乙醇12水體系精餾塔設(shè)計(jì)

1、10/24/2021 化工原理課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)化工原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：乙醇精餾塔姓名：梅超風(fēng)班級(jí)：化學(xué)與化工學(xué)院09級(jí)1班學(xué)號(hào)：070702004指導(dǎo)教師： 黃藥師前言 精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。 蒸氣由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回

2、流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕?。精餾塔的工作原理是根據(jù)各混合氣體的汽化點(diǎn)（或沸點(diǎn)）的不同，控制塔各節(jié)的不同溫度，達(dá)到分離提純的目的。化工生產(chǎn)常需進(jìn)行液體混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的，精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對(duì)選擇、設(shè)計(jì)和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。要想把低純度的乙醇水溶液提升到高純度，要用連續(xù)精餾的方法，因?yàn)橐掖己退膿]發(fā)度相差不大。精餾是多數(shù)分離過程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽

3、化和部分冷凝的過程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離?；S中精餾操作是在直立圓形的精餾塔內(nèi)進(jìn)行的，塔內(nèi)裝有若干層塔板或充填一定高度的填料。為實(shí)現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液?？芍?，單有精餾塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還要配原料液預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。 本次設(shè)計(jì)的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計(jì)針對(duì)二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完整的精餾設(shè)計(jì)過程。 本設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)方案的選取，主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算物料衡算、熱量衡算、工藝參數(shù)的選定、設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝尺寸的設(shè)

4、計(jì)計(jì)算，輔助設(shè)備的選型，工藝流程圖，主要設(shè)備的工藝條件圖等內(nèi)容。通過對(duì)精餾塔的運(yùn)算，調(diào)試出塔的工藝流程、生產(chǎn)操作條件及物性參數(shù)，以保證精餾過程的順利進(jìn)行并使效率盡可能的提高。目 錄一、緒論31.1課程設(shè)計(jì)的目的31.2設(shè)計(jì)依據(jù)31.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)31.3.1設(shè)計(jì)題目31.3.2設(shè)計(jì)任務(wù)及條件：31.4設(shè)計(jì)內(nèi)容：41.5設(shè)計(jì)成果4二、塔的工藝計(jì)算42.1工藝過程42.1.1物料衡算42.1.2理論及實(shí)際塔板數(shù)的確定52.1.3 塔的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)72.1.4 精餾塔塔徑的計(jì)算72.2塔板主要工藝尺寸的計(jì)算132.2.1溢流裝置計(jì)算132.2.2降液管142.2.3 塔板布置15三、流體力學(xué)驗(yàn)算16

5、3.1 氣體通過浮閥塔板的壓力降（單板壓降）163.2液泛驗(yàn)算173.3. 霧沫夾帶驗(yàn)算173.4 液體在降液管中的停留時(shí)間183.5 操作性能負(fù)荷圖183.5.1 氣相負(fù)荷下限圖（漏液線）183.5.2 過量液沫夾帶線183.5.3 液相負(fù)荷下限線193.5.4 液相負(fù)荷上限線193.5.5 液泛線19四、設(shè)備的計(jì)算及選型214.1冷凝器負(fù)荷214.2 再沸器熱負(fù)荷22五、浮閥塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果22六、精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)246.1精餾塔塔體材料、內(nèi)徑、壁厚和強(qiáng)度校核246.1.1精餾塔塔體材料的選擇246.1.2精餾塔的內(nèi)徑246.1.3壁厚的計(jì)算246.1.4強(qiáng)度校核256.2封頭的選型依據(jù)，材料

6、及尺寸規(guī)格256.2.1封頭的選型依據(jù)256.2.2封頭材料的選擇256.2.3 尺寸規(guī)格266.2.4封頭的高266.2.5封頭的壁厚266.3精餾塔的塔板類型選擇266.4塔板結(jié)構(gòu)及與塔體的連接形式276.5降液管的形式276.6受液盤的設(shè)計(jì)276.7塔節(jié)的設(shè)計(jì)276.8塔體各部分高度設(shè)計(jì)286.9塔體各開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)286.9.1 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法286.9.2開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)296.10塔體各接管設(shè)計(jì)（選型、尺寸、連接形式、是否補(bǔ)強(qiáng)）296.11塔體手孔及人孔的設(shè)計(jì)316.12.除沫器的設(shè)計(jì)316.13.支座設(shè)計(jì)31一、緒論1.1課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是“化工原理”課程的一個(gè)總結(jié)性教學(xué)環(huán)

