設備選型與典型計算

設備選型與典型設備計標準設備或定型設備，是成批、成系列生產(chǎn)的設備，并可以從廠家的產(chǎn)品或手冊中查對已有標準圖紙的設備確定標準圖的圖號和型號隨著工設備標準化的推進，列、容器系列、搪玻璃設備系列以及圓泡罩、F1型浮閥和浮閥塔塔盤系列等，它們已經(jīng)有了。覽表作為設計說明書的組成部分提供給有關(guān)部門進行設計。HG/TSH3030-適宜于大小塔徑的于800mm的大塔大分離效率高，塔徑較料800mm2.12.2塔設備初選結(jié)果（１）（２）（３）（４）（５）（６）散裝拉西環(huán)形開孔環(huán)形規(guī)整波紋垂直波水平波散裝拉西環(huán)形開孔環(huán)形規(guī)整波紋垂直波水平波非波Glitsch2.3常用填料的分類與名稱兩個 ——塔設中國編（2003四個PlusV7.0模擬水力學參數(shù)及選型結(jié)果SulzerChemtech填料塔性能計算塔機械強度設計2.4塔設備選型方法（一） 物料的起泡 易起泡物料的塔板間距應選得大些操作彈 要求操作彈性較大時，可選較大的塔板間距安裝和維修要 例如開人孔處的塔板間距不小于600mm（二）減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般取1.2~1.5m。塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔板到塔封頭切線處的距離。當進料系統(tǒng)有15分鐘的緩沖時間時，釜液的停留時間可取3~5分鐘，否則須取15分鐘。但對釜液流量大的塔，停留時間一般也取3~5分鐘。的高度U和出料管中心線至基礎環(huán)的高度V兩部分組成。裙座上的人孔通常為長圓形，其尺寸為600*（1000~1800）mm，以方便進出。T0101水的流量為150kmol/h。塔釜氧乙烷的摩爾分數(shù)不再升高而增大回流比會導致塔頂冷凝器和塔底再沸器熱負荷5.2噴淋水流量99T0101熱負荷液相流量氣相流量1-5-2-03040506070809812534567-86961823456789T0101 塔徑 ，圓整為堰上方液頭高度 ，E為液流收縮系數(shù)，一般近似取故已 ，查弓形降液管參數(shù)圖降液管底隙高 應低于出口堰 ，故才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應低采用凹形收液盤，深度因塔 ，故塔板需采用分塊式，采用單流塔盤，塔板分為4塊③安定區(qū)和出口安定區(qū)故由于塔內(nèi)環(huán)氧乙烷，水，二氧化碳，乙烯均無腐蝕性，因此選擇板厚為3mm的碳鋼板。 10%-14%，符合設計要求。液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。 ，則為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層 應服從下式所表示的關(guān)系，即環(huán)氧乙烷物系屬于不易氣泡物系，因此 ，則而板上不設進口堰 按下式計算故按規(guī)定選 為限制條件Aspenplus91.2m~1.5m①塔底儲液空間依液量停留3~8min而定1~2m我們這里取停留時間 ，間距取1m，則塔底空間高度為圓整 塔體常用裙座支撐，可分為圓柱形和兩種，我們這里選擇圓柱形裙座圓整 封頭選取標準橢圓形封頭，取直邊 ，曲面高 ，可求得封頭高度50.5~0.8MPa85℃，所以我們這里選用常見的低合金高強度鋼Q345R作為塔體和封頭的材料。因為最大操作壓 ，最大工作溫 ，所以設計壓力溫度分別為假 取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得名義厚度同樣假 在6~16之間，此 ，取焊縫系數(shù) 此時計算壓 ，設計溫 ，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得上封頭厚度為此時計算壓力 ，設計溫 ，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得下封頭厚度為裙座厚度采用和塔筒體一樣的厚 查手冊可得需要地腳螺栓24個。 DN25T01024T010341T0101熱負荷液相流量氣相流量102030418217-3447-162831-44-T0102類型為M250X，用cup-tower進行計算，得出如下結(jié)果:273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°經(jīng)濟F1/231.4m1273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°經(jīng)濟F1/23SW6塔設 校計算單位壓力容器計算軟計算條件塔型容器分段數(shù)（不包括裙座1壓力試驗類型上封頭下封頭名義厚度腐蝕裕量5511圓筒設計壓力設計溫度長度名義厚度內(nèi)徑/外徑123456789圓筒腐蝕裕量縱向焊接接環(huán)向焊接外壓計算長度試驗壓力(立) 