精餾塔課程設(shè)計(jì)最新模板

1、目錄一、概述二、設(shè)計(jì)方案和工藝流程的確定三、塔的物料衡算四、回流比確定五、塔板數(shù)的確立六、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算七：塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算八、塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算十、熱量衡算十一、篩板塔的設(shè)計(jì)結(jié)果總表十二、輔助設(shè)備選型及接管尺寸十三、精餾塔機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算十四、設(shè)計(jì)中的心得體會(huì)一、概述：塔設(shè)備是煉油、化工、石油化工等生產(chǎn)廣泛應(yīng)用的氣液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，可分為板式塔和填料塔。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過(guò)板上液層進(jìn)行質(zhì)，熱傳遞，氣液相組成呈階梯變化，屬逐漸接觸逆流操作過(guò)程。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流而上（也有并流

2、向下者）與液體接觸進(jìn)行質(zhì)熱傳遞，氣液組成沿塔高連續(xù)變化，屬微分接觸操作過(guò)程。工業(yè)上對(duì)塔設(shè)備的要求： （ 1）生產(chǎn)能力大；（2）傳質(zhì)傳熱效率高;(3)氣流的摩擦阻力?。唬?4）操作穩(wěn)定， 適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大； （ 5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 材料耗用量小 （ 6）制作安裝容易，維修方便。（ 7）設(shè)備不易堵塞，耐腐蝕。其中板式塔又可分為有降液管的塔板（如泡罩塔，浮閥塔，篩板塔，舌型，S 型等）和無(wú)降液管的 （如穿流式篩板，穿流式波紋板） 該課程涉及到的是板式塔中的浮閥塔，其廣泛用于精餾、 吸收、和解吸等過(guò)程。其主要特點(diǎn)是再塔板的開(kāi)孔上裝有可浮動(dòng)的浮閥，氣流從浮閥的周邊以穩(wěn)定的速度水平地進(jìn)入塔板上液層進(jìn)行兩相

3、接觸，浮閥課根據(jù)氣流流速地大小上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。浮閥有盤(pán)式、條式等多種。國(guó)內(nèi)多采用盤(pán)式，其優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)能力大，操作彈性大，分離效率較大，塔板結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。此型中的F-1 型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 已經(jīng)列入部頒標(biāo)準(zhǔn)，因此型號(hào)的重閥操作穩(wěn)定性好，一般采用重閥。二、設(shè)計(jì)方案和工藝流程的確定:在此次課程涉及中主要介紹浮閥塔在精餾中的應(yīng)用， 精餾裝置包括精餾塔、 原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器、和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。熱量自塔釜輸入，物料再塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離， 由冷凝器和冷卻器的冷卻物質(zhì)將余熱帶走。 此過(guò)程中因考慮節(jié)能。另外，為保持塔的穩(wěn)定性， 流程除用泵直接送入塔原料外， 也可采用高位槽送

4、料以受泵操作波動(dòng)影響。塔頂冷凝器裝置根據(jù)生產(chǎn)情況以決定采用全凝器和分凝器。一般，塔頂分凝器對(duì)上升蒸汽雖由一定的增濃作用， 當(dāng)在石油等工業(yè)中獲取液相產(chǎn)品時(shí)往往采用全凝器， 以便于準(zhǔn)確的控制回流比。若后繼裝置使用氣態(tài)物料，則宜用分凝器操作壓強(qiáng)由常壓、低壓和高壓操作， 其取決于冷凝溫度， 一般都采用常壓， 對(duì)于熱敏性物質(zhì)或混合液沸點(diǎn)過(guò)高的物質(zhì)則宜采用減壓操作，而常壓下為氣態(tài)的物質(zhì)采用高壓操作。對(duì)于物料的進(jìn)料， 一般情況下采用冷進(jìn)料， 但是為了考慮塔的操作穩(wěn)定性， 則一把采用泡點(diǎn)進(jìn)料。.蒸餾一般采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。 對(duì)于本次的課程因?yàn)橐掖嫉膿]發(fā)度較高，宜采用間接蒸汽加熱，其優(yōu)點(diǎn)時(shí)可以利用壓強(qiáng)

