【正文】 風載荷計算 風壓沿塔分若干段，各段高如圖 0— 0 為裙座 底部的計算截面， 1— 1 為裙座人孔的計算截面， 2— 2 為同體的危險計算截面。 筒體壁厚的計算 ? ?? ?00 2 30tiPD C P C? ? ?? ? ? ?? ，取負偏差 1 ? mm，腐蝕余量 2 1C mm? ，則 12CC? =1+=；0 1 2 11 .8 1. 8 13 .6CC??? ? ? ? ? ?mm，考慮實際其他問題故取壁厚為 18mm。 提餾段 計算降液管內允許最大流速： 30 . 1 7 0 . 1 7 0 . 9 5 0 . 1 6 2dsV k m s? ? ? ? ? ? ?37 . 9 8 1 0 0 . 1 1 8d s T L vV k H m s??? ? ? ? ?， 取 為降液管內允許的最大流速，現(xiàn)設計的降液管流速為 ，故降液管沒有超過負荷。 （ 2）、堰高： w i owh h h?? ； 1000ow wLhEl??? ???? ； 據(jù) 2 . 5 2 . 50 . 0 1 8 7 1 63 6 0 0 3 6 0 0 4 0 . 9 61 . 2 2iwLl ? ? ?， ? ，查圖表得 E=， 則： 1000ow wLhEl??? ????=，故取 owh =. 故 owh ==。 趙新：脫丙烷精餾塔設計 （ C3產品濃度 99%） 16 精餾段塔徑初選 4 4 0 . 2 3 5 9 8 1 . 3 43 . 1 4 0 . 1 6 6 8sVDmu?? ?? ? ??；故圓整 D =140 mm （ 實 際 空 塔 速度 為）。 塔底液相重度 計算結果列于下表： 表 216 組分 04ic I 4c? 41c?? 04nc 反 42c?? ? i? ix % 1 iixy 故塔底液相重度為 3/kgm 。因 ? 在重關鍵組分 i? =1 和輕關鍵組分 i? = 之間，故用試差法計 算minR ，計算結果列表如下： 表 29 組分 ih? ixF K iixF? i??? iiixF???? 02c 3c? 03c i 04c 1 i 4c? 41c?? n 04c 趙新：脫丙烷精餾塔設計 （ C3產品濃度 99%） 8 反 42c?? ? 因為 1 .0 1 1 8 9 1iiia xFa ? ???? ,所以 i? =，那么 min 1iiixDR ??????? 。在塔頂?shù)慕M分中比丙烷烴的組分及少量重組分分離出來（氣相）經(jīng)冷凝器冷卻到液相，經(jīng)回流罐一部分打回流，一部分出產品。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殘液取出。是化工生產中不可或缺的重 要利用設備，其性能的優(yōu)越對能源的產生重大的影響。 31 螺栓座的結構 31 地腳螺栓最大拉應力計算 28 座體壁厚的計算 28 操作產生的軸向應力 25 風載荷計算 25 選擇塔體材料 24 彈性操作 23 氣相負荷下限線 23 液相負荷下限線 22 液相負荷上限線 21 降液管的負荷 12 塔頂液相重度 10 精餾段氣相重度 3 物料衡算 作者簽名： 日 期： 趙新：脫丙烷精餾塔設計 （ C3產品濃度 99%） IV 目 錄 摘 要 在完整地確定出結構和尺寸后，利用 pore 繪制了塔的主要零件圖和塔的整體結構圖?；ト芤后w的分離有多種方法，精餾就是其中最常用的一種。吉林化工學院本科畢業(yè)設計說明書 I 摘 要 化工生產中做處理的原料、中間產物有若干組分組成的混合物，在化工、煉油、醫(yī)藥、食品即環(huán)境保護等工業(yè)部門，精餾過程在能量計的驅動下，氣液兩相多次直接接觸和分離，利用氣液兩相各相份揮發(fā)度不同時揮發(fā)組分由液相向氣相轉移，實現(xiàn)原料混合物中各組分同時進行傳質傳熱過程。精餾塔是一種利用兩組分的揮發(fā)度差異實現(xiàn)連續(xù)的高純度分離的設備。 關鍵詞： 精餾塔；工藝 。 II 第 1 章 緒 論 1 第二章 工藝計算 3 流程的確定 3 進料組成 3 進料速度 4 進料溫度及壓力的確定 4 各組分在塔頂和塔底的分配 6 回流 和溫度的確定 10 精餾段氣相粘度 13 工藝計算數(shù)據(jù)匯總表 21 第 5 章 負荷性能圖 24 第 6 章 機械設計 28 彎矩在筒體中引起的軸向應力 30 基礎環(huán)設計 34 致 謝 在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，精餾塔的投資約占總投資的 30%40%左右。 