1511023456789內(nèi)件及偏心載荷介質(zhì)密度0塔釜液面離焊接接頭的高度0塔板分段數(shù)12345塔板型式塔板層數(shù)0度0最高一層塔板高度0最低一層塔板高度0填料分段數(shù)12345填料頂部高度填料底部高度填料密度3集中載荷數(shù)12345集中載荷集中載荷高度器中心線距離塔器附件及基礎系數(shù)基本風壓0基礎高度塔器保溫層厚度0保溫層密度0裙座防火層厚度0防火層密度0管線保溫層厚度0最大管線外徑0籠式扶梯與最大管線的相對位置場地土類型I場地土粗糙度類別A地震設防烈度7設計地震分組地震影響系數(shù)最大值6阻尼比塔器上平臺總個數(shù)0平臺寬度0度0塔器上最低平臺高度0裙座裙座結(jié)構(gòu)形式裙座底部截面內(nèi)徑mm裙座與殼體連接形式裙座高度mm裙座材料名稱裙座設計溫度℃裙座腐蝕裕量5裙座名義厚度mm裙座材料許用應力料裙座與筒體連接段在設M裙座上同一高度處較大孔個數(shù)2裙座較大孔中心高度mm裙座上較大孔引出管厚度mm5度地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱力M0地腳螺栓個數(shù)0地腳螺栓公稱直徑mm全部筋板塊數(shù)0距mm0筋板內(nèi)側(cè)間距0筋板厚度0筋板寬度mm0蓋板類型徑mm蓋板厚度蓋板寬度mm0墊板有徑mm墊板厚度墊板寬度mm基礎環(huán)板外徑基礎環(huán)板內(nèi)徑mm基礎環(huán)板名義厚度計算結(jié)果容器殼體強度計算元件名稱壓力設計名義厚度(直立容器校核取用厚度(許用內(nèi)壓(許用外壓(下封頭第1段圓筒第1段變徑段第2段圓筒第2段變徑段第3段圓筒第3段變徑段第4段圓筒第4段變徑段第5段圓筒第5段變徑段第6段圓筒第6段變徑段第7段圓筒第7段變徑段第8段圓筒第8段變徑段第9段圓筒第9段變徑段第10段圓筒上封頭裙座名義厚度(取用厚度(風載及地震載荷裙座與筒體1－下封操作質(zhì) m0m01m02m03m04m05ma最小質(zhì) m0m010.2m02m03m04ma壓力試驗時質(zhì)量風彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2)00000n MII(2/T)2Ym(hh)(h T kn MII(2/T)2 m(hh)(h T kk順風向彎矩MII順風向彎矩MII組合風彎矩 max(MII,(MII)2(MII)2 00000n地震彎矩MIIF(hh)B.24 k00000偏心彎矩Meme00000最大彎矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風向計算 max(MIIM,MII0.25MIIM 00000垂垂直地震力Fmh mh(i1,2,..,nk ii kn00000應力計算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBA112323許用值A223123許用值A312許用值A42許用值(pT9.81Hw)(Diei)/許用值校核結(jié)果注1ij中i和j的意義如下i=1操作工 j=1設計壓力或試驗壓力下引起的軸向應力（拉i=2檢修工 j=2重力及垂直地震力引起的軸向應力（壓i=3液壓試驗工 j=3彎矩引起的軸向應力（拉或壓[]t設計溫度下材料許用應力 B設計溫度下軸向穩(wěn)定的應力許用值注2:A1:軸向最大組合拉應 A2:軸向最大組合壓應A3:液壓試驗時軸向最大組合拉應 A4:液壓試驗時軸向最大組合壓應:試驗壓力引起的周向應力注3:單位如下 計算結(jié)果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎環(huán)板抗彎斷面模 (D4D4Zb 基礎環(huán)板面 (D2D2Ab 4基礎環(huán)板計算力矩max(MC b2,MC l2m基礎環(huán)板需要厚度基礎環(huán)板厚度厚度校核結(jié)果 M00/Z(mgF00)/ 中大b 0.3M00M)/Z g/ 地腳螺栓受風載時最大拉應力MwMemmin 地腳螺栓受地震載荷時最大拉應力M000.25M00MmgF 0 地腳螺栓需要的螺紋小徑d4BAb 地腳螺栓實際的螺紋小徑地腳螺栓校核結(jié)果筋板壓應力 nl1G筋板許用應力筋板校核結(jié)果蓋板最大應力 3Fl 1 4(l'd)2(l'd) 蓋板許用應力蓋板校核結(jié)果裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質(zhì)量焊接接頭截面上的最大彎矩m0對接接頭校核對接接頭校核對接接頭橫截面Dit對接接頭抗彎斷面模數(shù)D2it對接焊接接頭在操作工況下最大拉應力4MJ mJJgFJ max D Dit it對接焊接接頭拉應力許可值對接接頭拉應力校核結(jié)果搭接接頭校核搭接接頭橫截面A0.7D ot搭接接頭抗剪斷面模數(shù)Z0.55D2 ot搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應力MJ mJJgFJmax Zw 搭接焊接接頭在操作工況下的剪應力許可值搭接焊接接頭在試驗工況下最大剪應力0.3MJJ mJJ eZw 搭接焊接接頭在試驗工況下的剪應力許可值搭接接頭拉應力校核結(jié)果主要尺寸設計及總體參數(shù)計算結(jié)果裙座設計名義厚度容器總?cè)莘e直立容器總高殼體和裙座質(zhì)量附件質(zhì)量內(nèi)件質(zhì)量保溫層質(zhì)量平臺及扶梯質(zhì)量操作時物料質(zhì)量液壓試驗時液體質(zhì)量吊裝時空塔質(zhì)量直立容器的操作質(zhì)量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小質(zhì)量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大質(zhì)量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基礎環(huán)板底截面距離直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s風載對直立容器總的橫推力N地震載荷對直立容器總的橫推力N操作工況下容器頂部最大撓度容器許用外壓GB150.3-計算壓力設計溫度內(nèi)徑曲面深度 設計溫度許用應力試驗溫度許用應力鋼板負偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)PT1.25Pc 壓力試驗允許通過的應力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh=壓力計算2[]t KDi0.5e=GB150.3-計算壓力設計溫度內(nèi)徑曲面深度 設計溫度許用應力試驗溫度許用應力鋼板負偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)PT1.25Pc 壓力試驗允許通過的應力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh=壓力計算2[]t KDi0.5e=壓力容器計算軟GB150.3-計算壓力設計溫度內(nèi)徑 (板材試驗溫度許用應力設計溫度許用應力試驗溫度下屈服點鋼板負偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù) =2[]t =e=n-C1-C2=n PT1.25P[] 的應力水平T0.90s T=pT.