5、較低的加熱蒸汽以節(jié)省操作費(fèi)用，并省掉間接加熱設(shè)備選擇回流比主要從經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)考慮，力使操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用之和最低。這個(gè)將在下面詳細(xì)的介紹。本設(shè)計(jì)采用混合原料經(jīng)原料余熱至泡點(diǎn)，送入精餾塔。 塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作為回流， 其余為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻器冷卻后送至貯槽。塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。（流程圖見(jiàn)后面附錄）三、塔的物料衡算：（一）料液及塔頂、塔底產(chǎn)品含苯摩爾分率。XF=35/ 46.070.1740 ;35/ 46.0765/18.02X =94/ 46.070.86;D94/ 46.076 /18.02XW=0.05/ 46.070.000197 ;0

6、.05/ 46.0799.95/18.02(二 ) 平均分子量。M=0.17446.07(10.174)18.0222.9 ;FM=0.86046.07(10.860)18.0242.143;DMW=0.00019746.07(1 0.000197)18.0218.026 ;(三) 物料衡算 ?？偽锪虾馑悖篋，；+W =F =4166.7易揮發(fā)組分物料衡算：0.94D，+0.005 W ，=0.354166.7=1458.345 ；聯(lián)立上面兩式得：，F(xiàn) =4166.7 kg/h=181.95 kmol/h; D ， =1550.04 kg/h=36.78 kmol/h; W ， =2616.6

7、6 kg/h=145.17 kmol/h四、回流比確定 。由（附錄 -1 ）得出最小理論回流比為Rmin=2.217五、塔板數(shù)的確立 。（一）全塔效率EtEt = 0.49( ) 0.25 1.1 0.4481 1.1 0.493 ;( 其中 4.03 ， 0.35747)（二）由后面的（附錄 3）的程序得出理論塔板數(shù) N理 54；實(shí)際塔板數(shù)： N 實(shí) N 理/ E t 54/0.493 109.53 ；所以實(shí)際塔板數(shù)等于110 塊；六、塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)計(jì)算。（一）操作壓強(qiáng)Pm精餾段平均操作壓強(qiáng)Pm101.325 0.7 104174.125kp a（二）溫度 t m，精 （ 83.75

8、+78.2） /2 =81.0 .（三）平均分子量xd=y1=0.860 ;x1=0.710 ;塔頂： MVDM=0.86046.07+(1-0.860)18.02=42.14 kg/kmol ;M=0.71046.07+(1-0.710)18.02=37.94 kg/kmol ;LDM進(jìn)料塔： MVFM=0.18346.07+(1-0.183)18.02=23.15 kg/kmol;M =0.17446.07+(1-0.174)18.02=22.90 kg/kmol;VFM則精餾段分子量:MVM精 （ 42.14+37.94） /2=40.04 kg/kmol;MLM精 =(23.15+22

9、.90)/2=23.03 kg/kmol;( 四 ) 精餾段氣液負(fù)荷計(jì)算V( R1)D(2.381)36.78124.32 kmol / hVsVVM精/(3600VM精)=0.59 m3/s ;ML=RD=2.3836.78=87.54 kmol/h ;LS=LMLM精 /(3600LM精 )=0.0007 m 3/s ;LHS3= L3600=2.52 m /s ;七：塔和塔板主要工藝尺寸計(jì)算。（一）塔徑：初選板間距 H =0.35 m ;取板上液層高度h=0.06 m ;TlHT-h l =0.35-0.06=0.29 m ;(L S/V S)（L/V） 0.5 (0.007/0.59)

