发布时间 : 星期三 文章年产八万吨合成氨原料气净化脱碳及再生工艺设计(毕业设更新完毕开始阅读
表4.7 各组分的温度系数
系数 CO2 CO H2 N2 CH4
A 44.17 28.43 27.30 27.88 12.46
B 9.043 4.103 3.226 4.271 76.74
C -8.541 -0.461 0.502 0 1.449
D 0 0 0 0 -18.02
Cp1（25℃） Cp2（30℃） 37.25 29.13 28.84 29.15 35.37
37.62 29.17 28.84 29.17 35.64
表中Cp的单位为kJ/kmol·℃ 进出塔气体的比热容
CpV1??Cpiyi?37.25?0.20?29.13?0.06?28.84?0.33?29.15?0.21?35.37?0.20 ?31.91kJ/kmol??CCpV2??Cpiyi?37.62?0.005?29.17?0.0752?28.84?0.4128?29.17?0.2619?35.64?0.2445?30.64kJ/kmol??C
4.4.2液体的比热容
溶解气体占溶液的质量分率可这样计算：
?6.114?22.4??42.74?0.0002?0.02%质量分率为
1188其量很少，因此可用纯PC的比热容代之。本设计题目中
Cpl?1.39?0.00181?t?10? kJ/kg·℃
CpL1?1.39?0.00181?t?10??1.39?0.00181?35?10??1.435kJ/kg??C CpL2?1.39?0.00181?t?10??1.39?0.00181?25?10??1.417kJ/kg??C
文献查得CpL?0.3499?0.0009863t kJ/kg·℃,据此算得：
CpL1?0.384 kJ/kg·℃；CpL2?0.375 kJ/kg·℃
本设计采用前者。
4.4.3.CO2的溶解热
?HCO?4.59?676?4.187?12992kJ/kmolCO2
2文献查得?HCO2?14654 kJ/kmolCO2（实验测定值） 本设计采用后者。
CO2在PC中的溶解量为6.114×1593.5=9742.66Nm3/h=435kmol/h 故Qs=14654×435=8373613kJ/h
4.4.4出塔溶液的温度
设出塔气体温度为30℃，全塔热量衡算有：
带入的热量（QV1+QL2）+ 溶解热量（Qs）= 带出的热量（QV2+QL1） Qv1=V1Cpv1(Tv1－T0)=47777.3×31.91×25/22.4=1701533 kJ/h QL2=L2CpL2(TL2－T0)=1593.5×1198×1.417×25=67626786kJ/h Qv2=V2Cpv2(Tv2－T0)=37717.3×30.64×30/22.4=1547756kJ/h QL1=L1CpL1(TL1－T0)=1912272.84×1.435×TL1=2744112 TL1kJ/h 式中：L1=1593.5×1188+10060×42.74/22.4=1912272.84 kg/h 1701533+67626786+8373613=1547756+2744112TL1 TL1=28℃
现均按文献值作热量衡算，即取CpL1?0.384 kJ/kg·℃；
CpL2?0.375 kJ/kg·℃
Qv1=V1Cpv1(Tv1－T0)=47777.3×31.91×25/22.4=1701533 kJ/h QL2=L2CpL2(TL2－T0)=1593.5×1198×0.375×25=18111760kJ/h Qv2=V2Cpv2(Tv2－T0)=37717.3×30.64×30/22.4=1547756kJ/h QL1=L1CpL1(TL1－T0)=1912272.84×0.384×TL1=544639 TL1kJ/h 式中：L
1
=1593.5×1188+10060×42.74/22.4=1912272.84
kg/h1701533+18111760+8373613=1547756+544639TL1T L1=34.2℃
与理论值比较后，取TL1=35℃
4.5 设备计算
工业上使用填料塔较普遍，本工艺计算方法按填料塔计算： 经比较，选DG50mm聚丙烯阶梯环（米字筋），
a查文献得：A=0.022干填料因子3=172m-1, 比表面积at=106.4m2/m3
?3
已知条件；进塔变换气量47777.3Nm/h碳酸丙烯酯循环量1593.5m3/h
脱碳塔操作压力1.65MPa
4.5.1 物性数据
①混合气体的重度：
?G?T0P(?MiYi)i?1n22.4TZn
式中
?G—混合气体的密度，kg/m3 T0—标准状态下温度，273.15K T—混合气体温度，K P—混合气体压力，atm Zn—压缩系数，Zn =1
Mi—混合气体中i气体分子量
Yi—i气体在混合气体中的摩尔分数
?MY=20.3504kg/kmol
iii?1n273.15?1.65?106?20.24?G?=13.47kg/m3
22.4?298.15?101325混合气体的粘度：
?G??y?ii?1nii?1nli(Mi)0.5
0.5i?y(M)?li??ogi(T)m 273.15?Li—i气体粘度，cp
?ogi—i气体在0℃，常压时的粘度，cp m—关联式指数
0℃时常压气体的粘度?ogi如下表：
表5.1 标准状况下各气体的粘度
气体
?ogi(mpa﹒s) 气体 m值
CO2
1.34×10-2 CO
1.66×10-2 H2 N2 CH4 0.84×10-2 1.66×10-2 1.20
表5.2 关联式指数
CO2
0.935 CO 0.758 H2 0.771 N2
0.756 CH4
0.763
计算得：?co2=1.45×10-2mpa﹒s ?co=1.77×10-2mpa﹒s
?H2=0.90×10-2mpa﹒s ?N2=1.77×10-2mpa﹒s
?CH=1.28×10-2mpa﹒s
4将以上数据代入下面公式可得?G
?G??y?ii?1nii?1nli(Mi)0.5
0.5i?y(M)?li??ogi(T)m 273.155.32?10?2所以 ?G==1.465×10-2 mpa﹒s
3.63②二氧化碳的扩散系数：
先由双元扩散系数关联式求出CO2气体在i气体中的扩散系数，然后再求 CO2在混合气体中的扩散系数 由公式：
0.001T1.75( DCO2?1112?)MCO2Mi?(?V)i]132P[(?V)3CO21
式中：(?V)CO2、(?V)i—CO2气体、i气体的分子扩散体积，见下表
表5.3 各组分在30C下的分子扩散体积
o