豹9 "京华科我-世速％化律〃第十三周余图乂原£化工段祈■竞赛(EC )2 HENGYI万达石化东营港分厂年产15万吨醋酸乙烯项目典型设备选型计算说明书③芸沙理工玄修Lea per 团 K2019 “东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛万达石化东营港分厂年产15万吨醋酸乙烯项目典型设备选型计算说明书设计单位： 长沙理工大学设计团队： Leaper团队指导老师： 黄灵芝黄朋勉李丽峰张跃飞戴益民团队成员： 陈春华陈旭强蒋猷亮黄佳美王伟涛2019年7月25日目录第一章 气液分离器设计 61. 设计依据 62. 气液分离器的分类 62. 1立式和卧式重力分离器 62. 2立式和卧式丝网分离器 63. 设计目标 64. 气液分离器的设计（以V0105汽水分离器为例） 74. 1气液分离器工艺参数 74. 2类型选择 74.3尺寸设计 74.4气液分离器选型一览表 10第二章泵的选型 111. 泵的概述 112. 泵类型和特点 113, 泵选型原则 124, 泵选型示例（以P0203为例） 154. 1具体选型（以P0203为例） 164. 5泵选型一览表 20第三章压缩机选型 221. 选型依据 222. 压缩机分类 223. 压缩机适用范围 234. 压缩机的特点及其比较 235. 压缩机选型 255. 1压缩机工艺参数 255. 2压缩机选型实例（以C0104为例） 256. 压缩机选型一览表 25第四章储罐选型 271. 选型依据 272. 储罐类型 273. 储罐系列 274. 选型原则 285. 原料储罐 285. 1醋酸 285. 2乙烯 296. 产品储罐 296. 1醋酸乙烯 306. 2乙醛 306. 3二氧化碳 317. 气体回收罐V0107 318. 缓冲罐选型 318. 1 V0101醋酸缓冲罐 318. 2 V0102氧气缓冲罐 328. 3 V0103乙烯缓冲罐 328.4 V0201回收醋酸贮罐 328. 5 V0203 粗 VAM 贮槽 329. 回流罐选型 329. 1 T0203 塔顶 V0205 回流罐 329. 2 T0204 塔顶 V0206 回流罐 339. 3 T0206 塔顶 V0207 回流罐 339.4 T0207 塔顶 V0208 回流罐 3310. 液液分离罐选型 3310. 1 V0202 分离罐 3310. 2 V0204 分离罐 3311. 废液储罐V0209 3412. 储罐、回流罐、缓冲罐、液液分离罐选型一览表 35第五章静态混合器 371. 静态混合器概述 372. 静态混合器类型和结构 373. 以氧气混合器X0101为例 394. 静态混合器选型结构 40第一章气液分离器设计1. 设计依据《工艺系统工程设计技术规定气-液分离器设计》 HG/T20570.8-19952. 气液分离器的分类2.1立式和卧式重力分离器(1) 重力分离器适用于分离液滴直径大于200pm的气液分离。
2) 为提高分离效率，应尽量避免直接在重力分离器前设置阀件、加料及 引起物料的转向3) 液体量较多，在高液面和低液面间的停留时间在6~9min,应采用卧式 重力分离器4) 液体量较少，液面高度不是由停留时间来确定，而是通过各个调节点 间的最小距离100mm来加以限制的，应采用立式重力分离器2. 2立式和卧式丝网分离器(1) 丝网分离器适用于分离气体中直径大于10〜30pim的液滴；(2) 丝网分离器主要部件为一固定安装的丝网，由丝网和上下支承栅条组 成丝网材料可采用不同的金属或非金属材料如：不锈钢、蒙乃尔合金、锲、 铜、铝、碳钢、锂、耐腐蚀、耐热锲合金、聚氯乙烯和聚乙烯等；(3) 丝网分离器通常规格是丝网的丝直径为0.22mm~0.28mm,丝网的厚度 约为］00mm~ 15 0mm4) 丝网参数如下：表1-1丝网参数一览3.设计目标(1) 气液混合物进入气液分离罐时能均匀分散，利于气液分开;(2) 气液分离罐的体积能满足气液体及负荷；(3)气液分离罐有足够的壁厚，能满足分离的温度和压力要求4. 气液分离器的设计(以V0105汽水分离器为例)4.1气液分离器工艺参数表1-2气液分离器工艺参数进口补充物参数进口物料料液体出料气体出料温度/°C14090140140压力/MPa0.3610.3610.3610.361气相分率0.767001摩尔流率/ (kmol/h)1601.851108.061601.851108.03质量流率/ (kg/h)28857.91996228857.919961.5体积流率/ (m3/h)1170921.53310546.34.2类型选择因分离液体量较少，选择卧式丝网分离器来完成该气液分离过程。