10、（ 777.96/2.35） 0.5 =0.0218；查圖得： C20 0.059；C C20()0.2 0.059(38.86 ) 0.2 0.0674；2020U max= Csqrt（LV)/V=1.22 m/s ;取安全系數(shù)為0.70；則U=0.70U =0.70 1.22=0.854 m/s ;maxD sqrt(4Vs)/(U)= sqrt(40.59)/(3.140.854)=0.938 m ;按標(biāo)準(zhǔn)，塔徑園整為1.0m , 則空塔氣速為 0.75 m/s ;(二 ) 溢流裝置：采用單溢流， 弓形降液管， 平形受液盤(pán)及平形溢流堰，不設(shè)進(jìn)口堰。 各項(xiàng)計(jì)算如下：1. 溢流堰長(zhǎng)l W=

11、0.6D=0.61=0.6 m;2. 出口堰高l W/D 0.60/1 =0.60 ;l h/( l h)3.5 =9.04 ;查圖知： E 1.03；hOW=(2.84/1000)E( l h/ l W) 2/3 =(2.84/1000)1.03 (2.52/0.60)2/3 =0.008 m ;hW=hL-h OW=0.06-0.008=0.052 m ;3. 降液管的寬度 Wd 與移液管的寬度 Af l W/D 0.60/1 =0.60 ;查圖知： Wd/D 0.100 ；Af /A t 0.052;.得： W d 0.100D 0.101.0 0.10 m ;Af 0.052222;D

12、 0.0520.78 1.0 =0.041 m44. 停留時(shí)間檢驗(yàn)降液管面積AHt0.041 0.35Ls20.50 5s( 符合要求 )x5 。降液管底隙高度h取液體通過(guò)降液管底隙的流速、uo 為 0.09 m/s ;h o=ho/(l、)=0.0007/(0.600.09)=0.93 m ;W uo(三 ) ：塔板布置1 。取邊緣區(qū)寬度Wc=0.035 m ;安定區(qū)寬度Wb=0.070 m ;2. 計(jì)算開(kāi)孔區(qū)面積 Aax=D/2-(Ws +Wb)=0.5-(0.1+0.070)=0.330 m ;R=D/2-Wc=0.5-0.050=0.450 m ;A a=2 xR2x2180R2sin

13、 1x 0.572 m2 ;R(四 ) 篩孔數(shù)與開(kāi)孔率取篩孔的孔徑 d 為 5mm ; 正三角形排列，一般炭鋼的板厚為 3mm；0取 t/d0=3.0故空中心距： t=3.05.0=15.0 mm ;1.1158103Au11581030.5722944孔 ；篩孔數(shù)： nt21522.開(kāi)孔率： Ao 0.9070.90710.1% ；Aat)29(u03.開(kāi)孔面積： Ao Aa 0.101 0.572 0.0578 m2；4. 氣體通過(guò)篩孔的氣速：u0Vs / A00.59 / 0.05810.21 m/ s；（五）塔有效高度z(1041)0.3536.05 m ;( 六 )塔高計(jì)算H(n n

14、Fnp1)H TnFH FnpH pHD HB(1011141)0.3510.2140.6432.90.28.44 45.5m ;其中H：塔高；H F ：進(jìn)料板處板間距；H p ：人孔處板間距 ；H D ：塔頂空間； H B ：塔底空間； n ：實(shí)際塔板數(shù)； nF ：進(jìn)料板數(shù)；n p ：人孔數(shù)；HT ：板間距 ；.八、塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算（一）氣體通過(guò)塔板的壓降p 相當(dāng)于液柱高度hphphchlh；1.干板壓降相當(dāng)于液體高度hchc 0.051(u0 ) 2v 0.051(11.55 )22.92 0.0351 m ;c0l0.84802.9其中由 d0 / 5/3=1.67 ;查圖得 C0 0

15、.84；2.氣體穿過(guò)板上液層壓降相當(dāng)?shù)靡褐叨萮lVs0.59uaAF0.790 m/s ;AT0.788 0.041Fa =ua=0.8522.92 =1.46 ;由圖查得上液層充氣系數(shù)0 0.625hl0 hL0( hWhow ) 0.625(0.052 0.008) 0.0375m ;3. 克服液體表面張力壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?438.8610 3h777.9 9.80.00407 m ;l gd00.005由 hphc hlh 0.0228+0.0375+0.00407 0.064 m ;故單板壓降：p php g l0.064 777.9 9.81491 pa 0.7 kp在設(shè)計(jì)允許范