(Die)=T2e[]t (D)= t 2 =tT0103環(huán)的乙烯量越多，但相應的二氧化碳也會增多，故這里取回流比為1.96。噴淋液流量-表全塔操作工況熱負荷液相流量氣相流量1--20304050607080900000001732637465467788193924302123456789T0103 塔徑 ，圓整為堰上方液頭高度 ，E為液流收縮系數(shù)，一般近似取故已 ，查弓形降液管參數(shù)圖降液管底隙高 應低于出口堰 ，故才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應低采用凹形收液盤，深度因塔 ，故塔板無需分塊，采用整塊式③安定區(qū)和出口安定區(qū)故由于塔內(nèi)碳酸鉀有些許腐蝕性，因此選擇板厚為3mm的不銹鋼板。 10%-14%，符合設計要求。液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。 ，則為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層 應服從下式所表示的關(guān)系，即乙烯及二氧化碳物系屬于不易氣泡物系，因此 ，則而板上不設進口堰 按下式計算故按規(guī)定選 為限制條件Aspenplus151.2m~1.5m①塔底儲液空間依液量停留3~8min而定1~2m我們這里取停留時間 ，間距取1m，則塔底空間高度為圓整 塔體常用裙座支撐，可分為圓柱形和兩種，我們這里選擇圓柱形裙座圓整 封頭選取標準橢圓形封頭，取直邊 ，曲面高 ，可求得封頭高度5因為使用碳酸鉀溶液噴淋，因此有些許腐蝕性，而操作壓力為0.45~0.4512MPa，最大操10.80Cr18Ni10Ti（1）因為最大操作壓 ，最大工作溫 ，所以設計壓力溫度分別為 在6~16之間，設計溫度 取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得名義厚度裙座厚度采用和塔筒體一樣的厚 ，由工藝條件知全塔共有15塊塔板，所以塔內(nèi)篩 查手冊可得需要地腳螺栓24個。 DN3250T0104T01011T0103熱負荷液相流量氣相流量102030405060708090012-34-5-6-7-898---1-2-3-4-5-6--7--8-9------T0102類型為M250Y，用cup-tower進行計算，得出如下結(jié)果:規(guī)整填 1273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°經(jīng)濟F1/230.5m1273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°經(jīng)濟F1/23SW6塔設 校計算單位壓力容器計算軟計算條件塔型容器分段數(shù)（不包括裙座1壓力試驗類型上封頭下封頭名義厚度腐蝕裕量5511圓筒設計壓力設計溫度長度名義厚度內(nèi)徑/外徑123456789圓筒腐蝕裕量縱向焊接接環(huán)向焊接外壓計算長度試驗壓力(立) 1511023456789內(nèi)件及偏心載荷介質(zhì)密度0塔釜液面離焊接接頭的高度0塔板分段數(shù)12345塔板型式塔板層數(shù)每層塔板上積液厚度最高一層塔板高度最低一層塔板高度填料分段數(shù)12345填料頂部高度0填料底部高度0填料密度0集中載荷數(shù)12345集中載荷集中載荷高度集中載荷中心至容器中心線距離塔器附件及基礎塔器附件質(zhì)量計算系數(shù)基本風壓0基礎高度塔器保溫層厚度0保溫層密度0裙座防火層厚度0防火層密度0管線保溫層厚度0最大管線外徑0籠式扶梯與最大管線的相對位置場地土類型I場地土粗糙度類別A地震設防烈度7設計地震分組影響系數(shù)最大值6阻尼比0塔器上平臺總個數(shù)0平臺寬度0塔器上最高平臺高度0塔器上最低平臺高度0裙座裙座結(jié)構(gòu)形式裙座底部截面內(nèi)徑mm裙座與殼體連接形式裙座高度mm裙座材料名稱裙座設計溫度℃裙座腐蝕裕量5裙座名義厚度mm裙座材料許用應力料裙座與筒體連接段在設M裙座上同一高度處較大孔個數(shù)2裙座較大孔中心高度mm裙座上較大孔引出管厚度mm5度地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱力M0地腳螺栓個數(shù)0地腳螺栓公稱直徑mm全部筋板塊數(shù)0距mm0筋板內(nèi)側(cè)間距0筋板厚度0筋板寬度mm0蓋板類型徑mm0蓋板厚度0蓋板寬度mm0墊板無徑mm0墊板厚度0墊板寬度mm0基礎環(huán)板外徑0基礎環(huán)板內(nèi)徑mm0基礎環(huán)板名義厚度0注：基礎環(huán)厚度不得小于16毫米計算結(jié)果容器殼體強度計算元件名稱壓力設計名義厚度(直立容器校核取用厚度(許用內(nèi)壓(許用外壓(下封頭第1段圓筒第1段變徑段第2段圓筒第2段變徑段第3段圓筒第3段變徑段第4段圓筒第4段變徑段第5段圓筒第5段變徑段第6段圓筒第6段變徑段第7段圓筒第7段變徑段第8段圓筒第8段變徑段第9段圓筒第9段變徑段第10段圓筒上封頭裙座名義厚度(取用厚度(風載及地震載荷裙座與筒體1－下封操作質(zhì) m0m01m02m03m04m05ma最小質(zhì) m0m010.2m02m03m04ma壓力試驗時質(zhì)量風彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2)00000n