蒸餾的基本原理是將液體混合物部分氣化 ,利用其中各組份揮發(fā)度不同（相對揮發(fā)度）的特性，實現(xiàn)分離目的的單元操 作。在塔體產品中，主要是一些重組分及少量的輕組分，產物（液相）出塔后，一部分作為產品，一部分進入作為產品，一部分進入再 沸器使之成為氣相，返回塔內。 計算結果列表如下： 表 210 組分 ih? ixD iixD? i??? iiixF???? 02c 3c? 03c i 04c 1 i 4c? 0 0. 0 41c?? 0 0 0 ? 1 所以m i n 1 2 . 6 0 5 4 3 6 1 1 . 6 0 5 4 3 6iii xDR ???? ? ? ? ??? 最小理論塔板數(shù)計算 由于采用了輕重關鍵組分，相當于將原來的多組分變?yōu)槎M系統(tǒng)；同時塔頂蒸汽全部冷凝，所以最小理論塔板數(shù)，可用芬斯克求得： minN =lg1lgD l w hDh wllhxxxx?????????????????????（塊，不含塔釜） 適宜回流比和理論塔板數(shù)確定 用化工原理（下）計算適宜回流比與理論塔板數(shù)，因為回流比一般為 R=（ — 2） minR ，此范圍內取 R 值算出 N 值，計算如下： 吉林化工學院本科畢業(yè)設計說明書 9 可近似的表示為 R= 0 . 7 5 [ 1 ) ]N + 1 R+ 1NN? 小 小（ 取回流比 R= minR 時，理論塔板數(shù) N= 最為合適。 塔頂液相重度 計算結果列于下表： 表 217 組分 02c 3c? 03c i 04c i 4c? 41c?? n04c 反 42c?? ? i? 0 1 ix % 0． 24 0 100 iixy 0 0 0 故塔頂液相重度為 3/kgm 。 提餾段空塔速度計算 液泛速度LVfVuc????? ；取TH =600mm ； 95LH ? mm ，則 TH LH =505mm ，動能參數(shù) Lvlv ?? ?，故查得 20 ? ，則： C= 20C???????=，故 fu =，適宜空塔流速取 fu =? =。 （ 3）、溢流管底與塔板之間的距離 取 0 ? ms，則 0 00 .0 1 8 7 1 6 0 .0 5 11 .2 2 0 .3swLh lu? ? ??m（取 50mm）。 趙新：脫丙烷精餾塔設計 （ C3產品濃度 99%） 22 第 5 章 負荷性能圖 過量霧沫夾帶器 精餾段 取泛點率為 80% ， 則 100 13680% %vsLvbFV L sEA k C??? ??? ， 簡化并整理上式得： sV + =， 當 Ls =0 時， sV = 3ms， 當 Ls = 時， sV == 3ms.。 封頭壁厚 采用標準橢圓形封頭，取其壁厚與筒體壁厚相同，即 18mm，其直邊高度為 40mm。 （ 1）、各段風載荷計算 吉林化工學院本科畢業(yè)設計說明書 27 3 1 2 0 3 3 0 0. 7 1. 63 28 50 1. 15 10 2. 06 8 13 59P k k q f h D f k g? ? ? ? ? ? ? ? 各計算風段風載荷如表所示： 表 61 計算段 0—1 1—2 2—3 3—4 4—5 5—6 1k 2k 0q 50 50 50 50 50 50 if ih 1 10 10 0Df 1 2 0 3 3 0k k q f h D f 73 227 622 1359 1545 567 （ 2）、各計算截面風彎矩的計算 各計算 0— 0、 1— 2— 2 截面的風彎矩可按下式計算： 計算截面 0— 0 風彎矩： 00 050 1 5 0 1 2 3 4 8172822hhM n D D D h h h h h k g m? ??? ? ? ? ? ? ? ? ????? 計算截面 1— 1 風彎矩： 11 511 2 5 1 2 3 4 7737322 hhM n D D D h h h h k g m? ??? ? ? ? ? ? ? ????? 計算截面 2— 2 風彎矩： 22 522 3 5 2 3 4 8 6 6 . 8 622 hhM n D D D h h h k g m? ??? ? ? ? ? ? ????? 地震載荷計算 對于等直徑、等壁厚的塔設備，可按以下各式計算各截面的地震彎矩： （ 1）、截面 0— 0 的地震矩按下式計算 ? ?0 0 5055 1 . 2 5 0 . 1 1 2 5 4 1 5 3 3 . 5 3 3 5 0 4 0 . 8 1 01 2 1 2EM C u Q H? ? ? ? ? ? ? ? （ 2）、截面 1— 1 的地震矩按下式計算 111 1 22 2 40903 5 7 . 41 4 0 1 . 6 2iQ k g