【正文】 ......... 3 第一節(jié) 物料衡算 ...................................................... 3 1) 塔頂產(chǎn)品量 ...................................................... 3 2)塔釜 ,塔頂流量及組成 ............................................... 3 第二節(jié) 確定塔溫 ...................................................... 4 1）塔釜溫度的確定 ................................................... 4 2）塔頂溫度 的確定 ................................................... 5 3）進(jìn)料溫度 ......................................................... 5 第三節(jié) 塔板數(shù)的計算 .................................................. 6 1） 確定最小回流比 .................................................. 6 2）確定最小理論板數(shù) ................................................. 7 4）實際塔板數(shù) ....................................................... 7 5）確定進(jìn)料板位置 ................................................... 8 第四 節(jié) 塔徑計算 ..................................................... 8 1）精餾段塔徑 ....................................................... 8 2）提餾段塔徑 ...................................................... 12 第五節(jié) 塔內(nèi)物件的工藝尺寸 ........................................... 12 第六節(jié) 流體力學(xué)驗算 ............................................... 14 1）氣體流過塔板的壓降 .............................................. 14 2)液泛校核 ......................................................... 15 3）沫夾夾帶情況 .................................................... 15 第七節(jié) 安全操作范圍和操作線 ....................................... 16 1）精餾段 .......................................................... 16 2）提餾段 .......................................................... 17 第八節(jié) 附屬設(shè)備的選擇 ............................................... 18 1）全凝器的選擇 .................................................... 18 2) 再沸器的選擇 .................................................... 19 3) 回流泵的選擇 .................................................... 19 第九節(jié) 管徑設(shè)計 ..................................................... 20 第二部分 強(qiáng)度及穩(wěn)定性計算 ............................. 21 第一節(jié) 圓筒和封頭的厚度和強(qiáng)度計算 ................................... 21 第二節(jié) 載荷的計算 ................................................... 22 1) 質(zhì)量載荷的計算 :................................................. 22 2) 塔的自振周期 .................................................... 24 3）地震載荷及地震彎矩的計算 ........................................ 24 4）風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計算： ............................................ 25 5) 最大彎矩 ........................................................ 27 第三節(jié) 應(yīng)力校核 ..................................................... 28 1) 圓筒應(yīng)力校核： .................................................. 28 2) 裙座殼軸向應(yīng)力校核： ............................................ 29 第四節(jié) 基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 ......................................... 30 1） 基礎(chǔ)環(huán) ......................................................... 30 2）地腳螺栓計算： .................................................. 31 3）肋板計算： ...................................................... 