16、圍內(nèi)。（二）霧沫夾帶量ev 的驗(yàn)算5.7 10 63.25.710 63.2ua0.79evH T hF38.8610 30.35 2.5 0.06 0.012kg液/ kg氣<0.1 kg液/ kg氣 ；其中： hf 2.5hl ；（三）漏液的驗(yàn)算uow4.4C00.0561.13hlhl /v6.5m / s篩板的穩(wěn)定性系數(shù):K= uo / uow =11.6/6.5=1.78>1.5.故再設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生漏液。（四）液泛驗(yàn)算為了防止降液管液泛的產(chǎn)生，應(yīng)使降液管中液泛的高度H dH Thw 。依上面的公式計(jì)算的：H dhphl hd 0.074+0.06+0.00099 0.

17、135 m；Ls20.00172其中 hd0.1530.1530.00099m ;Lw h00.660.032取0.5 ；則H Thw0.5(0.40.047)0.223 m ;故 H dH Thw，在設(shè)計(jì)負(fù)荷下不會(huì)產(chǎn)生液泛根據(jù)以上的塔板各項(xiàng)流體力學(xué)驗(yàn)算，可認(rèn)為精餾段塔徑及各項(xiàng)工藝尺寸使合適的九、塔板負(fù)荷性能圖（ 1）霧沫夾帶線依上面的公式：5.7 10 6ua3.2；evH T hFhf 2.5 hW hoW2.5 hW 2.84 10 3 E 3600 LS2；30.66VsVs 1.339Vs ;ua0.788 0.041AT AF近似取 E1.0 ， hw 0.052 m ， lw 0

18、.66 m;2故得： hf0.132.415Ls3取 ev 0.1 kg 液 /kg氣 ；38.86 10 3； H T=0.35沒(méi)；2代入上面得幾個(gè)公式，化簡(jiǎn)得：Vs 1.26-13.86Ls3；在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)Ls ，依公式相應(yīng)得算出Vs 值，列于下表中：.Lsm3 / s0.210 30.3510 30.510 30.7 10 3Vsm3 / s1.211.191.171.15（二）液泛線H rhwhwhowhphd ；E 1.03；l w =0.60 m ;2210 33600Ls3how2.84E0.9659Ls3;Lw22Vs1.7 24L3s38455.7Ls;2VS2hc0

19、.051u0v0.051vC0lC0 A0lVS22.920.0510.840.0654VS2 ；0.0537802.922綜上得： hlhwhow0.625(0.0520.96 Ls3 )0.03250.6037 Ls3；h 0.00407；0.0654VS22故： hphlhhc0.3250.6037Ls30.00407；Ls2Ls2hd0.1530.1532575Ls2；Lwho0.60 0.013將： HT0.35m；H w0.052m ；0.5及上面計(jì)算出來(lái)得數(shù)據(jù)代入得：2238455.7 L2sVs1.724Ls3；在操作范圍內(nèi)取若干個(gè)Ls 值，同（一）計(jì)算得Vs 值，列表如下：L

20、sm3 / s0.210 30.3510 30.5 10 30.7 10 3Vsm3 / s1.621.581.541.50（三）液相負(fù)荷上限取液體在降液管中停留時(shí)間為4 秒。H TAf0.35 0.0410.003593/ s ;Ls,max4m.( 四 ) 漏液線（氣相負(fù)荷下限表）2由 hlhwhow0.0520.9659Ls3；Vs,min4.43Co(0.00560.13hlh )luowAo；vAo 由前面已經(jīng)算出是 0.0578m2；2得： Vs,min0.2154.094941.565Ls3；同理得下表：Lsm3 / s0.210 30.35 10 30.510 30.7 10

