【正文】 27323?? = 查得壓縮系數(shù) Z= 體積流量： PZnRTVSF ?=精餾段氣相負(fù)合： FDS VVV *? =3/S 表 8 塔底各組分得臨界性質(zhì) 組分 %（分子） Pc（ kg/cm2 ） Pc %（分子） TC T c %（分子） 分子量 M M %（分子） C2H4 0． 00303 50． 48 0． 153 282． 9 0． 857 28． 05 0． 085 C2H6 0． 9870 48． 56 45． 87 305． 8 289． 6 30． 9 28． 45 C3H6 0． 04956 45． 76 190． 8 CH4 0 —— 190． 9 —— 16． 04 —— 合計(jì) 1 —— 45． 79 —— 308． 3 —— 30． 76 對(duì)比壓力： rp =cPP = = 對(duì)比溫度：cpr TTT? = 2732?? = 查得壓縮系數(shù) Z= 上升蒸汽量： G=VD=（ R+1） D=（ +1） =571 公斤 /小時(shí) 體積流量： PZnRTVSW ?= 立方米 /小時(shí) 查《輕碳?xì)浠衔飻?shù)據(jù)手冊(cè)》 圖 21 217 得各組分重度； 表 9 塔頂各組分重度 組分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 重度 0． 425 0． 465 —— 0 表 10 進(jìn)料各組分重度 組分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 重度 0． 421 0． 462 0． 54 —— 表 11 塔釜各組分重度 組分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 重度 0． 35 0． 427 0． 555 —— 塔頂各組分質(zhì)量流量百分比： qDC2H4= qDC2H6= qDCH4= ?lD?1 4462 6242 LD C HD C HHLD C HDCLD AHDC qqq ??? ?? 解得 γ lD = 塔底各組分質(zhì)量流量百分比： QwC2H4= qwC2H6= qwCH4= 解得γ lWw= 則精餾段液相重度 L? = LFLD ?? * = * = 液相負(fù)荷 SL = 動(dòng)能參數(shù) ??????VL2/1???????? vL?? = 取板間距 Ht = 塔板上清液層高度為 lh = 查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 C20 = 查《輕碳化合物》圖 4 42得表面張力 表 12 混合液的表面張力 甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 0 mD? = + = 由式?CC20 =（ ?20 ） 得 ?C =20)20(?C = 塔頂最大空塔速度 Wmax=C? ?=空塔氣速 W= W最大 = =精餾段塔徑 D=uVs?4= 取精餾段塔徑 D= 精餾段實(shí) 際空塔氣 WK =相應(yīng)的空塔動(dòng)能因數(shù)為 Fk = = 2）提餾段塔徑 提餾段氣象重度 v? ‘ =V/Vs=43。 48，將θ帶入（ 2）式，求的 Rm, * 0* * * ????????? Rm 解得： Rm= 取回流比 R= Rm= 2）確定最小理論板數(shù) 理論回流比可取為 Rmin = 3）確定理論板數(shù) 理論板層數(shù)由芬斯克方程求 Nmin Nmin = 1lg ])()lg [ ( ?lhWlhDhi XXXX? = 1min??RRR = 查吉利蘭圖得 2min??NNN = 解得 N= 取 44塊（不包括再沸器） 所以：理論塔板數(shù)為 44 塊。 采用 PTK圖查出 ki值計(jì)算 yi =K iXi 塔頂溫度1??iniiky =1 假設(shè)露點(diǎn)溫度為 20℃ ?xi = 1??iniiky = + + =1 說(shuō)明此溫度偏高 假設(shè)露點(diǎn)溫度為 25℃： ?xi = 1??iniiky = + + =1 試差法： 25℃ + ? ? 