.3。法兰和垫圈的选择.18七、每个喷嘴的设计尺寸.197.1。进气管直径.197.2。出气管直径.197.3。吸收剂进料管的直径.197.4。吸收剂进料管的直径.19八、设计成果清单.20九.主要符号的描述.20x.参考.21xi。设计经验和未来改进建议.22一、设计任务书1.设计主题炼厂催化裂化装置产生的富气被稳定汽油吸收。尝试设计一种用于稳定吸收富气汽油的填料吸收塔。2.设计任务富气处理能力：9万吨/年富气成分：作文总数摩尔组成0.090.350.050.030.080.110.070.170.051.00吸收剂的组成：成分c5h12c6上空的组件总数摩尔组成0

3、.100.901.00吸收剂在塔操作温度下不挥发。分离要求：c3h6吸收率：93%二氧化碳、n2和h2没有被吸收。操作条件：平均工作压力：(绝对)平均液气比：平均温度：50工作日：一年300天，24小时连续生产包装类型：可选包装规格和类型二。介绍课程设计是“分离工程”课程的终结性教学环节，是培养学生综合运用本课程的基础知识和相关的必备课程来解决某一设计任务的训练。在整个教学计划中，它对培养学生的独立工作能力也起着重要的作用。要求学生通过课程设计加强以下方面的训练1.查阅数据、选择公式和收集数据的能力。2.在正确的设计理念指导下，建立分析和解决实际问题的能力，既考虑技术的先进性和可行性，又考虑经

4、济的合理性，在运行中注意工作条件和环境保护。3.能够快速准确地进行工程计算(包括计算机计算)。4.用简洁的语言清晰表达设计思想的能力。塔式设备是广泛应用于炼油、化工和石化行业的气液传质设备。根据塔内气液接触部位的形式，可分为填料塔和板式塔。板式塔属于分步接触逆流操作，填料塔属于差动接触操作。工业塔设备的主要要求是：(1)生产能力大；(2)分离效率高；(3)操作灵活性大；(4)气体阻力小，结构简单，设备材料范围广等。合理选择塔型是塔设备设计的第一步，选择时应考虑塔设备的材料性能、运行条件、性能、制造、安装、运行和维护等因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、成本低、适应性强、易于放大的特点。塔

5、的种类很多，塔设备分类如下：根据操作压力分为压力塔、常压塔和真空塔；根据装置运行情况，有精馏塔、吸收塔、介质吸收塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等。根据内部结构，有填料塔和板式塔。目前，填料塔和板式塔在工业上应用最广泛。填料塔由填料、塔内构件和筒体组成。包装分为结构化包装和散装包装。塔内构件中有不同类型的液体分配装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支撑装置、液体收集和再分配装置以及气体分配装置。与板式塔相比，新型填料塔具有生产能力大、分离效率高、压降小、操作灵活性大、持液量小的特点。3.设计方案简介根据设计任务书提供的条件和要求，通过对现有数据的分析和比较，选择合适的工艺方案和设备类型，初步确定工

6、艺流程。简要讨论了选择的工艺流程和主要设备类型。稳定汽油吸收炼油厂催化裂化产生的富气。设计任务是富气年处理能力为9万吨，关键组分丙烯的吸收分数93%。采用常规逆流操作工艺。该过程如图1所示。首先，根据富气处理量和关键组分的吸收分数，计算塔顶尾气量、塔底吸收液量和吸收汽油进料量。然后，根据富气和吸收剂的特性，选择合适的填料(类型、材料和规格)。本设计选用带直径的拉西环填料，计算塔径和填料层高度。然后，根据吸收条件(绝对)，选择合适的钢级气缸和气缸盖。其次，设计和选择塔内部件和辅助部件：液体分布器、液体再分布器、塔底支撑板、塔顶压板、手孔和人孔。第三，各种接管和法兰规格的计算，裙座和封头的设计计算

7、等。也就是说，完成设计。最后，从整体上论证了该塔的可行性和经济价值。四.填料塔主要工艺尺寸的计算4.1、物料平衡(1)、材料计算根据设计规范，富气处理能力为：=9万吨/年富气的平均摩尔质量：=0.09 0.352 0.0516 0.03280.0830 0.1142 0.0744 0.1758 0.0572=29.14富气摩尔流量：因为、和非常易挥发，所以它们的吸收可以忽略不计，其他部分的平衡常数如下表所示：成分19.06.604.501.881.620.560.21表1关键成分的吸收率为93%在最小液气比下，理论级数最大。此时，关键部件的吸收系数是：=0.93经过=1.880.93=1.75

