化工专业的课程设计（丙烯腈工艺车间设计）

燕山大学里仁学院化工专业课程设计

-2℃;丙烯蒸发量l002.3kg/h。

(2)有关数据

A. 0.405MPa下丙烯的沸点为-l3℃，汽化热410kJ／kz B. 0 405MPa下丙烷的沸点为-5℃，汽化热376.6kJ／kg (3)热衡算求丙烯蒸发器的热负荷和冷冻盐水用量 A. 丙烯蒸发吸收的热Q1

Q1?942.06?410?3.86?10kJ/h B. 丙烷蒸发吸收的热Q2。

Q2?174.16?376.6?6.56?10kJ/h C. 丙烯蒸发器的热血荷Q 冷损失按l0％考虑

Q?1.1(3.86?10?6.56?10)?4.97?10kJ/h D．冷冻盐水用量

平均温度(-1℃)下，冷冻盐水比热容为3.47kJ／(kg·K) 冷冻盐水用量为

545454.97?105W??71577.5kg/h

3.47[0?(?2)]2.9 丙烯过热器热量衡算

(1)计算依据 丙烯进口温度-13℃，出口温度65℃。用0.405MPa蒸汽为加热剂。 (2)热衡算 求丙烯过热器热负荷和加热蒸汽量

丙烯气的比热容为l.464kJ/(kg·K)，丙烷气比热容1.715kJ/(kg·K)，冷损失按10％考虑，需要加热蒸汽提供的热量为

Q?1.1(942.06?1.464?174.16?1.715)[65?(?13)]?1.44?10kJ/h 加热蒸汽量为

51.44?105W??67.35kg/h

2138.上式中2138kJ/kg是0.405M Pa蒸汽的冷凝热。

2.10 氨蒸发器热量衡算 (1)计算依据

A. 蒸发压力0.405MPa。

21

燕山大学里仁学院化工专业课程设计

B. 加热剂用0.405MPa饱和蒸汽。冷凝热为2138kJ/kg。

(2)有关数据0．405MPa下氨的蒸发温度为-7 C，汽化热为l276kJ／kg。

(3)热衡算求氨蒸发器的热负荷和加热蒸汽用量 冷损失按10％考虑，氨蒸发器的热负荷为 Q?400.38?1276?1.1?5.62?10kJ/h

55.62?105 加热蒸汽量为 W??262.85kg/h

21382.11 气氨过热器 (1)计算依据

A．气氨进口温度-7℃，出口温度65℃。 B. 用0.405MPa蒸汽为加热剂。 C．气氨流量366.36kg/h。

(2)热衡算 求气氨过热器的热负荷和加热蒸汽用量

氨气的比热容为2.218kJ/(kg.K)，冷损失按10％考虑，气氨过热器的热负荷为 Q?400.38?2.218[65?(?7)]?1.1?7.03?10kJ/h 加热蒸汽用量为

47.03?104?32.90kg/h W?21382.12 混合器

(1)计算依据 气氨进口温度65℃．流量366.36kg/h。

丙烯气进口温度65℃，流量942.06kg/h，丙烷气进口温度65℃，流量174.16kg/h。 出口混合气温度110℃。湿空气来自空气加热器

(2)热衡算

求进口温空气的温度t 以0℃为热衡算基准。

C3H6、C3H8、NH3，在0～65℃的平均比热容如下表

组分 C3H6 1.569 C3H8 1.82 NH3 2.197 Cp A．气态丙烯、丙烷带入热Q1．

Q1?(942.06?1.569?174.16?1.82)(65?0)?1.17?105kJ/h

22

燕山大学里仁学院化工专业课程设计

B．气态氨带入热Q2

Q2?400.38?2.197(65?0)?5.72?10kJ/h C．温空气带入热Q3

4N2 、O2和蒸汽0～136℃的平均比热容分别为1.046kJ/(kg?K)、1.841kJ/(kg?K)和

1.925kJ/(kg?K)

Q3?(5434.15?1.046?1650.85?1.841?1211.92?1.925)(t?0)?11056.28tkJ/h

D．混合器出口气体带出热Q4

Q4?(942.06?1.569?174.16?1.82?400.38?2.197?5434.15?1.046?1650.85?1.841?1211.92?1.925)(110?0)?1.51?10kJ/hE. 热衡算求进口湿空气的温度t 热损失按l0％考虑。

6

（Q1?Q2+Q3）=Q4 热衡算方程：0.9代入数据：0.9（1.17?10?5.72?10+11056.28t）=1.51?10 解得 t=136.03℃

2.13 空气加热器的热量衡算

(1)计算依据

A. 入口空气温度90℃，出口空气温度136℃。 B．空气的流量和组成如下。 组分 Kg/h 氧 1756.4 氮 5781.5 水 1288.6 合计 8826.5 546(2)热衡算 求空气加热器的热负荷和加热蒸汽量 N2 、O2和蒸汽90～

136℃的平均比热容分别为1.046kJ/(kg?K)、1.84kJ/(kg?K)和1.925kJ/(kg?K)。 热损失按l0％考虑，空气加热器的热负荷为

Q?(5434.15?1.046?1650.85?1.841?1211.92?1.925)(136?90)?1.1?5.59?10kJ/h23

5

用0.608MPa的蒸汽为加热剂，其饱和温度为l64.2C，冷凝热为2066kJ/kg，加热蒸

燕山大学里仁学院化工专业课程设计

汽用量为

5.59?105 W??270.79kg/h

2066三 主要设备的工艺计算

3.1 空气饱和塔 (1)计算依据

A. 进塔空气的组成和流量 组分 Kmol/h Kg/h 组分 Kmol/h Kg/h 氧 51.59 1650.85 氧 51.59 1650.85 氮 194.08 5434.15 氮 194.08 5434.15 水 8.66 155.87 水 67.33 1211.94 合计 254.33 7240.87 合计 313.00 8296.94 B. 出塔温空气的组成和流量

C．塔顶喷淋液量21620.98kg/h，温度105℃。 D．塔底排出液量20564.91kg/h，温度93.9℃。 E．塔底压力O.263MPa，塔顶压力O.243MPa。 F．人塔气温度l70℃，出塔气温度90℃。 G．填料用?50?50?4.5陶瓷拉西环(乱堆)。

(2)塔径的确定

根据拉西环的泛点速度计算公式

2wFlg[g?a???G?3???????L?0.2?L???G??]?0.022?1.75?L? (A) ???G????L??1/41/8A．塔顶处

?G?8296.94?2.135kg/m3

273?900.1013313.00?22.4??2730.243?L?958kg/m3

?L?0.282mPa?S

L=21620.98kg/h G=8296.94kg/h

把数据代人(A)式

解得 wF?1.725m/s

24