1=℃ 所以：塔頂溫度為 24OC 3）進(jìn)料溫度 查 PTK 圖，計(jì)算 yi =? K iXi =1 假設(shè)泡點(diǎn)進(jìn)料且溫度為 20℃ ?yi =? ?xiki* + + + 1 說(shuō)明此進(jìn)料溫度過(guò)高 假設(shè)進(jìn)料溫度為 23℃ ?yi = ? ?xiki* + + + = 所以：進(jìn)料溫度為 23OC 對(duì)塔的各部位溫度列于下表中 表 4 塔的溫度 列表 塔底 塔頂 進(jìn)料 2℃ 24℃ 23℃ 第三節(jié) 塔板數(shù)的計(jì)算 1）確定最小回流比 假定塔內(nèi)各組分的相對(duì)揮發(fā)度恒定，且為衡分子流，由恩德無(wú)德公式視差求。 這樣塔頂餾出液由甲烷乙烯和少量乙烷組成。分離效率是指單位壓力降的分離效果，板式塔以板效率表示，填料塔以等板高度表示。浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率較高。 板式塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 浮閥塔板的結(jié)構(gòu)原理 1—— 氣體出口 2—— 液體入口 3—— 塔殼 4—— 塔板 5—— 降液管 6—— 出口溢流偃 7—— 氣體入口 8—— 液體出口 浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn) 90176。液相由塔頂噴淋裝置分布于填料層上，靠重力作用沿填料表面流下；氣相則在壓強(qiáng)差推動(dòng)下穿過(guò)填料的間隙，由塔的一端流向另一端。 根 據(jù)塔內(nèi)氣液接觸部件的結(jié)構(gòu)型式，塔設(shè)備可分為板式塔與填料塔兩大類(lèi)。 關(guān)鍵詞： 板式塔 精餾設(shè)備 填料塔 Abstract Tower equipment is the important production equipment that chemical industry , petroleum ,etc. used extensively in industry. The basic function of the tower equipment lies in offering the angry , chance in order to be fully contacted of two phase of liquid , make the quality , two kinds of hot transmittance process can go on promptly and efficiently 。 第一部分主要進(jìn)行了物料衡算， 塔內(nèi)物件尺寸的確定，各種管徑的確定，附屬設(shè)備的選擇等等。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目： 萬(wàn)噸 /年乙烯精餾塔設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)械工程學(xué)院 ___ ____________ 專(zhuān) 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程專(zhuān)業(yè) _____ 內(nèi)容摘要 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。 本次設(shè)計(jì)的是 萬(wàn)噸乙烯精餾塔，在本次設(shè)計(jì)中主要包括三大方面的內(nèi)容：一是工藝計(jì)算，二是強(qiáng)度及穩(wěn)定性的計(jì)算，三是專(zhuān)題部分。 最后是專(zhuān)題部分，即吊柱的選用與校核。因此，蒸餾和吸收操作可在同樣的設(shè)備中進(jìn)行。 填料塔內(nèi)裝有各種形式的固體填充物，即填料。蒸餾操作的規(guī) 模往往較大，所需塔徑常達(dá)一米以上，故采用板式塔較多；吸收操作的規(guī)模一般較小，故采用填料塔較多。操作時(shí)，由閥孔上升的氣流經(jīng)閥片與塔板間隙沿水平方向進(jìn)入液層，增加了氣液接觸時(shí)間，浮閥開(kāi)度隨氣體負(fù)荷而變，在低氣量時(shí)，開(kāi)度較小，氣體仍能以足夠的氣速通過(guò)縫隙，避免過(guò)多的漏液；在高氣量時(shí)，閥片自動(dòng)浮起，開(kāi)度增大，使氣速不致過(guò)大。通量是指單位塔截面的生產(chǎn)能力，其表征塔設(shè)備的處理能力和允許的空塔氣速。 