ta合成氨碳酸丙烯酯（pc）脱碳填料塔设计

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1、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1548000t/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61.CO2在PC中的溶解度关系62.PC密度与温度的关系73.PC蒸汽压的影响84.PC的粘度8二、物料衡算81.各组分在PC中的溶解量82.溶剂夹带量Nm3/m3PC93.溶液带出的气量Nm3/m3PC94.出脱碳塔净化气量105.计算PC循环量

2、106.验算吸收液中CO2残量为0.15Nm3/m3PC时净化气中CO2的含量117.出塔气体的组成11三、热量衡算121.混合气体的定压比热容122.液体的比热容133.CO2的溶解热144.出塔溶液的温度145.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261.塔壁厚262．液体分布器263．除沫器264．液体再分布器275．填料支撑板276．塔的顶部空间高度2715八、设计概要表27九、

3、对本设计的评价28参考文献2815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。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1.6

4、MPa；7.年工作日330天，每天24小时连续运行。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.吸收塔的工艺流程图7.填料吸收塔与液体再分布器的工艺条件图8.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）的物理性质正常沸点，（℃）蒸汽压×133.32-1Pa粘度，mPa·s分子量20430℃38℃20℃50℃102.090.10.242.761.62温度，

5、（℃）015254055ρ（kg/m3）122412071198118411692.比热计算式3.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解度15温度t，（℃）2526.737.84050亨利系数E×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.84.CO2在碳酸丙烯酯（PC）中的溶解热可近似按下式计算（以表示）5.其他物性数据可查化工原理附录。设计依据：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

6、。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，有：合成氨：44000t/a=133.33t/d=5.56t/h变换气：4300m3（标）变换气/t氨（简记为Nm3/t）V=5.56×4300=23908m3变换气组成及分压如下表进塔变换气CO2COH2N2合计体积百分数,%28.02.547.222.3100组分分压，MPa0.4480.0400.7550.3571.600组分分压，kgf/cm24.5680.4087.7013.63816.3215一、计算前的准备1.

7、CO2在PC中的溶解度关系CO2在PC中亨利系数数据温度t，（℃）2526.737.84050亨利系数E×101.3-1kPa81.1381.7101.7103.5120.8作图得：亨利系数与温度近似成直线，且kPa因为高浓度气体吸收，故吸收塔内CO2的溶解热不能被忽略。现假设出塔气体的温度为，出塔液体的温度为，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70%，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在40℃下，CO2在PC中的亨利系数E40=103.5×101.3kPa=1048

8、5kPa1．出塔溶液中CO2的浓度（假设其满足亨利定律）（摩尔分数）2．根据吸收温度变化的假设，在塔内液相温度变化不大，可取平均温度35℃下的CO2在PC中溶解的亨利系数作为计算相平衡关系的依据。即：kPa15CO2在PC中溶解的相平衡关系，即：式中：为摩尔比，kmolCO2/kmolPC；为CO2的分压，kgf/cm2；T为热力学温度，K。用上述关联式计算出塔溶液中CO2的浓度有与前者结果相比要小