21、3Vsm3 / s0.4430.4460.4490.452（五）液相負(fù)荷下限表取 how 0.006 m最為液相負(fù)荷下限條件，取E 1.03；2.8423600 Ls,minhowE3lw；10002.843600Ls,min20.0061.03310000.60；故： Ls,min 4.9010 4 m3 / s ；由精餾段負(fù)荷性能圖，可知精餾段得操作彈性Vs,max 7.3265；Vs,min十、熱量衡算：（1）再沸器：.QBZrBV ' rBV 'V( R1)D124.32kmol / hrB2258.4kJ / kg40786.7kJ / mol.QBV ' r

22、B 124.3240786.75070660kJ / h(1408.5KW )ZQB / rs507600/ 2259.982243.65kg / h.：飽和水蒸汽的流率Z傳熱面積 AB：ABQB /KAtm 1408.51000/ 41.53 2617 12.96m2.（2）原料預(yù)熱器：原料進(jìn)入預(yù)熱器的溫度 t 000C ，20 C ,出口溫度即入塔溫度 83.75原料流率 F '4166.7kg / h, C2.808kJ / kg K原料預(yù)熱器處理量 Q4166.7 （83.75-20 ） 2.808=745880.967kJ/h(207.189KW)飽和加熱蒸汽汽化熱 r=21

23、67.876kJ/kg.故需蒸汽流率 Z=745880.967/2167.876=344.06kg/h原料預(yù)熱器傳熱面積 A=Q/ t mK207.189 1000/(76.26232)11.71m2 .總加熱蒸汽的流率 Z=Z(再沸器 )+Z（原料預(yù)熱器） =2243.65+344.06=2587.71kg/h.(3) 冷凝器：溫度為 78.20 C，組成xD質(zhì)量分?jǐn)?shù)，查得汽化熱r 958.78kJ / kg.0.94()Q D ' r1150.04958.78 1486147.351kJ / h(412.819KW )0C ，出口溫度 500 C4.174kJ / kg K .冷凝

24、水進(jìn)口溫度 20，在平均溫度 C冷凝水流率 Z Q /tC1486147.351/30 4.174 11868.30kg / hQ KC tAC ,得 （傳熱面積） =Q/311.44m2.ACt 412.819 10 / 41.4 872十一、篩板塔的設(shè)計(jì)結(jié)果總表項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算數(shù)據(jù)精餾段各段平均壓強(qiáng)p各段平均溫度t平均流量氣相V液相L板間距H塔的有效高度Z塔徑D空塔氣速u(mài)塔板液流型式實(shí)際塔板數(shù)NmkPa174.125m80.975sm3/s0.59sm3/s0.007T塊103m0.35m36.05m1.0m/s0.75單流型.溢流裝置溢流管型式弓形堰長(zhǎng)lWm0.60堰高h(yuǎn)Wm0.052溢

25、流堰寬度Wdm0.10管底與受液h0m0.013盤(pán)距離板上清液層高度hlm0.06孔徑d0mm5.0孔間距tmm15.0孔數(shù)n個(gè)2944開(kāi)孔面積m20.0578篩孔氣速u(mài)om/s10.21塔板壓降hFPa0.491液體在降液管中的停留時(shí)間s20.50降液管內(nèi)清液層高度Hdm0.175霧沫夾帶evkg液 /kg 氣0.012負(fù)荷上限負(fù)荷下限氣相最大負(fù)荷Vs,maxm3/s1.1氣相最小負(fù)荷Vs,minm3/s0.37十二、輔助設(shè)備選型及接管尺寸:（一）輔助設(shè)備選擇1. 再沸器該裝置用于加熱塔底料液使之部分汽化提供蒸餾過(guò)程所需熱量的熱交換設(shè)備，常用的幾種有：內(nèi)置式、釜式、虹吸式、強(qiáng)制循環(huán)式。再沸器