7、節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)先修課程的基礎(chǔ)知識(shí)去解決某以設(shè)計(jì)任務(wù)的一次訓(xùn)練，在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中起著培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力的重要作用，通過課程設(shè)計(jì)就以下幾方面要求學(xué)生加強(qiáng)訓(xùn)練。（1） 查閱資料選用公式和收集數(shù)據(jù)的能力。（2） 樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作上的勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計(jì)思路，在這種設(shè)計(jì)思路的指導(dǎo)下去分析和解決實(shí)際問題的能力。（3） 迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算和計(jì)算機(jī)繪圖的能力。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)課程設(shè)計(jì)方案選定所涉及的主要內(nèi)容有：操作壓力、進(jìn)料狀況、加熱方式及其熱能的利用。（1） 操作壓力精餾常在常壓，加壓或減壓下進(jìn)行，確定操作壓力主要是根據(jù)處

8、理物料的性質(zhì)，技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性來考慮的。一般來說，常壓精餾最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，若無聊無特殊要求，應(yīng)盡量在常壓下操作。加壓操作可提高平衡溫度，有利于塔頂蒸汽冷凝熱的利用，或可以使用較便宜的冷卻劑，減少冷凝，冷卻費(fèi)用。在相同的塔徑下，適當(dāng)提操作壓力還可以提高塔德處理能力。所以我們采用塔頂壓力為1.03atm進(jìn)行操作。 （2） 進(jìn)料狀況 進(jìn)料狀態(tài)有多種，但一般都是將料液預(yù)熱到泡點(diǎn)或接近泡點(diǎn)才送入塔中，這樣，進(jìn)料溫度不受季節(jié)，氣溫變化和前道工序波動(dòng)的影響，塔的操作也比較好控制。此外，泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，精餾段和提餾的塔徑相同，設(shè)計(jì)制造比較方便。（3）加熱方式 精餾塔通常設(shè)置再沸器，采用間接蒸汽加熱，以

9、提供足夠的能量，若待分離的物系為某種輕組分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加熱方式，但在塔頂輕組分回收率一定時(shí)，由于蒸汽冷凝水的稀釋作用，使殘液輕組分濃度降低，所需塔板數(shù)略有增加。（4）熱能的利用 精餾過程的原理是多次進(jìn)行部分汽化和冷凝，因此熱效率很低，通常進(jìn)入再沸器的能量?jī)H有5%左右被利用。塔頂蒸汽冷凝放出的熱量是大量的。但其位能較低，不可能直接用來做塔釜的熱源，但可用作低溫?zé)嵩?，供別處使用?；蚩刹捎脽岜眉夹g(shù)，提高溫度后在用于加熱釜液。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)1.3.1設(shè)計(jì)題目乙醇精餾塔1.3.2設(shè)計(jì)任務(wù)及條件：要求：塔頂產(chǎn)品的乙醇含量不少于90（質(zhì)量分率 塔底殘液的乙醇含量不大于0.5（質(zhì)量分

10、率）（1）、進(jìn)料含乙醇38.2，其余為水（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）（2）、生產(chǎn)乙醇含量不低于93.1；（3）、釜?dú)堃褐幸掖己坎桓哂?.01；（4）、生產(chǎn)能力50000t/y乙醇產(chǎn)品，年開工7200小時(shí)（5）、操作條件： a、間接蒸汽加熱；b、塔頂壓力：1.03atm（絕對(duì)壓強(qiáng)）c、進(jìn)料熱狀態(tài)：泡點(diǎn)進(jìn)料；d、回流比：r=5 e、單板壓降:75mm液注1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容： （1）、流程的設(shè)計(jì)與說明； （2）、塔板和塔徑的計(jì)算； （3）、塔盤結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)： a、浮閥塔盤工藝尺寸及布置簡(jiǎn)圖； b、流體力學(xué)驗(yàn)算； c、塔板負(fù)荷性能圖。 （4）、其它：a、加熱蒸汽消耗量； b、冷凝器的傳熱面積及冷卻水的消耗量1.