第一部分：工藝計(jì)算 第一節(jié) 物料衡算 1) 塔頂產(chǎn)品量 按 7200 小時(shí) /年考慮， 摩爾流量 (C2H4): 7200* 1010* 34 =2) 塔釜 ,塔頂流量及組成 表 1 進(jìn)料各組分組成及性質(zhì) 組 分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 沸 點(diǎn) oC 分子量 組成 8 選擇乙烯為輕關(guān)鍵組分，乙烷為重關(guān)鍵組分，比乙烯沸點(diǎn)低的甲烷是輕組分，比乙烷 沸點(diǎn)高的丙烯是重組分，兩關(guān)鍵組分揮發(fā)度相差較大，且兩者是相鄰組分，為清晰分割情況，比重關(guān)鍵組分還 重的丙烯在塔頂不出現(xiàn)，比請(qǐng)關(guān)鍵組分還輕的甲烷在塔頂不出現(xiàn)。 假定溫度為 10OC ?yi =? ?xiki* + + =1 假定溫度為 2OC ?yi =? ?xiki* + + = 所以：塔釜溫度為 2OC 2）塔頂溫度的確定 采用全凝器。 有關(guān)數(shù)據(jù)及 α i列表如下： 表 5 組分 C2H4 C2H6 C3H6 CH4 ∑ XF 1 XP 0 1 KI α i 1 將數(shù)據(jù)帶入（ 1）式中： * * * * ???????? ???? 試取θ計(jì)算： θ = (1)式 =? 0 θ = (2)式 = ? 0 內(nèi)插法得θ =1。 07+0。 ? =0。 取塔徑 1。 精餾段校核： i=ls/lw= 3/h。 =39。 精餾段臨界 閥孔氣速 ： oku = ) ( =提餾段臨界 閥孔氣速 : oku ’= ) ( =開(kāi)孔率0uu?? 100%=5。 = ?? *4 2D = 精餾段閥數(shù) : N=0204 udVs? =67 個(gè) 提餾段閥數(shù) : N39。 無(wú)效區(qū) Wc= 按照等邊三角形叉排列 則中心距 t=105mm. 第六節(jié) 流體力學(xué)驗(yàn)算 1）氣體流過(guò)塔板的壓降 正常操作，浮閥全開(kāi)。39。 =%80% 所以產(chǎn)生的霧沫夾帶量不超過(guò) 公斤液體 /公斤蒸汽，符合要求。 0185 立方米 /秒 液相負(fù)荷下限 : 因采用平直堰 wlL ?下 =0。 QB=V/IVW+WILWL/ILW+QL=19396kj/h 3) 回流泵的選擇 回流量 L=RD=441 KMol/h， 所以體積流量： Vs=27 m3/h。 0756 取 Rd =Φ 108 4 公稱(chēng)直徑為 Dg100。公稱(chēng)直徑為 Dg100。 5）進(jìn)再沸器管 ls vVFd ?4? =0。公稱(chēng)直徑為 Dg175。 內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 m02=π /4 55 75=6235 ㎏。 45Mpa. 地腳螺栓螺紋小徑計(jì)算： ? ? mmAdbtbB 421 ??? ??? 腐蝕余糧取 3mm. 材料 Q235A. 選 用螺栓 M36 4 則地腳螺栓 M36 4，共 16 個(gè) 3）肋板計(jì)算： L2=138mm。 16?c? 最大應(yīng)力： M PaZ ??? 所以： ? ?ZZ ?? ? 蓋板厚度 16mm，墊板厚度 22mm 裙座與塔殼對(duì)接連接焊逢校核： ][ 02m a x TWesitesit DgmDM ??? ??? ????? ?? 即 117 焊逢驗(yàn)算合格。 W=2200N。 metal construction is limited to depths of 20~25ft,and plastic to 10~ supports and liquid redistributors are supplied for deeper beds and at sidestream withdrawal or feed points. liquid redistributors usually are needed every ~3tower diameters for Raschigrings and every 5~10 diameters for Pall rings, but at least every 10 ft. The various kinds of internals of packed towers are represented in whose individual parts may be described oneone