8、=1.4=1.41.75=2.45关键成分的吸收系数为：=1.303(2)理论层面经过发现经理论舍入后，取6。每个分量之和=2.45，然后是吸收率根据吸收分数的计算，=1.0。因此，这两种成分几乎全部被吸收，不会进入塔顶的尾气。表3显示了尾气的主要成分和含量。(4)吸收剂的用量工作液气比：=2.45进塔气量：=428.96塔顶尾气量：=234.962吸收剂消耗量：塔底液体吸收：塔底吸收液的质量流速：4.2填料吸收塔工艺尺寸的计算(塔径和塔高)(1)、包装选择瓷莱西环的直径如图1所示(混杂)图1(2)塔径计算公式：首先，计算工作气体速度塔底混合气体质量流量：吸收剂的平均摩尔质量：吸收剂的质量流量

9、：吸收密度：找到质量分数：吸收密度：富气密度：(3)采用贝恩霍根关系吸收剂粘度：找到乍得：然后：通过贝恩霍根关系那就是：解决方案：m/s拿塔架直径：取圆整后的塔直径：(4)、核算操作气速代入=1.6m进塔直径计算公式，得到了：空塔的气体速度(在允许范围内)(5)、包装规格检查(合理)(6)、喷雾密度检查填料表面完全湿润，喷涂密度应高于最小喷涂密度根据莫里斯等人的观点，环及其填料的最小润湿速率为查看包装手册，获取：根据以上检查，填料塔的直径选择合理。4.3填料层高度的计算(1)、填料层计算采用等板高法找出：包装外径关键部件的值因此，填料层的高度为：填料层的设计厚度：将安全系数取为1.25那么=1

10、.257.824=9.78take=10m拉西环的分段高度拿因此，填料层分为三个部分。然后：(2)塔高塔顶上部空间为1.2，各液体再分布器为1，液相在塔底停留时间为3，塔底液体占据的空间高度为：塔底的空间被视为1裙座为2.0m因此，塔高4.4填料压降的计算采用埃克尔特通用相关图法：埃克特总压降相关图根据教科书化工原理的附录，填充系数为205横坐标：纵坐标：查看地图：填料压降：v.填料塔内部构件的设计5.1泵的选择稳定汽油是易燃易爆或高度危险的介质，因此选择泵来输送汽油和其他介质是非常重要的。一般来说，运输汽油的泵要求轴封可靠，无泄漏，经常使用屏蔽泵，能有效避免介质泄漏和设备泄漏，占地面积小。贫

11、富油泵应选用密封性能好、质量可靠的化学泵。5.2。工艺管道的材料选择由于汽油段输送易燃易爆的高风险介质，汽油生产管道多，规格型号多，管道布置复杂，增加了事故的可能性和危险性。因此，汽油管道选材建议选用加厚16碳钢管，低温管道可采用普通16碳钢管。这可以大大减少因管道泄漏和设备停机维护造成的环境污染以及产量和原材料的损失。5.3。液体分配器的设计如果液体在塔的横截面上分布不均匀，填料表面不能被最大程度地润湿，这将导致通道，从而减少气液两相接触的有效传质面积，降低传质速率。这要求液体分布器能够为填料层提供良好的初始液体分布，从而填料层能够在开始时获得均匀的喷射点和均匀的喷射液体。液体分布器有多种结

12、构形式，目前常用的有以下几种。(1)管道洒水器这是最简单的一种装置。有很多种形式，这里只介绍弯头型和槽口型，如图5-3 (a)和(b)所示。喷嘴下方有一个圆形挡板，不仅可以溅射分散的液体，还可以减少液体流动对填料的直接影响。thi其结构如图5-3 (d)所示。液体通过进液管流入配液盘，然后通过盘围板上缘齿隙盘上的小筛孔流出，淋在填料上。盘式喷头结构简单，液体通过阻力小，但加工复杂。通常，分布板的直径是塔直径的0.65 0.8倍。该装置通常适用于直径大于800的塔。多孔管喷头有两种装置：多孔直管式和多孔盘管式，分别如图5-3 (e)和(f)所示。前者主要用于直径小于600的塔，而后者适用于直径在600和1200之间的塔。喷液孔均匀开在管道底部，直径为3 6。图5-3各种类型的液体喷头(a)肘型；切口；淋浴方式；圆盘类型；(e)直管；(f)对于盘管型，由于设计的吸收塔直径较大，所以选择盘式开式喷淋，如上面(d)所示。圆盘上有孔径为3 10的小孔将光圈设为4分配板的直径是塔直径的(0.6 0.8)倍分配盘直径当塔径约为1.6时，网格密度=150/根据以下公式计算板上筛孔的数量a图3盘式喷洒器5.4。液体再分布器的设计当液体沿填料(特别是拉西环和其他固