11、5設(shè)計(jì)成果 （1）、設(shè)計(jì)說明書一份 （2）、a4設(shè)計(jì)圖紙包括：流程圖、精餾塔工藝條件圖。二、塔的工藝計(jì)算2.1工藝過程2.1.1物料衡算wf=38.2 wd=93.1 ww=0.01 m乙醇=46g/mol m水=18g/molxf=0.1948xd=0.8408xw=0.0000396qn,d=+=16.717kmol/h qn,f=qn,d+qn,w qn,fxf=qn,dxd+qn,wxw 由式可知qn,f=72.1804 kmol/hqn,w=55.4634 kmol/h表1 物料衡算數(shù)據(jù)記錄f72.1804 kmol/hxf0.1948d16.717kmol/hxd0.8408w55

12、.4634 kmol/hxw0.00003962.1.2理論及實(shí)際塔板數(shù)的確定a) 由相平衡方程式y(tǒng)=，可得a= 根據(jù)乙醇-水體系的相平衡數(shù)據(jù)可以查得： y1=xd=0.8408 x1=0.830 ad=1.0817 yf=0.525 xf=0.1948 af=4.569 yw=0.00035 xw=0.0000396 aw=8.8411平均相對(duì)揮發(fā)度的求?。壕s段的平均相對(duì)揮發(fā)度的求取：泡點(diǎn)進(jìn)料：所以理論塔板數(shù)為n=11塊確定適宜的進(jìn)料板位置：由上式知 n1=3.84即第4層理論數(shù)為進(jìn)料板b) 根據(jù)乙醇-水體系的相平衡衡數(shù)據(jù)可以查得：塔頂： td=78.27塔底： 塔頂和塔釜的算術(shù)平均溫度：

13、由化工原理（第三版，化學(xué)化工出版社，王志魁）書中附表12查得：在89.085下，根據(jù)公式得由奧康奈爾關(guān)聯(lián)式：球的實(shí)際塔板數(shù) 取n=212.1.3 塔的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1.4 精餾塔塔徑的計(jì)算a. 查的有關(guān)乙醇與水的安托因方程： 乙醇:水：進(jìn)行試差，求的塔頂、進(jìn)料板、及塔釜的壓力和溫度：(1) 塔頂： ，(2) 進(jìn)料板位置：nf=4 精餾段實(shí)際板層數(shù)：每層塔板壓降： 進(jìn)料板壓力： 進(jìn)料板：(3) 提餾段實(shí)際板層數(shù)：塔釜壓力：塔釜：求得精餾段和提餾段的平均壓力和溫度：精餾段： 提餾段： b.平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算：塔頂：進(jìn)料板：塔釜：精餾段平均摩爾質(zhì)量： 提餾段的平均摩爾質(zhì)量：表2 平均摩爾質(zhì)量塔頂精餾

14、段平均摩爾質(zhì)量進(jìn)料板提餾段平均摩爾質(zhì)量塔釜c.平均密度的計(jì)算： 1）氣相平均密度的計(jì)算：精餾段氣相平均密度計(jì)算：提餾段平均密度計(jì)算：2）液相平均密度計(jì)算： 塔頂：進(jìn)料板：塔釜：精餾段液相平均密度：提餾段液相平均密度： 表3 液相平均密度的計(jì)算塔頂塔釜0.9310.0001進(jìn)料板精餾段液相平均密度提餾段液相平均密度0.382d液體平均表面張力的計(jì)算液體平均表面張力按下式計(jì)算：塔頂：,由化工原理（第三版，化學(xué)工業(yè)出版社，王志魁）附錄二十進(jìn)料板： 塔釜：,查附錄：得：精餾段液體表面平均張力：提餾段液體表面平均張力：塔頂81.63塔釜104.5517.31562.28557.9724.9557.97進(jìn)