26、的選擇根據(jù)工藝要求和再沸器的特點(diǎn)綜合考慮。本設(shè)計(jì)采用的精餾塔實(shí)采用泡點(diǎn)進(jìn)料， 所需得傳熱面積小，而且物料是乙醇水溶液，氣液混合物密度小于液體得密度。所以采用立式熱虹吸再沸器比較合適。其單位面積得金屬耗量明顯小于其他的型式。注意的是這種型式的再沸器的氣化率不能大于 40否則傳熱不良。且因加熱管不能充分的潤(rùn)濕而易結(jié)詬。2. 塔頂回流冷凝器該裝置通常采用管殼式換熱器， 由臥式、 立式、 管內(nèi)或管外冷凝等形式。 按冷凝器與塔的相對(duì)位置區(qū)分為：整體式及自流式、強(qiáng)制循環(huán)式。再沸器的選擇和再沸器一樣根據(jù)工藝要求和冷凝器的特點(diǎn)綜合考慮：（ 1）整體及自流式一般用于小塔，置于塔頂。優(yōu)點(diǎn)是蒸汽壓降較小，可籍改變氣

27、升管或塔板位置調(diào)節(jié)以保證回流與產(chǎn)出的壓頭，可用于凝液難以用泵輸送或泵送由危險(xiǎn)的場(chǎng)合。還可以節(jié)省安裝面積。常用于減壓蒸餾或者傳熱面積小的情況。（ 2）強(qiáng)制循環(huán)式，用于塔的處理量很大或者塔板數(shù)很多的時(shí)候，冷凝器置于塔下部適當(dāng)?shù)奈恢谩?用泵向上輸送回流。 再冷凝器和泵之間設(shè)置回流罐。 主要適用于常壓或者加壓操作。本設(shè)計(jì)因處理量大， 而且設(shè)計(jì)中的涉及的塔板數(shù)較多， 常壓操作， 故選用強(qiáng)制循環(huán)式冷凝器，采用全回流操作。3. 蒸汽噴出器一般對(duì)于粘度大的流體, 流速應(yīng)該取得小些; 對(duì)于粘度小的流體, 流速應(yīng)該取得較大的.流速 . 塔采用直接蒸汽加熱的時(shí)候, 釜中應(yīng)該安裝一蒸汽噴出器, 使加熱蒸汽均勻的分布在

28、釜液中 . 其結(jié)構(gòu)一般為一環(huán)形蒸汽管, 管的下面和側(cè)面適當(dāng)開(kāi)一些小孔供蒸汽噴出. 小孔直徑一般為 3-10mm,孔心距為孔徑的6-10 倍 . 小孔總面積應(yīng)為加熱蒸汽管的橫截面積的1.2-1.5倍 ,管內(nèi)蒸汽速度為 20-25m/s, 加熱蒸氣浸入釜中液層至少 0.6m 以上 , 以保證蒸汽與溶液有足夠的接觸時(shí)間。4.法蘭法蘭按法蘭和設(shè)備的聯(lián)結(jié)型式分為焊接法蘭、活套法蘭和螺紋法蘭。采用化工部標(biāo)準(zhǔn)（HG）( 二 ) 主要接管尺寸計(jì)算1.進(jìn)料管由以知料液流率為4166.67 kg/h ,取料液密度為 900kg/m 2則料液體積流率為：nVs0.59m3 / h；u0d020.452 0.0392

29、44取管內(nèi)流速 uF0.5 m/s；4VF / 36004 4.63/ 36000.05723m57.23mm則進(jìn)料管直徑： dFuF0.5取進(jìn)料管尺寸為60 4.0；2. 回流管由以知回流液流率為1550.04 kg/h ,取回流液密度為700kg/m2則回流液體積流率為：VR1550.042.2143m3 / h ；700取管內(nèi)流速： uR =0.3 m/s ;42.2143/ 36000.0511m ;則回流直徑： dR0.3取回流管尺寸為54 3.5 ；3. 釜液出口管由以知釜液流率為2616.66 kg/h ,取釜液密度為980kg/m2則釜液體積流率為：VW2616.662.67

