20万吨直馏柴油年氨精制装置设计论文设计说明书.doc

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目 录 第1章 原始材料 1 1.1 气提塔进出物料情况 1 1.2 气提塔热负荷 2 1.3 操作压力 2 1.3.1 塔顶操作压力 2 1.3.2 塔底操作压力 2 第2章 气提塔设计计算 3 2.1 试选传热系数初始值 3 2.2 气提塔尺寸的确定 3 2.2.1 平均温差 3 2.2.2 估算传热面积 3 2.2.3 气提塔降膜热管尺寸 4 2.2.4 管数的确定 4 2.2.5 塔径的计算 5 第3章 传质过程计算 6 3.1 列管内气速 6 3.1.1 气体流人点气速 6 3.1.2 气体流出点气速 6 3.1.3 气速平均值 6 3.2 流体周边流量 6 3.2.1 液体流入点周边流量 7 3.2.2 液体流出点周边流量 7 3.2.3 液体周边流量平均值 8 3.3 液膜厚度 8 3.3.1 液体流入点液膜厚度 8 3.3.2 液体平均液膜厚度 9 3.4 液泛速度计算 9 3.5 液体最小润湿率计算 10 3.6 液膜停留时间和液膜平均速度 11 第4章 复核传热系数 13 4.1 管外蒸气冷凝时的给热系数 13 4.2 管内液体沿垂直壁面成膜下流时的给热系数 14 4.3 总传热系数 14 第5章 传热面积 15 第6章 精度计算 15 第7章 零部件及稳定性 16 7.1 塔壁厚的确定 16 7.2 封头的选择 16 7.3 塔高的计算 16 7.4 塔设备的稳定计算 17 7.4.1 风载荷 17 7.4.2 塔底部截面的最大弯矩 17 7.5 裙座设计 18 7.5.1 裙座尺寸 18 7.5.2 基础环 18 7.6 管板和折流板 21 7.6.1 管板设计 21 7.6.2 折流板设计 21 7.7 拉杆和定距管 22 7.8 膨胀节 22 7.9 塔体法兰选择 22 7.10 液体分配器 22 7.11 除沫器 22 7.12 液体分布器 23 第8章附表 24 表8.1 气提塔参数一览表 24 表8.2 各符号物理意义一览表 26 第1章 原始材料 1.1 气提塔进出物料情况 表1.1 气提塔进出料情况 进料流量（kg/h） 出料流量（kg/h） 油相（40℃） 27672 油相（70℃） NH3 60 28.67 合计 27732 合计 27732 表1.2 物料参数一览表 / 18.05 3.23 / 69.75 1.27 2202.2 2.30 27672 3.3 27643.33 3.09 27657.66 2.2 6.323 0.83 3.09 2.423 4.71 943 806.7 2.14 790 0.498 798.35 1.2 气提塔热负荷 1.3 操作压力 1.3.1 塔顶操作压力 1.3.2 塔底操作压力 第2章 气提塔设计计算 2.1 试选传热系数初始值 针对本设计中气提塔的进出物料情况和温度、压力等参数，根据经验确定气提塔传热系数的初始值： 2.2 气提塔尺寸的确定 2.2.1 平均温差 管外以饱和蒸气加热，蒸气温度为。 蒸气和混合溶剂的平均温差为： 蒸气： 溶剂： 蒸气和管内气体温差为： 蒸气： 气体： 总的平均温差应以蒸气和混合溶剂的平均温差为主，也要考虑蒸气和管内气体间的平均温差，由下式计算： 表2.1 平均温差 位置 温差/℃ 63.8 71.8 64.6 2.2.2 估算传热面积 2.2.3 气提塔降膜热管尺寸 传热面积估算后，进而对气提塔降膜换热管尺寸的计算。 降膜换热管管径不宜太小，以免管数太多，导致布膜复杂且不匀，根据生产能力，选用材质为Cr17Mn14Mo2N，型号为的管子。由于液膜的传热阻力集中在靠近管壁边界层中形成这种边界层“成膜”需要一段膜的流过长度，称为热力人口端长度。在热力入口端长度内(一般为)，膜较厚，流速低，给热系数小，因此，管长以以上为宜。只要液膜分布器结构能确保布膜均匀，降膜管的长径比可达200，故选管长： 的一段结构，保证传质传热在良好情况下进行，并尽量减少混合溶剂在塔内的停留时间。 2.2.4 管数的确定 理论管数： 选用正三角形排列，管心距为，查得中心管数为，总管数为169，去拉杆、排污管7根，故实有管数： 图2.1 降膜换热管排列 2.2.5 塔径的计算 管子采用焊接，降膜管的管径、管长及管数估算后，即可估算塔径： 式中：—降膜热管外径，。 圆整得塔内径为，取管