15、料板96.14精餾段液體表面平均張力38.0251659.578提餾段液體表面平均張力54.53551.1e.液體平均黏度的計(jì)算液體平均黏度的計(jì)算按下式計(jì)算：塔頂：,查由化工原理（第三版，化學(xué)工業(yè)出版社，王志魁）附錄十二，得：進(jìn)料板：，查附錄：，得：精餾段液體平均黏度：提餾段液體平均黏度：塔頂81.63塔釜104.550.490.270.35180.230.4360.23進(jìn)料板96.14精餾段液體平均黏度0.3620.310.25提餾段液體平均黏度0.2460.261表5 液體平均黏度計(jì)算f.汽液相體積流率計(jì)算：精餾段氣相體積流率：液相體積流率：提餾段氣相體積流率：液相體積流率：表6 汽液相體

16、積流率計(jì)算0.784g.塔徑的計(jì)算塔徑的確定，需求，c由下式計(jì)算：,由smith圖查取。取板間距，板上液層高度，則（1） 精餾段塔徑的確定：圖的橫坐標(biāo)為查smith圖得：=0.063 =0.0716 取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣數(shù)為：則精餾塔塔徑（2） 提餾段塔徑的確定： 橫的坐標(biāo)為：查smith圖得：=0.065 取安全系數(shù)為0.7，則空塔氣速為則精餾塔塔徑（3）按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后，塔截面積：精餾段實(shí)際空塔氣速為：提餾段實(shí)際空塔氣速為：2.2塔板主要工藝尺寸的計(jì)算2.2.1溢流裝置計(jì)算因塔徑，可選用單溢流弓形降液管a. 堰長單溢流：，取b. 溢流堰高度因?yàn)?，選用平直堰，堰上液層高度可用fran

17、cis計(jì)算，即精餾段：，查上圖得：，則取板上清夜層高度，故提餾段：，查的，則，取板上清液層高度，故2.2.2降液管(1)降液管高度和截面積因?yàn)椋橄聢D（弓形降液管參數(shù)圖）得：，所以，依下式驗(yàn)算液體在降液管中停留的時(shí)間：精餾段：提餾段：故降液管設(shè)計(jì)合理。(2)降液管底隙高度降液管底隙高度依下式計(jì)算：，取則精餾段：，即提餾段：，即故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。2.2.3 塔板布置(1) 塔板的分塊 因?yàn)椋仕宀捎梅謮K式，查表得，塔板分為3塊。 表 塔板分塊數(shù)塔徑/mm8001200140016001800200022002400塔板分塊數(shù)3456(2) 邊緣區(qū)寬度的確定溢流堰前的安定區(qū)寬度：，邊緣區(qū)

18、寬度：(3)開孔區(qū)面積計(jì)算開孔區(qū)面積按下式計(jì)算：，其中，故(4)浮閥塔計(jì)算及其排列采用型重閥，重量為33，孔徑為39mma. 浮閥數(shù)目浮閥數(shù)目按下式計(jì)算：,氣體通過閥孔的速度：，取動(dòng)能因數(shù)則精餾段：，個(gè)提餾段：，個(gè)b. 排列c. 由于采用分塊式塔板，故采用等邊三角形叉排。設(shè)相近的閥孔中心距，畫出閥孔排列圖（如下圖）：通道板上可排閥孔26個(gè)。弓形板可排閥孔24個(gè)，所以總閥孔數(shù)目為個(gè)。c.校核1）精餾段：氣體通過閥空的實(shí)際速度：實(shí)際動(dòng)能因素：2）提餾段氣體通過閥孔的實(shí)際速度：實(shí)際動(dòng)能因素：3）開孔率，開孔率在之間，且實(shí)際動(dòng)能因素在之間，滿足要求。三、流體力學(xué)驗(yàn)算3.1 氣體通過浮閥塔板的壓力降（單

19、板壓降）單板壓降：閥片全開前：,閥片全開后：，取兩者中較大者，則取板上液層充氣因數(shù)，那么氣體克服液體表面張力所造成的阻力可由下式計(jì)算：但由于氣體克服液體表面張力所造成的阻力通常很小，可忽略不計(jì)。（1）精餾段：（2）提餾段：3.2液泛驗(yàn)算降液管內(nèi)泡沫液層高度可按下式計(jì)算：浮閥塔德液面落差不大，?？珊雎圆挥?jì)（1）精餾段 塔板上不設(shè)進(jìn)口堰時(shí)：取，（2）提餾段 塔板上不設(shè)進(jìn)口堰時(shí)：取，3.3. 霧沫夾帶驗(yàn)算泛點(diǎn)百分率可取下列兩式計(jì)算，取計(jì)算結(jié)果中較大的數(shù)值：,(1) 精餾段：（2）提餾段：3.4 液體在降液管中的停留時(shí)間（1）精餾段：（2）提餾段：3.5 操作性能負(fù)荷圖3.5.1 氣相負(fù)荷下限圖（漏液

