1、参赛队伍：环卫工团队参赛题目：20 万吨直馏柴油/年氨精制装置设计所属院校：广东石油化工学院参赛学生：林宝杰，张锦恒，李德伟，吴伟荣康佳良，陈清木，陈柱辉， 杨春辉指导老师：陈兴来，李宗宝I目录第 1 章 静态混合器选型 .11.1 选类型 .11.2 流速 .11.3 具体型号 .11.4 反应时间 .11.5 压力降计算 .2第 2 章 氨分离器 .52.1 各股物料进料情况 .52.2 分离器型号 .52.3 减压阀选型计算 .72.4 丝网除沫器 .8第 3 章 重力沉降塔 .103.1 重力沉降塔 .103.1.1 重力沉降塔容积 .103.1.2 确定塔径 iD.103.1.3 计
2、算筒体高度 H.113.1.4 计算筒体厚度 .113.1.5 封头厚度 计算 .113.1.6 水压试验强度校核 .113.2 重力沉降塔 .123.2.1 确定塔径 iD.123.2.2 计算筒体高度 H.123.2.3 计算筒体厚度 .123.2.4 封头厚度 计算 .133.2.5 水压试验强度校核 .13第 4 章 乙二醇溶剂汽提塔设计 .154.1 原始材料 .154.1.1 汽提塔进出物料情况 .154.1.2 汽提塔热负荷 .154.1.3 操作压力 .154.2 汽提塔设计计算 .154.2.1 试选传热系数初始值 .154.2.2 汽提塔尺寸的确定 .15II4.3 传质过
3、程计算 .174.3.1 列管内气速 .174.3.2 流体周边流量 .174.3.3 液膜厚度 .184.3.4 液泛速度计算 .194.3.5 液体最小润湿率计算 .204.3.6 液膜停留时间和液膜平均速度 .204.4 复核传热系数 .214.5 精度计算 .234.6 塔体及裙座设计计算 .234.6.1 塔壁厚的确定 .234.6.2 封头的选择 .234.6.3 塔高的计算 .234.6.4 塔设备的稳定计算 .244.7 裙座设计 .251第 1 章 静态混合器选型1.1 选类型选型依据：HG/T 20570.20-95 静态混合器设计已知：在工作温度为 35，系统压力为 1.
4、8MPa 下，静态混合器各股物流的物性下表所示：物料 质量流率kg/h密度kg/m体积流率m/h粘度mPas直馏柴油 27777.8 810.4 34.28 2.03液氨 116.0 587.4 0.20 10.5乙二醇 3472.2 1102.0 3.15 0.0136 31366.0 37.63根据表 1.1，三股物料粘度均小于 100mPs，选择 SV 型静态混合器较合适。1.2 流速总体积流量：h/m63.74.5801247.3.810723321 V根据表 1.2，选择静态混合器管径为： D流体流速：/s589.03615.04736422 Du对于低、中粘度流体的混合、萃取、中和
5、、传热、中速反应，适宜于过渡流或湍流条件下工作，流体流速控制在 ， 符合情况。m/s8./s589.0u1.3 具体型号选长径比为 ，则 ，且设计压力为10DL150LP=2.0MPa，查表 1.2，水力直径 取 6mm，所以该静态混合器型号规格为：hdSV-6/150-4.0-1500。1.4 反应时间2AfX0)(Rdct由于环烷酸与液氨的反应为 1.5 级反应，所以：5.1Af5.10kcrfAf 05.1Af5.10)(XXkcdRdct积分得： 5.0A f1kct式中： 为反应速率常数， ；k -0.5-1.mol s894环烷酸转化率，由设计要求可得 ；AfX %39fX环烷酸浓
6、度。0c 30 /kol 012.63.7/18/VMmnA所以：s4012.8945.015.t单个静态混合器的反应体积： 322 m65.LDVr则空时： s3.2603.75Qr选用两个静态混合器串联，则空时：=22.53=5.06s由于是该反应是在液相中进行，可视为等容均相反应过程，故反应物料在静态混合器中的平均停留时间 T=5.06s由此可见，选择两个 SV-6/150-4.0-1500 静态混合器串联即可满足工艺要求。1.5 压力降计算查表 1.2，空隙率 ，则：0.138.140.103.25986c h udRe查表 1.3，当 时，摩擦系数：150e f静态混合器压力降： M
7、Pa07286.Pa72860.3589.24.22hc dLufP。表 1.14表 1.2表 1.35第 2 章 氨分离器2.1 各股物料进料情况静态混合器出口物流经节流阀减压至 1.2MPa 进入气液分离器，由 化工工艺设计手册查得，35 时液氨的饱和蒸汽压 MPa4.1SNH3P查计算图表图 4-3-47 氨的压焓图，得 35、1.2MPa ，NH 3 的比容，氨气的质量流量为 =56.41kg/h ,则释放出来的氨气的/kgm103.NH3 3m体积流量： /h714.5.6103.NH33 V各股物料进料情况如下：物料 质量流量 mkg/h 密度 kg/m 体积流量 Vm/h氨气 5
8、6.41 9.872 5.714中性油 3106.27810.4 34.13乙二醇 3.594 1103 3.256 6.42 37.39 (液)估算混合液体密度： 333L kg/m0.859.7154106.2Vm2.2 分离器型号要求液体在分离器中的停留时间 T=1h 。（1）试算分离器直径 TD31L)2.(ACtVT液体体积流率 VL=34.13+3.256=37.39m ， ，假设气体空5.2/TD间面积 Aa 为 14%，可变液面面积 A=80%，最小液体面积 Ab 为 6%，则试算直径： m41.3)8.0529371.()12.(3LT ACtD由 DT 和 Aa 查图 2.
9、5.1-4，得气体空间高度 a=0.65m，大于最小气体空间高度6300mm，符合要求。（2）接管距离 NL液滴直径按最小分离直径 d=200m 进行计算，时间比值（即液滴通过气体空间高度所需的沉降时间与气体停留时间的比）停留时间 R=0.127，则进口出口接管之间的距离： m107.8127.0)872.9035(4.34.6)(524.05.25.0G LTNRADVaL根据以上分离器直径 和接管距离 要求，可选用以下规格卧式容器：TDNL（JB4710-2000）：公称直径 DN=3600mm ,筒体 s 长度 L=10800mm。注：以上计算过程依据 HG/T20570-95 进行设计计算。