MII(2/T)2Ym(hh)(h T kn MII(2/T)2 m(hh)(h T kk順風向彎矩MII順風向彎矩MII組合風彎矩 max(MII,(MII)2(MII)2 00000n地震彎矩MIIF(hh)B.24 k00000偏心彎矩Meme00000最大彎矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風向計算 max(MIIM,MII0.25MIIM 00000n垂直地震力FmhF00/mhi1,2,..,n ii kk00000應力計算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBA112323許用值A223123許用值A312許用值A42許用值(pT9.81Hw)(Diei)/許用值校核結(jié)果注1ij中i和j的意義如下i=1i=1j=1設計壓力或試驗壓力下引起的軸向應力（i=2j=2重力及垂直地震力引起的軸向應力（i=3液壓試驗工況j=3彎矩引起的軸向應力（拉或壓[]t設計溫度下材料許用應 B設計溫度下軸向穩(wěn)定的應力許用注A1:軸向最大組合拉應力A2:軸向最大組合壓應力A3:液壓試驗時軸向最大組合拉應力A4:液壓試驗時軸向最大組合壓應力:試驗壓力引起的周向應力注3:單位如下 計算結(jié)果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎環(huán)板抗彎斷面模 (D4D4Zb 基礎環(huán)板面 (D2D2Ab 4基礎環(huán)板計算力矩max(MC b2,MC l2m基礎環(huán)板需要厚度基礎環(huán)板厚度厚度校核結(jié)果 力 M00/Z(mgF00)/ 中大b 0.3M00M)/Z g/ 地腳螺栓受風載時最大拉應力MwMemmin 地腳螺栓受地震載荷時最大拉應力M000.25M00MmgF 0 地腳螺栓需要的螺紋小徑d4BAb 地腳螺栓實際的螺紋小徑地腳螺栓校核結(jié)果筋板壓應力 nl1G筋板許用應力筋板校核結(jié)果蓋板最大應力 3Fl 1 4(l'd)2(l'd) 蓋板許用應力蓋板校核結(jié)果裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質(zhì)量焊接接頭截面上的最大彎矩m0對接接頭校核對接接頭橫截面Dit對接接頭抗彎斷面模數(shù)D2it對接焊接接頭在操作工況下最大拉應力4MJ mJJgFJ max D Dit it對接焊接接頭拉應力許可值對接接頭拉應力校核結(jié)果搭接接頭校核搭接接頭橫截面A0.7D ot搭接接頭抗剪斷面模數(shù)Z0.55D2 ot搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應力MJ mJJgFJmax Zw 搭接焊接接頭在操作工況下的剪應力許可值搭接焊接接頭在試驗工況下最大剪應力0.3MJJ mJJ eZw 搭接焊接接頭在試驗工況下的剪應力許可值搭接接頭拉應力校核結(jié)果主要尺寸設計及總體參數(shù)計算結(jié)果裙座設計名義厚度容器總?cè)莘e直立容器總高殼體和裙座質(zhì)量附件質(zhì)量內(nèi)件質(zhì)量保溫層質(zhì)量平臺及扶梯質(zhì)量操作時物料質(zhì)量液壓試驗時液體質(zhì)量吊裝時空塔質(zhì)量直立容器的操作質(zhì)量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小質(zhì)量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大質(zhì)量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基礎環(huán)板底截面距離直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s風載對直立容器總的橫推力N地震載荷對直立容器總的橫推力N操作工況下容器頂部最大撓度容器許用外壓GB150.3-計算壓力設計溫度內(nèi)徑曲面深度 設計溫度許用應力試驗溫度許用應力鋼板負偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)PT1.25Pc 壓力試驗允許通過的應力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh=壓力計算2[]t KDi0.5e=GB150.3-計算壓力設計溫度內(nèi)徑曲面深度 設計溫度許用應力試驗溫度許用應力鋼板負偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)PT1.25Pc 壓力試驗允許通過的應力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh= 2[]t KDi0.5e=壓力容器計算軟GB150.3- =2[]t =e=n-C1-C2=n PT1.25P[ 的應力水平T0.90s T=pT.(Die)=T2e[]t (D)= t 2 =tT0105會增加再沸器和冷凝器的負荷，因此選擇回流比為7.8。板數(shù)為25。