31 4）蓋板計算： ...................................................... 32 第五節(jié) 補(bǔ)強(qiáng)計算 ..................................................... 33 1）塔頂蒸汽出孔 .................................................... 33 2)人孔的補(bǔ)強(qiáng)計算 ................................................... 34 3)進(jìn)料管接管補(bǔ)強(qiáng) ................................................... 35 第三部分 吊柱的強(qiáng)度計算 ............................... 36 1）設(shè)計載荷 ........................................................ 36 2)曲桿部分的校核 ................................................... 36 2）柱的校核 ........................................................ 37 參考文獻(xiàn) .............................................. 38 附錄 英文翻譯 .......................................... 1 致 謝 ................................................. 6 塔設(shè)備概述 塔設(shè)備是化工、石油等工業(yè)中廣泛使用的重要生產(chǎn)設(shè)備。 第二部分在強(qiáng)度及穩(wěn)定性計算中，計算出塔器的各部分質(zhì)量，對塔的三個危險截面進(jìn)行校核，主要是質(zhì)量載荷，風(fēng)載荷和地震載荷的計算。塔設(shè)備的基本功能在于提供氣、液兩相以充分接觸的機(jī)會，使質(zhì)、熱兩種傳遞過程能夠迅速有效地進(jìn)行；還要能使接觸之后的氣、液兩相及時分開，互不夾帶。塔設(shè)備主要應(yīng)用在石油化工行業(yè)，其種類很多，比如有常壓塔，加壓塔及減壓塔，還有按單元操作分有精餾塔，吸收塔，萃 取塔，反應(yīng)塔，填料塔，干燥塔等。還要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的計算。塔設(shè)備的基本功能在于提供氣、液兩相以充分接觸的機(jī)會，使質(zhì)、熱兩種傳遞過程能夠迅速有效地進(jìn)行；還要能使接觸之后的氣、液兩相及時分開，互不夾帶。氣、液兩相在塔內(nèi)進(jìn)行逐級接觸，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。 目前在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)處理量大時多采用板式塔，而當(dāng)處理量較小時多采用填料塔。閥片周邊沖出幾個略向下彎的定距片，當(dāng)氣速很低時，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點 接觸而坐落在閥孔上，在一定程度上可防止閥片與板面的粘結(jié)。 塔設(shè)備主要有三個參數(shù)作為其性能好 壞的評價指標(biāo)，即通量、分離效率和操作彈性。塔的通量大、分離效率高、操作彈性大，塔的性能就好。 規(guī)定：塔頂乙烷含量， 塔釜乙烯含量〈 即 xDC2H6=, xwC2H4= 表 2 組分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 ∑ 進(jìn)料量 KMol/h 88． 989 9． 843 0． 510 0． 658 100 塔頂產(chǎn)品流量 KMol/h 890． 003w 0 D 塔釜產(chǎn)品流量 KMol/h 0 W 在全塔內(nèi)對乙烯進(jìn)行物料衡算： F=D+W???????? 1） f = + FXF =DY XD+WX w ?? 2） f=+w 解得 W=則塔頂塔釜摩爾分率及摩爾流量列于表 3 表 3 塔頂塔釜摩爾分率及摩爾流量 組分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 ∑ 塔頂 產(chǎn)品 摩爾流量 0 組成 0 1 塔底 產(chǎn)品 摩爾流量 0 組成 0 1 第二節(jié) 確定塔溫 1）塔釜溫度的確定 查 PTK 圖，計算 yi =? K iXi =1 假設(shè)泡點溫度為 20℃則可查烴類 PTK得 C2H C2H C3H CH4得 K i依次為 , 16, , 代入得 ?yi =? ?xiki* + 16+ +=1 說明此泡點溫度過高。泡點進(jìn)料， q=1。 88989 0。 69 提餾段液相負(fù)荷 SFSWS VVV *39。 0678m/s 提餾段塔徑 D=uVs?4=。 2）、校核溢流強(qiáng)度 堰長： lW= D= =。 hww —— 出口堰高度 how—— 堰上清液層高度 精餾段： how= 提留段： how’ = 4)降液管面積 查《浮閥塔》表 33 知 DWd = TfAA = 塔板面積 AT = 24D? = = ㎡ 堰寬 Wd = = 溢流面積 Af = AT = ㎡ 5） 校核液體在降液管內(nèi)停留時間 精餾段 t= LHA Tf * =? 5s 提餾段 t39。 = 3600** =〈 hl = 取距離為 ： h=0,05m 7）浮盤數(shù) 采用 F1 重閥 , 閥孔直徑為 39。 08m2 提餾段 : A039。 8)塔盤的布置 安定區(qū) Wf=。 =llvsV 39。 ?? ?? * ?= 立方米 /秒 Z=d2Wd= = Aa=AT2Af= = 立方米 K 取 CF查《基本有 機(jī)化學(xué)工程》圖 928 可知 CF= 則精餾段 :F1= %1 3 61 0 0?AKCZLVFs?負(fù) =80% 提餾段 F139。 55 2）提餾段 液相負(fù)荷上限 : 取 t=3 秒 tAHL fT?上=0。 表 12 成分 甲烷 乙烯 乙烷 含量 焓差（千卡 /公斤） 11225 15075 15663 Qc=VIVD（ LILDDICD）， ∵ V=L+D=（ R+1） D， 所以： Qc=（ R+1） D（ IVDILD） =213761kj/h 2) 再沸器的選擇 以再沸器為系統(tǒng)進(jìn)行熱量恒算，各成分的焓差 表 13 成分 乙烯 乙烷 丙烯 含量 焓差（千卡 /公斤） 15075 15880 16068 QB=V/IVW+WILWL/I