30、m3 / h ；980取管內(nèi)流速： uW =0.5 m/s ;dW42.67 / 3600則釜液出口管直徑：0.50.04346 m ;取釜液回流管直徑為：45 3；4. 塔頂蒸汽管近似取精餾段體積流率為塔頂蒸汽體積流率:Vp124.32 40.043600777.90.001778m3 / s ;.取 u=15m/s ;所以： dW4v0.012m ；15取塔頂蒸汽管尺寸為：122；5. 加熱蒸汽管（ 1）原料預(yù)熱器加熱管道3原料預(yù)熱器蒸汽流率為344.6kg/h ,取蒸汽底部流率為1.64kg/m ,則 u=15m/s ;dH4v40.0583;u153.140.071m取加熱管蒸汽管尺寸

31、為：764 ；（ 2）再沸器加熱管徑=1.64 kg/m 3蒸汽流率為 2243.65 kg/h ,;則 u2243.65m3 / s；取 u=15m/s ;1.643600d4v42243.650.180m ;151.643600153.14取管徑尺寸為：1946；十三、精餾塔機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算:（一）已知條件1. 塔體內(nèi)徑 Di =1000mm,塔高 H45.5m ;2. 設(shè)計(jì)壓力 p=0.25MPa , 設(shè)計(jì)溫度 t=200 介質(zhì)為乙醇水溶液；3. 腐蝕裕量 C2=4mm ,安裝在合肥地區(qū) ( 暫不考慮地震影響 ) ；（二）設(shè)計(jì)方法步驟1. 材料的選擇：設(shè)計(jì)壓力p=0.5MPa，屬于低壓分離裝

32、置，介質(zhì)腐裕性未提特殊要求，可選取 20R 作為塔體的材料。2. 筒體、封頭壁厚的確定：先按內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)厚度，然后按自重、液重等引起的正應(yīng)力及風(fēng)載荷引起的彎曲應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。3. 實(shí)質(zhì)性計(jì)算：（ 1）背體厚度計(jì)算：pDiC1 C20.251000dt2 1100.850.8 4 0.14 mm2p0.25t20R 在 310時(shí)的作用應(yīng)力，查的t 110MPa ;(2) 封頭壁厚計(jì)算：采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，則：pD iC1 C20.25 1000；nt0.8 4 6.14mm20.5 p2 110 0.85 0.5 0.75.為了便于焊接，采用封頭和壁厚等厚，即n 12mm;（ 3）塔體

33、上各項(xiàng)載荷計(jì)算（ a） 塔體重量： Q1R外2R內(nèi)27850 43.513458 kg ；110層塔盤(pán)與內(nèi)件重量和位為：Q26370.572 9.81104085kg；保溫層： Q32 0.1 0.5 45.510 34550 kg ；操作塔共18 層，每層 500kg 及斜梯每5 米重 125kg ;Q4 =18500+39 125=6045kg ;料液按 100 層塔盤(pán)計(jì)算： Q5686110/(9.84)6045kg ；裙座重量： Q6 1189 kg ;充水重量： Q744510335325kg；塔體操作時(shí)重量：Q1 1Q1Q 2Q 3Q 4Q5134584085 4550 9975

34、6045 38113kg ；塔體與裙座操作時(shí)重量：Q 0 0Q1 1Q638113118939302 kg;全塔最大重量： Qmax00Q 7Q6Q1Q 2Q 3Q 4Q 574627 kg;全塔最小重量： Qmin00Q1Q 4Q 625622kg;（b 塔體的風(fēng)載荷和風(fēng)距：風(fēng)載荷： P K1K 2 Dei qv fi li；K1 0.7 ，塔高51米高，取裙座5.5 米， D ei =1.0m, 取 K 2 1.8 ， qv 3.010-5 MPa,K 4 =0.4,K 4 =0.25fi如下：對(duì)于 5-10 ml1 10-5.54.5m查表的 f1 0.78 m;對(duì)于 10-20 ml2 =20-10=10 m查表的 f2 1.15 m ;對(duì)于 20-30 ml3 =30-20=10 m查表的 f3 1.33 m ;對(duì)于 30-40 ml4 =40-30=10 m查表的 f4 1.33 m;.對(duì)于 40-50ml