燕山大学里仁学院化工专业课程设计
热损失按5％考虑，热平衡方程为0.95（Q1?Q2+Q3）=Q4?Q5
代人数据：0.95(1.54?107?5.369?105?4.74?106)?(152178.94?62760)t 解得 t=91.39℃
2.8 丙烯蒸发器热量衡算
(1)计算依据 蒸发压力0.405MPa；加热剂用O℃的冷冻盐水，冷冻盐水出口温度
-2℃;丙烯蒸发量l002.3kg/h。
(2)有关数据
A. 0.405MPa下丙烯的沸点为-l3℃，汽化热410kJ／kz B. 0 405MPa下丙烷的沸点为-5℃，汽化热376.6kJ／kg (3)热衡算求丙烯蒸发器的热负荷和冷冻盐水用量 A. 丙烯蒸发吸收的热Q1
Q1?942.06?410?3.86?105kJ/h B. 丙烷蒸发吸收的热Q2。
Q2?174.16?376.6?6.56?104kJ/h C. 丙烯蒸发器的热血荷Q 冷损失按l0％考虑
Q?1.1(3.86?105?6.56?104)?4.97?105kJ/h D．冷冻盐水用量
平均温度(-1℃)下，冷冻盐水比热容为3.47kJ／(kg·K) 冷冻盐水用量为
4.97?105W??71577.5kg/h
3.47[0?(?2)]2.9 丙烯过热器热量衡算
(1)计算依据 丙烯进口温度-13℃，出口温度65℃。用0.405MPa蒸汽为加热剂。 (2)热衡算 求丙烯过热器热负荷和加热蒸汽量
丙烯气的比热容为l.464kJ/(kg·K)，丙烷气比热容1.715kJ/(kg·K)，冷损失按10％考虑，需要加热蒸汽提供的热量为
Q?1.1(942.06?1.464?174.16?1.715)[65?(?13)]?1.44?10kJ/h 加热蒸汽量为
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1.44?105W??67.35kg/h
2138.上式中2138kJ/kg是0.405M Pa蒸汽的冷凝热。
2.10 氨蒸发器热量衡算 (1)计算依据
A. 蒸发压力0.405MPa。
B. 加热剂用0.405MPa饱和蒸汽。冷凝热为2138kJ/kg。
(2)有关数据0．405MPa下氨的蒸发温度为-7 C，汽化热为l276kJ／kg。
(3)热衡算求氨蒸发器的热负荷和加热蒸汽用量 冷损失按10％考虑，氨蒸发器的热负荷为 Q?400.38?1276?1.1?5.62?105kJ/h
5.62?105?262.85kg/h 加热蒸汽量为 W?21382.11 气氨过热器 (1)计算依据
A．气氨进口温度-7℃，出口温度65℃。 B. 用0.405MPa蒸汽为加热剂。 C．气氨流量366.36kg/h。
(2)热衡算 求气氨过热器的热负荷和加热蒸汽用量
氨气的比热容为2.218kJ/(kg.K)，冷损失按10％考虑，气氨过热器的热负荷为 Q?400.38?2.218[65?(?7)]?1.1?7.03?104kJ/h 加热蒸汽用量为
7.03?104?32.90kg/h W?21382.12 混合器
(1)计算依据 气氨进口温度65℃．流量366.36kg/h。
丙烯气进口温度65℃，流量942.06kg/h，丙烷气进口温度65℃，流量174.16kg/h。 出口混合气温度110℃。湿空气来自空气加热器
(2)热衡算
求进口温空气的温度t 以0℃为热衡算基准。
C3H6、C3H8、NH3，在0～65℃的平均比热容如下表
组分
C3H6 22
C3H8 NH3 燕山大学里仁学院化工专业课程设计
Cp
1.569 1.82 2.197 A．气态丙烯、丙烷带入热Q1．
Q1?(942.06?1.569?174.16?1.82)(65?0)?1.17?105kJ/h
B．气态氨带入热Q2
Q2?400.38?2.197(65?0)?5.72?104kJ/h C．温空气带入热Q3
N2 、O2和蒸汽0～136℃的平均比热容分别为1.046kJ/(kg?K)、1.841kJ/(kg?K)和
1.925kJ/(kg?K)
Q3?(5434.15?1.046?1650.85?1.841?1211.92?1.925)(t?0)?11056.28tkJ/h
D．混合器出口气体带出热Q4
