年产4万吨生物柴油的化工设计

内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:29:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第五章 主要设备的设计与选型

第五章主要设备的设计与选型

5.1原料预热器的设计计算

采用2.5kgf/cm2 (0.245MPa)蒸汽加热,查的蒸汽潜热r=2183.42 KJ/Kg 蒸汽温度t=126.7 0C

将原料(甲醇+KOH+原料油)从t1=20 0C加热到t260 0C。加热时间10min。 经计算原料平均热容Cp=3.2 kJ/(kg*0C) 而质量流率Wf=18.76569877 kg/s

所以加热热量Q=Wf×Cp×(t2-t1)=2011.535099KJ/s 据经验取传热系数K=800 W/(m2 *K) ΔTm=

(126.7-25)-(126.7-60)=830C

126.7-25ln126..7?60由于传热面积损失,取能量系数=1.1

1.1Q1.1?2011.535099?1000?33.32362363m2 传热面积S==

K?Tm800?83Q2011.535099?0.92127722kg/s 蒸汽用量Ws==

2183.42r每批蒸汽需要量W=0.92127722×60×10=552.7663297kg/批 换热器选型:浮头式,换热管Ф25mm×2.5mm

表5-1换热器选型表 壳程/mm 600

管程数 6

管子数 总数 158

中心管排

10

管程

流通面积

壳程B=200mm

0.0679

换热面积 L=3m 35.8

0.0083

5.2一级箱式混和澄清槽设计说明

5.2.1设计条件

设计一级箱式混和澄清槽,以水作为萃取剂,萃取甲酯。已知条件如下: 甲酯相流量=(甲酯质量+甘油三酯的质量+KOH的质量+CH3OH的质量)/?o 甲酯相流量=(158.00+6.64+0.08+0.08)/0.90=183.12m3/d 两相流比:(进入萃取系统的有机相体积流量与水相体积流量之比)b=3 水相流量=甲酯相流量/两相流比:Qw?183.12/3=61.04m3/d

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广东石油化工学院本科毕业设计:年产4万吨的生物柴油

两相接触相比:(混和室中有机相与水相相接触体积之比)R=4 两相接触时间:?M?1.5min

水相物性: ?w?1.03g/cm3 ?w?1.05?10?3Pa?s(25℃) 有机相物性:?o?0.90g/cm3 ?o?0.019Pa?s

5.2.2设计计算

(1)混合室工艺尺寸 ①混合室容积 VW?fM,1(1?R)Qw?M 取安全系数fM,1=1.1,则

VW?1.1?(1?4)?58.09?1.5?0.333m3

24?60

②混合室的尺寸

取长:宽:有效高度=l:b:hM' 则b?3VW30.333??0.671m 1.11.1hM'=1.1b=1.1?0.671=0.738(m) 混合室的结构高度为

hM=fM,2hM'=1.25?0.738=0.92m (取hM=0.95m) ③前室的高度

当混合室容积不变时,若加大前室高度hp值,再开车时,易于实现以有机相为连续相的操作。因此,取室前高度hp=0.20m ④混合室侧总高(含前室)

H?hM?hp?1.15m

(2)澄清室工艺尺寸

①澄清室的有效高度

根据澄清室的容积利用系数计算

HS?fS,1H?0.85?1.15?0.97m (a) 核算其静态落差

'?h?HS?(hM?hP)?0.97-(0.738+0.20)=0.032m

根据经验可以满足要求。

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第五章 主要设备的设计与选型

'当取混合相口高度为hM/2时,则

1.03?1h0.73810.9?h?(hM?)?(0.738?)?0.011m

R?124?121M???1??则

1HS?hM?hP??h?0.738?0.20?0.011?0.95m (b)

考虑式(a)、(b)的数据,最后确定HS?0.95m .取澄清室的结构和混合室部分(含前室)同高,即H?1.15m. ②澄清室的边长

澄清室的宽度和混合室的宽度相等,即b?0.671m

澄清室的边长由澄清室面积计算。取(Qw/A)?0.048m3/(m2/min) 则得澄清室的面积为

A?fM,1Qw(Qw/A)?1.1?58.09?0.92m2

0.48?24?60A0.92??1.38m B0.671(3)各相口和堰板的尺寸与位置 ①混合相口

混合相口的位置,取在混合室有效高度的中部,即

故澄清室的长度为L?1hM0.738??0.369?0.37m 22当轻相回流不通过混合相口,即在混合室和同级澄清室间另设轻相回流口(或回流堰)

时,混合相口的流量为

1.1?(1?4)?58.091QM?fM,1(1?R)Qw?0.004m3/s

24?60?60'而 QM?mMFM2g?HM 取混合相口流量系数mM?0.6,并取通过混合相口的压头损失?HM?0.005m,则得相口截面积为FM?'QM0.004??0.021m2 (c)

2g?HM0.6?2?9.81?0.005mM按生产试验数据,混合相口截面积

'QM0.004FM???0.02m2 (d)

vM0.2比较式(c)、(d),可知结果是大体符合的。

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混合相口的垂直方向宽度为

2(R? bM??w?1?o?w)?HM?o2?(4??1.03)?0.0050.90?0.356m 1.03?10.90混合相口的水平宽度为

aM?FM0.021??0.058m bM0.356②轻相溢流堰

轻相溢流堰的高度,应为澄清室的有效高度,即

HS?0.96m

通过轻相溢流堰的轻相流量为

1.1?58.09?31Q??fM,1Qwb??0.002m3/s

24?60?60'1.5而 QM , ?moao2g?HWS取流量系数mo?0.4,并取堰顶压头?HWS?0.01m, 则得堰水平宽度为 ao?'Qo1.5mo2g?HWS?0.002?1.316m 3/20.4?2?9.81?0.01堰的垂直宽度bo只要大于?HWS即可,在此取bo=0.02m ③混合室水平隔板上的圆孔 圆孔中水相流量为

1.1?58.091Qw?fM,1Qw??0.0007m3/s

24?60?60'而Qw?mwFw2g?HW 取圆孔的静压降?HW为0.05m,并取流量系数mw为0.6,则得该圆孔得面积为

F?1w1Qwmw2g?HW?0.00070.6?2?9.81?0.05?0.0012m2

故圆孔的直径为

d?14Fw??4?0.0012?0.039m

3.14④重相口

重相口是指相邻级澄清室重相进入前室的流通口,它位于前室侧板底部。其面积可用下

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