10表全塔操作工況熱負荷液相流量氣相流量13-203040506070809000000.00000000.004表全塔液相摩爾分數(shù)174121373825456558456626573588059845305185135999590517517585538565465548597565645545表全塔氣相摩爾分數(shù)182384756275855495-85-55-6-36-2-1-91-3-5-5-95--404精制塔T0105計算 進料板氣相平均密度： 塔徑 ，圓整為1111塔底液相平均密度 1111 塔徑 ，圓整為因精餾段的塔 ，提餾段的塔 ，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形 ，選用平直堰，堰上液層高 由下式計算，即 弓形降液管寬 和截面 ，查弓形降液管參數(shù)圖則 降液管底隙高 應低于出口堰 ，故才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應低選用凹形收液盤，深 ，故塔板無需分塊，采用整塊式③安定區(qū)和出口安定區(qū)故由于塔內(nèi)環(huán)氧乙烷，水，，乙烯均無腐蝕性，因此選擇板厚為3mm的碳鋼板。 10%-14%，符合設計要求。液沫夾帶量在允許范圍內(nèi)。 ，則為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層 應服從下式所表示的關(guān)系，即環(huán)氧乙烷物系屬于不易氣泡物系，因此 ，則而板上不設進口堰 按下式計算故按規(guī)定選 為限制條件6.3Aspenplus251.2m~1.5m①塔底儲液空間依液量停留3~8min而定1~2m我們這里取停留時間 ，間距取1m，則塔底空間高度為圓整 塔體常用裙座支撐，可分為圓柱形和兩種，我們這里選擇圓柱形裙座圓整 封頭選取標準橢圓形封頭，取直邊 ，曲面高 ，可求得封頭高度52.40.4~0.5MPa85℃，所以我們這里選用常見的低合金高強度鋼Q345R作為塔體和封頭的材料。2.5因為最大操作壓 ，最大工作溫 ，所以設計壓力溫度分別為假 在6~16之間，設計溫 ，取焊縫系 ，則可得計算取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得名義厚度同樣假 在6~16之間，此 ，取焊縫系數(shù) 此時計算壓 ，設計溫 ，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得上封頭厚度為此時計算壓力 ，設計溫 ，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得下封頭厚度為裙座厚度采用和塔筒體一樣的厚 6.6 ，由工藝條件知全塔共有25塊塔板，所以塔內(nèi)篩 查手冊可得需要地腳螺栓12個。 T0301 進料板液相平均密度：（1）精餾段塔徑計算由，式中C由求取，其中 取板間 ，板上液層高 ，0.1579 29提餾段平均摩爾質(zhì)量 29塔底液相平均密度 29提餾段液相平均表面張力 29提餾段液相平均黏度 29由，式中C由 0.31.4m。 ，選用平直堰，堰上液層高 由下式計算，即近似 ，弓形降液管寬 和截面由，查弓形降液管參數(shù)圖則：降液管底隙高 應低于出口堰 ，故才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應低選用凹形收液盤，深度①塔板的分塊 ，故塔板采用分塊式。查塔板塊數(shù)表得塔板分為4塊②邊緣區(qū)寬度確定因為塔的半徑比較大，我們選擇塔的邊緣區(qū)域 ③開孔區(qū)面積計算開孔區(qū)面 計算為其中進堰前安定區(qū)和出堰前的安定區(qū)寬度取值為0.07m和0.09m。 ④篩板計算及其排列 篩板按正三角形排列，取孔中心距t為：n①塔板壓降計算實際塔板數(shù)為 32 ②液面落差③液沫夾帶故在本設計中液沫夾帶量在允許的范圍內(nèi)。④漏液 計算漏 ⑤液泛為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層 應服從下式所表示的關(guān)系，即 板上不設進口堰 按下式計算所 ，故本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 為50%~60%，我們運行Aspenplus，而且經(jīng)優(yōu)化已經(jīng)得到的實際塔1.2~1.5，①塔底儲液空間依液量停留3~8min而定③塔底液面至最下層塔板之間要留有1~2m的間距。 塔體常用裙座支撐，可分為圓柱形和兩種，我們這里選擇圓柱形裙座封頭選取標準橢圓形封頭，取直邊 ，曲面高 ，可求得封頭高度0.75以我們這里選用常見的低合金高強度鋼Q345R作為塔體和封頭的材料。 取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得名義厚度同樣假 在6~16之間，此 ，取焊縫系數(shù) 此時計算壓 ，設計溫度，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得上封頭厚度為此時計算壓力 ，設計溫 ，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得下封頭厚度為裙座厚度采用和塔筒體一樣的厚 查的篩孔塔板單位重量載荷為，由工藝條件知全塔共有32塊塔板，所以塔內(nèi)篩 查手冊可得需要地腳螺栓24個。 乙二醇脫水塔設備計算一覽12平均壓 3精餾段氣相流量4精餾段液相流量/5提餾段氣相流量6提餾段氣相流量789精餾段塔徑提餾段塔徑堰長堰高板上液層高度堰上液層高度降液管底隙高度安定區(qū)寬邊緣區(qū)寬篩板直徑孔中心距單板壓降T0302 進料板液相平均密度：由，式中C由求取，其中 0.7 16提餾段平均摩爾質(zhì)量 16塔底液相平均密度 16提餾段液相平均表面張力 16提餾段液相平均黏度 29由，式中C由 0.71.4m。 ，選用平直堰，堰上液層高 由下式計算，即近似 ，弓形降液管寬 和截面由，查弓形降液管參數(shù)圖則：降液管底隙高 應低于出口堰 ，故才能保證降液管底端有良好的液封，一般不應低 ，故塔板采用分塊式。查塔板塊數(shù)表得塔板分為4塊因為塔的半徑比較大，我們選擇塔的邊緣區(qū)域 開孔區(qū)面 計算為0.05m0.06m。