Q4?(942.06?1.569?174.16?1.82?400.38?2.197?5434.15?1.046?1650.85?1.841?1211.92?1.925)(110?0)?1.51?10kJ/hE. 热衡算求进口湿空气的温度t 热损失按l0％考虑。 热衡算方程：0.9（Q1?Q2+Q3）=Q4
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（1.17?10?5.72?10+11056.28t）=1.51?10 代入数据：0.9 解得 t=136.03℃
2.13 空气加热器的热量衡算
(1)计算依据
A. 入口空气温度90℃，出口空气温度136℃。 B．空气的流量和组成如下。 组分 Kg/h 氧 1756.4 氮 5781.5 水 1288.6 合计 8826.5 546(2)热衡算 求空气加热器的热负荷和加热蒸汽量 N2 、O2和蒸汽90～
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136℃的平均比热容分别为1.046kJ/(kg?K)、1.84kJ/(kg?K)和1.925kJ/(kg?K)。 热损失按l0％考虑，空气加热器的热负荷为
Q?(5434.15?1.046?1650.85?1.841?1211.92?1.925)(136?90)?1.1?5.59?10kJ/h5
用0.608MPa的蒸汽为加热剂，其饱和温度为l64.2C，冷凝热为2066kJ/kg，加热蒸汽用量为
5.59?105?270.79kg/h W?2066三 主要设备的工艺计算
3.1 空气饱和塔 (1)计算依据
A. 进塔空气的组成和流量 组分 Kmol/h Kg/h 组分 Kmol/h Kg/h 氧 51.59 1650.85 氧 51.59 1650.85 氮 194.08 5434.15 氮 194.08 5434.15 水 8.66 155.87 水 67.33 1211.94 合计 254.33 7240.87 合计 313.00 8296.94 B. 出塔温空气的组成和流量
C．塔顶喷淋液量21620.98kg/h，温度105℃。 D．塔底排出液量20564.91kg/h，温度93.9℃。 E．塔底压力O.263MPa，塔顶压力O.243MPa。 F．人塔气温度l70℃，出塔气温度90℃。 G．填料用?50?50?4.5陶瓷拉西环(乱堆)。
(2)塔径的确定
根据拉西环的泛点速度计算公式
2wFlg[g?a???G?3???????L?0.2?L???G??]?0.022?1.75?L? (A) ???G????L??1/41/8A．塔顶处
?G?8296.94?2.135kg/m3
273?900.1013313.00?22.4??2730.24324
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?L?958kg/m3 ?L?0.282mPa?S
L=21620.98kg/h G=8296.94kg/h
把数据代人(A)式
解得 wF?1.725m/s
泛点率取75％，则气体空塔速度为 w?0.75?1.728?1.294m/s 出塔操作条件下的气量：
273?900.1013V?313.00?22.4???3886.33m3/h?1.080m3/s
2730.243塔径应为：d?B. 塔底处 ?G?1.080?1.03m
0.785?1.3077240.87?2.293kg/m3
273?900.1013232.72?22.4??2730.243 ?L?975kg/m3 ?L?0.38mPa?S
L=20564.91kg/h G=7240.87kg/h
把数据代入(A)式 解得 wF?1.705m/s
?1.70?5气体空塔速度为 w?0.75人塔气在操作条件下的气量：
1.m27s 9V?254.33?22.4?塔径应为：d?取塔径为：1.2m
273?1700.1013??3853.81m3/h?1.070m3/s 2730.2431.070?1.04m
0.785?1.263(3)填料高度
空气水饱和塔的填料高度确定须考虑两方面的要求 A. 使出塔气体中蒸汽含量达到要求。
B. 使塔顶喷淋液中的ACN等在塔内脱吸以使出塔釜液中ACN等的含量尽量低，以
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