20、線）(1)精餾段：(2)提餾段：3.5.2 過量液沫夾帶線取(1) 精餾段：得(2) 提餾段：得3.5.3 液相負(fù)荷下限線(1)精餾段：得：(2)提餾段：得：3.5.4 液相負(fù)荷上限線3.5.5 液泛線液泛線方程：(1) 精餾段：(2) 提餾段：液相下限 操作性能負(fù)荷圖操作線液泛線(1) 精餾段 ：由圖可知，該塔的操作上限為過量液沫夾帶控制，下限為漏液控制。由圖可讀得：，漏液線液沫夾帶線液相上限所以，塔的操作彈性為(2)提餾段：由圖可知，該塔德操作上限為霧沫夾帶控制，下限為漏液控制。由圖可讀得：，所以，塔德操作彈性為四、設(shè)備的計(jì)算及選型4.1冷凝器負(fù)荷按泡點(diǎn)回流設(shè)計(jì)，即飽和蒸汽冷凝且回流，采用

21、25的水作為冷卻劑，逆流操作，則 查液體的氣化潛熱圖，可知塔頂溫度81.63下，乙醇的氣化潛熱：水的氣化潛熱：故又由于則因?yàn)樗岳鋮s水的消耗量，所以4.2 再沸器熱負(fù)荷采用飽和水蒸汽間接加熱，逆流操作，則查的塔釜溫度104.55下，乙醇?xì)饣瘽摕幔核畾饣瘽摕幔汗室驗(yàn)樵O(shè)備蒸汽熱損失為加熱蒸汽供熱量的5%，所以所需蒸汽的質(zhì)量流量為：_加熱蒸汽的冷凝潛熱，五、浮閥塔工藝設(shè)計(jì)結(jié)果 項(xiàng)目數(shù)值 塔徑d/m0.9 板間距0.35板上液層高度0.05空塔氣速精餾塔1.233提餾塔1.19 溢流堰長度 0.54溢流堰高度精餾段0.03995提餾段0.0396 降液管截面積0.035 降液管高度0.1035降液管底

22、隙高度精餾段0.025提餾段0.0262 浮閥數(shù)n/個(gè)（等邊三角形叉排）74 開孔率%13.14實(shí)際動(dòng)能因數(shù)f0精餾段10.78提餾段8.75閥孔氣速精餾段9.38提餾段9.06孔閥中心距塔板壓降精餾段0.0644提餾段0.0574液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間精餾段13.09提餾段12.35降液管內(nèi)的清液高度精餾段0.115135提餾段0.108152氣相負(fù)荷下限精餾段0.364提餾段0.433液相負(fù)荷下限精餾段0.000436提餾段0.000434液相負(fù)荷上限0.00245操作彈性精餾段3.986提餾段4.24六、精餾塔設(shè)備設(shè)計(jì)6.1精餾塔塔體材料、內(nèi)徑、壁厚和強(qiáng)度校核6.1.1精餾塔塔體材料的

23、選擇精餾塔塔體材料：依據(jù)：我們的操作壓力是1.03，最大的操作溫度為104.55，并且所要分離的物質(zhì)是乙醇和水，對(duì)材料的腐蝕性不大，在滿足條件的材料中的價(jià)格相對(duì)便宜，所以選擇。6.1.2精餾塔的內(nèi)徑 6.1.3壁厚的計(jì)算當(dāng)在616mm的范圍內(nèi)時(shí)，操作壓力，設(shè)計(jì)壓力為：， 選取雙面焊無損檢測(cè)的比例為全部，所以計(jì)算壁厚：，取=0.6 ，=2所以 圓整后取（因?yàn)檫x用材料的設(shè)備最小的壁厚為6mm，即6.1.4強(qiáng)度校核(1)求水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力。因?yàn)榈们O限，所以， 又因?yàn)闉?，中較大者，計(jì)算比較得：代入得：，水壓試驗(yàn)滿足要求。6.2封頭的選型依據(jù)，材料及尺寸規(guī)格6.2.1封頭的選型依據(jù)封頭的選型：標(biāo)準(zhǔn)的

