【正文】 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。 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。 內(nèi)構(gòu)件質(zhì)量 m02=π /4 55 75=6235 ㎏。 5）進(jìn)再沸器管 ls vVFd ?4? =0。 0756 取 Rd =Φ 108 4 公稱直徑為 Dg100。 0185 立方米 /秒 液相負(fù)荷下限 : 因采用平直堰 wlL ?下 =0。39。 = ?? *4 2D = 精餾段閥數(shù) : N=0204 udVs? =67 個(gè) 提餾段閥數(shù) : N39。 =39。 取塔徑 1。 07+0。 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。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。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。因此，蒸餾和吸收操作可在同樣的設(shè)備中進(jìn)行。 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。 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。 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)。 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。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。 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。 09843 + += 解得 ET = 所以：實(shí)際板數(shù) N=TTEN =44/= 取 55 塊 5）確定進(jìn)料板位置 精餾段板數(shù) nm =ilhFlkhkDhhli XXXX)lg (])()lg [(? （ 1） 提 留段板數(shù) mm =TlhWlkhkhhli XXFXX)lg (])()lg [(? （ 2） m+n=54 （ 3） （注 lh? 為輕關(guān)鍵組分對(duì)重關(guān)鍵組分相對(duì)揮發(fā)度，取塔頂、進(jìn)料、塔釜三處得幾何平均值） （ lh? ） i = FD ?? * = （ lh? ） T = WF ?? * = 則 nm = 取 22塊 則提留段板數(shù)為 mm =5432=32 第四節(jié) 塔徑計(jì)算 1）精餾段塔徑 a) 氣液相負(fù)合及重度 精餾段以塔頂為計(jì)算基準(zhǔn)， 表 6 塔頂各組分得臨界性質(zhì)列 組分 %（分子） Pc（ kg/cm2 ） Pc %（分子） TC Tc %（分子） 分子量M M %（分子） C2H4 C2H6 ` 305 CH4 合計(jì) 1 對(duì)比壓力： rp =cPP = = 對(duì)比溫度：cpr TTT? = 27324?? = 查得壓縮系數(shù) Z= 塔頂上升蒸汽量： G=VD=（ R+1） D=571kmol/h 體積流量： PZnRTVSD ?= 立方米 /小時(shí) 塔頂上升蒸汽重度： Υ v =表 7 進(jìn)料各組分得臨界性質(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． 88989 30． 48 C2H6 C3H6 CH4 合計(jì) —— —— —— —— 對(duì)比壓力： rp =cPP = = 對(duì)比溫度：cpr TTT? = 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。 4m 餾段實(shí)際空塔氣 WK ’ =第五節(jié) 塔內(nèi)物件的工藝尺寸 1）、溢流程數(shù)的選擇 根據(jù)塔徑 米，液相負(fù)荷 30～ 40m 3/h，查《有機(jī)化合物》表 95可知選單流型即 可滿足要求。*LHA Tf=? 5s 降液管出口處的流體流速： 精餾段： Ud=Ls/Af=。 =02039。 39。 00837 立方米 /秒 氣相負(fù)荷下限 :: vNV ?005 ?下 = 60* = 立方米 /秒 氣相負(fù)荷上限 : 液泛線 A=lvN ? ?2 *191000 = B= ? ? wT hH ?? ?? = C== * 2= D=3/= 3/222 sss LLV ??? 所以霧沫夾帶線為??? ? AF K CZLV Fssvl v ?????????? ? 136100 得 ?? ss LV 用計(jì)算機(jī)繪出個(gè)操作線如圖 2。 3）進(jìn)料管管徑 料液由高位大槽進(jìn)入塔內(nèi) WF取 0。 122m 取 Φ 2196 的管。（單位面積重 75 ㎏） 保溫層質(zhì)量 m03=π /4[(+ 2+) 2(+ 2)2] 27 45=582 ㎏ . 平臺(tái)、扶梯質(zhì)量： m04=40 30+π /4[(+ 2+ 2) 2(+ 2)2] 150 6 1/2 =1200+=3924 ㎏ . 操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量 m05=π /4 450 55=3670 ㎏ . 充水質(zhì)量 mw=π /4 27 1000=38484 ㎏ . 塔器的操作質(zhì)量 m0= m01+m02+m03+m04+ m05+ma= 32765 ㎏， 塔內(nèi)的最大操作質(zhì)量 mmax= m01+m02+m03+m04 +ma+ mw=47592 ㎏ 塔內(nèi)的最小操作質(zhì)量 mmin= m01++m03+m04 +ma=24107 ㎏ 將塔沿高度分成 5 段，每段高為 6m，其質(zhì)量列入表 14中。 第五節(jié) 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 1）塔頂蒸汽出孔 接管的材料為 20鋼，殼體材料為 16MnDR fr強(qiáng)度削弱系數(shù)： ? ?? ? 313 7 ???rtnrf ?? （ 1）所削弱面積： ? ?ret fdA ??? 12??? 其中 ? 為開(kāi)孔出計(jì)算厚度，封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 ? ?ctiiC PDKP ??? ?? = mm 接管的有效厚度 : et? == 開(kāi)口直徑： d=di+2c=209 所以： A=（ 100+12） +2 （ ） = ㎜ 2 （ 2）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 a、有效寬度 B=??? ???? 24522d 4182dntn ?? 取大值 B=418mm b、有效高度 ntd? = 6112? = 外側(cè)有