故 篩板按正三角形排列，取孔中心距t為：n干板阻 計由故氣體通過液層的阻 計氣體通過液層的阻 由下式計算， 液體表面張力的阻 計液體表面張力所產(chǎn)生的阻 由下式計算，即氣體通過每層塔板的液柱高度按下式計算故在本設計中液沫夾帶量在允許的范圍內(nèi)。 ，則實際孔 為防止塔內(nèi)發(fā)生液泛，降液管內(nèi)液層 應服從下式所表示的關(guān)系，即 板上不設進口堰 按下式計算所 ，故本設計中不會發(fā)生液泛現(xiàn)象 為50%~60%，我們運行Aspenplus，而且經(jīng)優(yōu)化已經(jīng)得到的實際塔1.2~1.5，①塔底儲液空間依液量停留3~8min而定③塔底液面至最下層塔板之間要留有1~2m的間距。 塔體常用裙座支撐，可分為圓柱形和兩種，我們這里選擇圓柱形裙座封頭選取標準橢圓形封頭，取直邊 ，曲面高 ，可求得封頭高度0.75因為乙二醇和二乙二醇介質(zhì)都基本沒有腐蝕性，而操作壓力為0.4MPa，最大操作溫度為140℃，所以我們這里選用常見的低合金高強度鋼Q345R作為塔體和封頭的材料。因為最大操作壓 最大工作溫 所以設計壓力溫度分別為 在6~16之間，設計溫度，此時 取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得名義厚度同樣假 在6~16之間，此 ，取焊縫系數(shù) 此時計算壓 取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得上封頭厚度為此時計算壓力 ，設計溫 ，所以其計算厚度為取厚度負偏 ，腐蝕含 ，所以可得下封頭厚度為裙座厚度采用和塔筒體一樣的厚 查的篩孔塔板單位重量載荷為，由工藝條件知全塔共有20塊塔板，所以塔內(nèi)篩 查手冊可得需要地腳螺栓24個。 12平均壓 3精餾段氣相流量4精餾段液相流量/5提餾段氣相流量6提餾段氣相流量789精餾段塔徑提餾段塔徑堰長堰高板上液層高度堰上液層高度降液管底隙高度安定區(qū)寬邊緣區(qū)寬篩板直徑孔中心距單板壓降固定床反應器。固體催化劑通常呈顆粒狀，粒徑2～15mm，堆積成一定高度（或厚度）的床層，3軸向絕熱式。流體沿軸向自上而經(jīng)床層，床層同外界無熱交換此外尚有由上述基本形式串聯(lián)組合而成的反應器，稱為多級固定床反應器。例如：當反應熱效應大或需分段控制溫度時，可將多個絕熱式固定床反應器串聯(lián)成多級絕熱式固定R0101255℃、2.02MPa下，乙烯和氧氣在銀催化劑作用下生成環(huán)氧乙烷，并有少量副產(chǎn)物二副反應C0101R0101反應器R0101物R0102溫度壓力11摩爾流量質(zhì)量流量體積流量熱焓-摩爾流量0004200h-1。1.4m/s0.14，選取工業(yè)上所用 的列管，則單管催化劑體積為束水循環(huán)受阻，會導致傳熱、溫度分布不均，故此區(qū)域不布管，取不布管區(qū)域為為200mm。 因此選擇材料為耐高溫材料0Cr18Ni10Ti。焊接方式選為雙面焊對接對頭，100%無損探 根據(jù)GB6654《壓力容器用鋼板》和GB3531《低溫壓力容器用低合金鋼板》規(guī)定，對于0Cr18Ni9鋼板 厚度 ，圓整后取厚度為0Cr18Ni10Ti的屈服極限為 所以氣壓試驗滿足強度要求。取反應器筒體直徑為2500mm，厚度為50mm，內(nèi)徑為查表得直邊高度h0=50mm。2500mm，50mm，50mm支座采用裙座，材質(zhì)為Q345R，裙座與塔底的連接采用對接式焊接，裙座筒體外徑為2600mm，厚度為18mm，地腳螺栓的結(jié)構(gòu)選擇外螺栓作結(jié)構(gòu)形式，螺栓規(guī)格為 個數(shù)為30個，裙座高度取2m。1450mm 設計思環(huán)氧乙烷制碳酸乙烯酯工段由環(huán)氧乙烷和二氧化碳發(fā)生酯化反應，反應器R0201的①合理性②安全性③先進性④經(jīng)濟性反應器形碳酸乙烯酯反應器R0201 該反應是一個強放熱反應，反應過程中產(chǎn)生大量的熱，可能會使催化劑高溫對反應器材料的選擇要求提高，設備的投資費用大大增加；對反應器維修造成，催化劑的再生和更換帶來操作上的不便，使得反應流程的操作費大大增加；同時也使產(chǎn)品純度發(fā)生變化，極大地影響后續(xù)反應的進行以及乙二醇產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)品純度。R0201如圖3-1所示。圖3-1R0201反應器結(jié)構(gòu)示意圖其中1—反應器；2—進料口；3—出料口；4—反應區(qū)域；5—產(chǎn)物區(qū)域；6—移熱裝置；7—催化劑放置裝置；8—移熱介質(zhì)進口；9—移熱介質(zhì)出口；10反應器及催化劑特1②環(huán)氧乙烷的單程轉(zhuǎn)化率可以達到9598④反應器的設計，充分發(fā)揮了催化劑的優(yōu)勢，大幅度提高了催化劑的使用2反應器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設1采用3應器并聯(lián)的方式，保證生產(chǎn)過程中有2臺并聯(lián)操作，同時另一臺進行催劑的再生或更換。采用2開1備的生產(chǎn)方式可以有效地降低成本，獲得較大的相對傳熱面積，保證碳酸乙烯酯生產(chǎn)的順利進行。因此實際參加反應的反應器臺數(shù)m=2臺。23.1PressureMole Mass VolumeFlow --Mole 表 PMHS-HEVIMBr離子液與分子篩形成固體顆粒催化劑QH-1技術(shù)指粒徑BET平均孔徑已知環(huán)氧乙烷的進料量為451.372kmol/hr，質(zhì)量流量為19861kg/hr，環(huán)氧乙烷乙烯進料量為39722kg。催化劑與環(huán)氧乙烷質(zhì)量比為9%，則催化劑用量為3574.98kg。估算得到反應器的總體 =VD，反應器高度為H，則長徑比則單應器體積VH=γD= 由V=111.060 準HG21607-96，取D=4200mm，反應器高度H=8400mm。