24、橢圓封頭選型依據(jù)：從工藝操作 考慮，對(duì)封頭形狀無特殊要求。球冠形封頭、平板封頭都存在較大的邊緣應(yīng)力，且采用平板封頭厚度較大，故不宜采用。理論上應(yīng)對(duì)各種凸形封頭進(jìn)行計(jì)算、比較后，再確定封頭形狀。但由定性分析可知：半球形封頭受力最好，壁厚最薄，但深度大，制造較難，中、低壓小設(shè)備不宜采用；碟形封頭的深度可通過過渡半徑r加以調(diào)節(jié)，但由于碟形封頭母線曲率不連續(xù)，存在局部應(yīng)力，故受力不如橢圓形封頭；標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭制造比較容易，受力狀況比碟形封頭好，故可采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。6.2.2封頭材料的選擇 封頭材料：6.2.3 尺寸規(guī)格6.2.4封頭的高因?yàn)殚L軸：短軸=2 即：所以其中精餾塔的內(nèi)徑封頭的高直邊高度為

25、：（查jb/t4337-95可知）6.2.5封頭的壁厚計(jì)算壁厚：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，k=1取封頭是由整塊鋼板沖壓而成，所以圓整后取強(qiáng)度校核校核筒體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度，根據(jù)式式中， ，滿足條件。且，所以滿足條件。6.3精餾塔的塔板類型選擇塔板類型：浮閥塔依據(jù)：泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，氣體通過每層塔板的壓降大。篩板塔沒有升氣管和泡罩，篩板塔操作時(shí)液體橫過塔板，氣體則自板上小孔（篩孔）鼓泡進(jìn)入板上液層。當(dāng)氣速過低時(shí)篩孔會(huì)漏液；若氣速過高，氣體會(huì)通過篩孔后排開板上液體徑自向上方?jīng)_出，造成過量液沫夾帶即嚴(yán)重軸向混合。與之相比浮閥塔的生產(chǎn)能力比泡罩塔約大20%40%，操作彈性可達(dá)79，板效率比泡罩塔約高15

26、%，制造費(fèi)用為泡罩塔的60%80%。所以采用浮閥塔。6.4塔板結(jié)構(gòu)及與塔體的連接形式塔板設(shè)計(jì)要求：應(yīng)滿足具有良好的拐度并且方便拆裝塔板形式：自身梁式塔板塔板結(jié)構(gòu)：矩形板。它是將矩形板沿其長邊向下彎曲而成，從而形成梁和塔板的統(tǒng)一整體。自身梁式矩形板僅有一邊彎曲成梁，在梁板過渡處有一凹平面，以便與另一塔板實(shí)現(xiàn)搭接安裝并與之保持在同一水平面。連接形式：根據(jù)人孔位置及檢修要求，分塊式塔盤板間的連接分為上可拆連接和上下均可拆連接兩種。常用的緊固件式螺栓和橢圓墊片。塔盤板安放于焊在塔壁上的支持圈上。 6.5降液管的形式采用弓形降液管依據(jù)：因?yàn)楣谓狄汗芫哂休^大的降液面積 ，氣液分離效果好，降液能力大。6.6受液盤的設(shè)計(jì)采用凹形受液盤依據(jù)：因?yàn)樗杀ＷC液體采出側(cè)線滿液，即使在高蒸汽流速和低液體流量下仍能保證液封，對(duì)流出降液管的液體有緩沖作用，減少對(duì)塔盤入口區(qū)的沖擊力。6.7塔節(jié)的設(shè)計(jì)因?yàn)樗闹睆?00mm,如果再采用整塊式塔盤，則由于剛度的要求，勢(shì)必要增加塔盤板的厚度，而且在制造、安裝和檢修等方面很不方便。為了便于安裝所以采用分塊式塔盤。查表得，塔板分為3塊。此時(shí)，塔盤無需分成塔節(jié)。 表 塔板分塊數(shù)塔徑/mm800120014001600180020002200240