4. 3尺寸设计设备尺寸设计的依据是气液两相流量以及停留时间:表1-3气液两相数据液相气相VL=33m3/hVG=10546.3m3/hpL = 874.6kg/m3pG = 1.89kg/m3T=140°CT=140°CP=0.361MPaP=0.361MPaVmax=135%Vmin=70%停留时间设为T=6min4.3.1丝网自由截面上的气体流速(ug)的计算用常数(Kg)的计算方法PL Pg、Pg j、0.5式中:uc —-与丝网自由横截面积相关的气体流速，m/s;Pl、Qg—分别为液体和气体的密度，kg/m3；Kg—常数，通常 Kg=0.107o如果气流中有较大的液体量被分离，则建议采用Kg=0.075o在高粘度液体、 高压或高真空工艺中，Kg可采用0.06o由于气流中被分离液体量较少，所以Kg=0.075o(p,-pcT cmr f874.6-1.89V5 er” ,uc = Kc =0.107x = 2.300m/sI PG ) I L894.3.2气液分离器尺寸计算(1) 丝网直径计算式：Dg =0.0188xf^^^ =0.0188xf10546'3><1'35) = 1.479m = 1479mm{ uG ) " 2.300 )(2) 容器直径容器直径(D)至少要比丝网直径大100mm (考虑安装固定)，取容器直径 为 1600mm o(3) 高度(Hl) 3.3气液分离器接管计算则卧式丝网分离器的筒体高度取为：H = Hl + tzmin + △ = 2.217 + 0.3 + △ = 2.8m(1) 入口接管两相混合物的入口接管的直径应符合下式要求：pcu^L < 1500Pa式中：UGL----接管内两相流速，m/s;Pg----气相密度，kg/m3;由此导出：Dp > 3.02 xlO 3x (VL +VG)05 xp：*式中：Dp—接管直径，m;Vl----液体体积流量，m3/h；Vg----气体体积流量，m3/h；则该气液分离器的入口接管直径为Dp > 3.02x 10 3 x [(33 +10546.3) x 1.35]°5 x 1.89°25 = 0.423m取 Dp=500mm。
2) 出口接管液体、气体的出口接管的直径，不得小于连接管道的直径液体出口接管可 以用小于等于lm/s的流速来设计气体出口流速取决于气体密度，密度小时，最大出口流速扁,max=2SI s 密度大时，选用较小的气体出口流速任何情况下，较小的气体出口流速有利于分离气体出口接管的直径如下：由于气体出口流速=两相进口流速，当气体密度小时，最大出口流速WG,max - 20/77 ! S °密度大时，选用较小的气体出口流速此处选择气体流速为18m/So则气相出口管径如下:0.785 xvG110546.3/3600V 0.785x18=0.455m = 455mm圆整得：d=500mm液体出口接管的直径如下：取液体流速为lm/s133/3600V 0.785x1=0.025m = 25mm圆整得d=30mmo4. 3.4气液分离器设计小结气液分离器设计温度160°C设计压力0.38MPa直径1.6m总高度2.8m入口接管管径500mm气体出口接管管径500mm液体出口接管管径30mm4.4气液分离器选型一览表位号分离器名称分离器类型直径/mm高度/mm材料重量/kg数量V0104液滴分离器立式丝网分 离器24003600316L23111V0105汽水分离器卧式丝网分 离器1600280030417831V0106脱气槽立式丝网分 离器24003600316L23111V0108气液分离器立式丝网分 离器18003600316L1884.11V0109气液分离器立式丝网分 离器18003600316L1884.11V0110气液分离器立式丝网分 离器8001600304792.81V0301气液分离器立式丝网分 离器400700304542.51V0302气液分离器立式丝网分 离器400700304542.51V0303气液分离器立式丝网分 离器3007003045321第二章泵的选型1. 泵的概述泵属于通用机械，主要用于工艺管线中流态物料的输送，在国民经济各部门 中用来输送液体的泵种类繁多，用途很广，如水利工程、农田灌溉、化工、石油、 采矿、造船、城市给排水和环境工程等。
选择合适的泵或泵组，可以使整个过程 的物料输送处于正常工作状态并使各工艺段的稳定操作得到保障因此，在泵的 选型中，物料性质和工艺流程参数是泵选型的重要依据，所有流体输送机械均是 根据工艺流程和操作变化范围并综合考虑经济效益而确定的在各种泵中，尤以 离心泵应用最为广泛，因为它的流量、扬程及性能范围均较大，并具有结构简单、 体积小、重量轻、操作平稳、维修方便等优点下图1-1为泵的适用范围100000流 a/gal-min-110 100 1000 10000 100000100(x)1000100 G.s、Jq<成出图2-1泵的适用范围2. 泵类型和特点泵的类型很多，分类也不尽统一按泵作用于液体的原理可将泵分为叶片式 和容积式两大类叶片式泵是有泵内的叶片在旋转时产生的离心力作用将液体吸 入和压出容积式泵是由泵的活塞或转子在往复或旋转运动中产生挤压作用将液 体吸入压出叶片式泵又因泵内叶片结构形式不同分为离心泵（屏蔽泵、管道泵、 自吸泵、无堵塞泵）、轴流泵和漩涡泵容积式泵分为往复泵（活塞泵、柱塞泵、 隔膜泵、计量泵）和转子泵（齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、罗茨。