查閱相關(guān)行業(yè)標準HG21607-96《異形筒體和封頭》，查得封頭的公稱直徑為4200mm，LEHLEH則單應器的實際體積為8為了催化劑的高溫失活，延長了催化劑的R101選用材料為碳素鋼Q345R①參數(shù)確定，。工作壓力P=2.5MPa，設計壓力；采面焊對接頭，局部無 ；查得碳素鋼的許用應力，。②計算厚度反應物無腐蝕性， 根 ，查表得到負偏 復 故最后R10162mmQ345R其 可 ，所以水壓試驗強度足夠反應器操作條件及說2.5MPa，通過控制二氧化碳的氣體流量來控制反應器內(nèi)的壓力維持在2.5MPa。此時，需要使反應的溫度達到130℃，則在蛇管中通入0.8Mpa的低壓蒸汽，加熱反應物，逐漸升溫至反應溫度為R0201R0201首先將固體催化劑裝填入反應器R0301酸乙烯酯混合后，水再經(jīng)過預熱與碳酸乙烯酯按一定比例進入反應器R0301上部進料口，兩本裝置設四應器，三臺串聯(lián)反應，一臺備用，以使整個流程保持連續(xù)和穩(wěn)定。③EC/H2O（攪拌槳）；3.2時間為3h，本反應器采用外取熱，外設夾套。3.2間歇反應釜示意圖1400.4Mpa密度34總7總過設定的值時，將氣體排入閃蒸罐V0302中，必需保持壓力的穩(wěn)定，我們?nèi)∶總€釜內(nèi)體積V=134.382÷3=44.794m3，取其占塔釜體積的0.667，即裝填系數(shù)為0.667，則選用封頭內(nèi)徑即槽徑T為3500mm，則高7000mm，7000/3.5=2.001~6（符合壓力容器公稱直徑要求）5700mm

熱負荷為5276.54kw，另一流股的溫度變化為55.1℃-140℃，取傳熱系數(shù)（㎡·℃）， =62.15㎡夾套選取Q235-B的材質(zhì)，可以知道板厚在4.5-16mm，設計溫度在140℃時Q235-B的許用應力[]=113Mpa，因為夾套有安全閥，所以P=1.1那么P=0.44Mpa，因為內(nèi)部夾套無法探傷，故取=0.60，根據(jù)夾套的單板厚度負偏 ，單面腐蝕取腐蝕余。16mm ,C2在固-液懸浮操作中，軸向流葉輪的懸浮效率遠高于徑向流葉輪。達到相同的均勻度，盤式（CY0）渦輪式；直葉渦輪、斜葉渦輪。在這些攪拌器中，CBYA310CBY①攪拌器葉選直徑與槽徑之比（D/T） 使扭矩增大，設備的投資費用提高。一般是根據(jù)葉輪的形式、懸浮狀態(tài)等。適宜的D/T值范D/T平底 碟形底或橢圓底 球形底 CBYD/T完全懸 均勻懸 D/T=0.4D=1440mm選擇攪拌器軸材料為45鋼，鋼的許用扭應力為[ ]=30-40Mpa，計算系數(shù)A=118-107，d=100mm②葉輪位置（C/D）完全懸 均勻懸 C/D=1/3C480mm徑之比值為0.6至0.7。當高于此值時，單層葉 R0301的，所以需要二層葉輪即擋板寬度為300mm。槽內(nèi)設置四擋板，每塊擋板的寬度為300mm，以消除液體打旋現(xiàn)象，攪拌器直徑D為1440mmC480mmCBY式 ——固體顆粒直徑，mm；《工藝系統(tǒng)工程設計技術(shù)規(guī)定氣-液分離器設計》HG/T20570.8-200μm液體量較少，液面高度不是由停留時間來確定，而是通過各個調(diào)節(jié)點間的最小距離100mm來加以限制的，應采用立式重力分離器。V0204體積流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液體密度和氣體密度首先取直徑0.3mm，假設液滴沉降速度在過渡流區(qū)即 Allen計算 計 =2.42m/s,Re=8.1VGmax0D LLHL 尺寸不小于管接管直徑,較低的位置有利于氣液分離綜上所述，接管直徑定為25cm液體出口接管應使液體流速小于等于1m/s。12cm設計溫度 設計壓力s []t170MPa,s0.85C10.3mmC22mm5mm強度校核：試

V0302體積流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液體密度和氣體密度首先取直徑0.3mm，假設液滴沉降速度在過渡流區(qū)即 Allen計算 計Re=36 =1.10m/s,Re=36VGmax0D LLHL 尺寸不小于管接管直徑,較低的位置有利于氣液分離綜上所述，接管直徑定為40cm液體出口接管應使液體流速小于等于1m/s。12cm設計溫度 設計壓力s []t170MPa,s0.85C10.3mmC22mm5mm強度校核：試V0303

體積流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液體密度和氣體密度首先取直徑0.3mm，假設液滴沉降速度在過渡流區(qū)即 Allen計算 計得 。最終 =2.97m/s,Re=3.1VGmax0D LLHL 尺寸不小于管接管直徑,較低的位置有利于氣液分離綜上所述，接管直徑定為35cm液體出口接管應使液體流速小于等于1m/s。12cm設計溫度 設計壓力s []t170MPa,s0.85C10.3mmC22mm5mm強度校核：試

545253液分離器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作可靠等特點。本設計對V0102體積流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液體密度和氣體密度首先取直徑0.3mm，假設液滴沉降速度在過渡流區(qū)即 Allen計算 計最終 因為容器內(nèi)氣體流速要低于浮動流速，所以D=1.818mD=1.9m。本設計取取封頭為標準橢圓封頭，公稱直徑DN=1900mm,則封頭曲面高度，取直邊是2罐是1罐是2罐是4罐5換熱器選型5.1 《管殼式換熱器 《管徑選擇 HG/T20570.6-《化工配管用無縫及焊接尺寸選用系列》HG20553-《石油化工企業(yè)尺寸系列 SH3405-《氨制冷裝置用臥式蒸發(fā)器 JB/T7658.4-《鞍式支座 JB/T4712-數(shù)量的40%左右，占總投資的30%~45%。今年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應用領域不斷按作用原理傳熱的方式分管殼式：固定管板式、浮頭式、填料函式、U水(Chilledwater)或鹽水(brine)。加熱器(Heater)Dowtherm generator)（廢熱鍋爐(wasteheatboiler)）：用產(chǎn)生的蒸汽蒸餾器(Vaporizer5.1換熱器的結(jié)構(gòu)分類固定管板能力U管內(nèi)外均能承受高壓，管內(nèi)及檢修中熱板束類似于管束，可抽出檢修，壓力不能太表 管殼式換熱器優(yōu)缺點對固定管板式換熱傳熱面積比浮頭式換熱器大殼程無法機械殼體部件決定于管子故設備相對較低U適用于溫度≦500℃，壓力≦U10%左右；適用溫度可達200不適用于、易燃、易爆、易4分程隔板與殼體密封片處易泄壓降降低90%以上；在DN325~1800范圍內(nèi)，可增加5%~16%傳熱面積；總傳熱效率相應提高10%（按相同直徑要求100%射線探傷；傳熱死區(qū)小，傳熱效率提高在低雷諾數(shù)Re<6000（液相）、造價提高3%~5%。新結(jié)構(gòu)高效換熱液相傳熱Re<600，氣相傳熱1給熱系數(shù)比光管提高4025換熱器的類型很多，每種型式都有特定的應用范圍。在某一種場合下性能很好的換熱器，如果換到另一種場合可能傳熱效果和性能會有很大的改變。對、維修的要30GB151，適用于臥式和立式換熱器。型號：AES500-1.6-54-6/25-4Ⅰ 表示公稱壓力 表示公稱換熱面積為 表示換熱管外徑為 表示管束為 級，采用較高級冷500mm，1.6MPa，公54m25mm6m，46020℃，低溫端5℃；當冷凝帶有惰性氣體的工藝流體時，冷卻劑的出口溫度應該低于工藝流體的，一般低于5℃；在冷卻反應物時，為了控制反應，應維持反應流體和冷卻劑之間的溫差不小于10℃。5.3換熱器壓力降允許范圍允許的壓力降正方形管子排列，并可用可拆式（浮頭式、填料函式、U形管式）換熱器。1-2.5m/s；8-30m/s表 換熱器流速范圍流 熱器（E31）作為典型設備進行詳細設計。結(jié)合工業(yè)上的使用，決定選擇管殼式換熱器，結(jié)構(gòu)上選用固定管板換熱器。官箱類似。根據(jù)介質(zhì)工作特點，選取M型后封頭。表 TEMA端部形式的選污垢系數(shù)(m2.°C管束清洗方法式管箱尾端封頭類 型式管側(cè)殼側(cè)U管型--A-U管型C-A--A-抽CCASMCASCMASMMAS≤固定CC或或5式MCAL -A--CAS-MAS≤5 -CAL(2)A：3.0mm只用于管內(nèi)側(cè)可用高壓水噴射的冷卻水系統(tǒng)ST當殼側(cè)污垢系數(shù)≤0.00035并且管側(cè)可用高壓水噴射時，T型封頭可使用不BCAMN：LL：3.0mm熱管由Φ25mm改為Φ19mm，其傳熱面積可增加40%左右，節(jié)約20%金屬以上；但增加低。所以，在管程結(jié)垢不是很嚴重，又允許壓力降較高的情況下，采用Φ19mm×2mm的管5.6國內(nèi)常用換熱管規(guī)格10x14x19x25x25x32x38x45x57x10x14x19x25x32x38x45x57x有進行的通道。換熱管中心距一般不小于1.25倍的換熱管外徑，常用的換熱管中心距如5.7常用換熱管中心距換熱管外徑24952857換熱管中心距69520872系列標準長度有：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9和12m一般選在1～2。折流板圓45％25％1/550mm。然而，對特殊的設計考慮可以取較小的間距。由于折流板有1/2TEMA無支撐直管跨距的0.8倍。400mm100mm5.8換熱器設計使用軟件列表AspenAspenDesign&表 E0301設計結(jié)果從表5.9E0301設計結(jié)果表可以看到，換熱面積為506.8m2，所需傳熱系數(shù)為517.5W/(m2·K)，實際傳熱系數(shù)（含污垢熱阻）657.2W/(m2·K27%，換熱換熱器液體流速范圍表。殼層壓降為16.976kPa，管程壓降為21.53kPa，均較小。設計源文件詳見5.1E0301物料參數(shù)針對待輸送的流體的理化性質(zhì)而選擇合適的泵，其中尤其考慮流體的流量Q流量是指工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送的介質(zhì)的量，一般應給出正常、裝置的最大流量，或取正常流量的1.1～1.15倍。揚程H指工藝裝置所需的揚程值，也稱計算揚程。一般要求泵的額定揚程為裝置所需揚程的1.05～1.1倍。Ps和出口壓力Pd進、出口壓力指泵進出接管法蘭出的壓力，溫度T指泵的進口介質(zhì)溫度，一般應給出工藝過程中泵進口介質(zhì)的正常、最低NPSHA，操作狀態(tài)6.1流量電機功率7（串聯(lián)3（串聯(lián)2（串聯(lián)12（并聯(lián)31選型參表6.2P0101物料參溫度壓強摩爾流量質(zhì)量流量體積流量焓--出口與進口壓差所需揚程6.1P01016.2P0101表6.3P0104物料參溫度壓強摩爾流量質(zhì)量流量體積流量焓--出口與進口壓差所需揚程6.5P01046.6P01046.7P0104表 P0301物料參溫度壓強摩爾流量質(zhì)量流量體積流量焓--出口與進口壓差所需揚程6.8P03016.9P03016.10P0301表 P0305物料參溫度壓強摩爾流量質(zhì)量流量體積流量焓--出口與進口壓差所需揚程6.11P03056.12P03056.13P0305表 P0307物料參溫度壓強摩爾流量質(zhì)量流量體積流量焓--出口與進口壓差所需揚程6.14P03076.15P03076.16P0307生成垢的成分（硫酸鈣、磷酸鈣、硅等可利用的熱源（水蒸氣、電力等pH