【正文】 1L ???? ??? m 提餾段 平均密度：3LW 2Lm ???? ?? LF 6 體積流率的計算 精餾段氣液相體積流率： 131Vm1VmS1 MVV ??? ????? ? 精餾段液相體積流率： 13111 0055 3 ???? ????? smMLLmLms ? 提餾段氣液相體積流率： 132Vm2Vm2s MVV ??? ????? ?， 提餾段液相體積流率： 132Lm2Lm2s MLL ??? ????? ?， 全塔效率及實際塔板數(shù) TTP ENN ? 總板效率 TE的計算 ）（ ??? 精餾段 ?? 1L1 ?? ，smPa? ????? ）（）（ ?? 精餾段實際板數(shù)： 23E23N T1T1 ??? 23 取 49 塊 提餾段 ??，smPaL ?? ? ????? ）（）（ ?? 提餾段實際板數(shù)：. 3E23N T2T2 ??? 取 8塊 總板數(shù) N=57 塊 塔和塔板主要工藝尺寸計算 塔徑 由 aspen 軟件模擬得出塔徑過程如圖所示 圖 輸入板式塔結(jié)構(gòu)參數(shù) 24 圖 圖 輸入板式塔結(jié)構(gòu)參數(shù) 25 圖 查看塔板校核結(jié)果 由結(jié)果可以看到最大液泛因子 小于 ，且最大降液管液位 在 之間 塔板布置和其余結(jié)構(gòu)尺寸的選取 溢流裝置的確定 單溢流又稱直徑流，液體自液盤橫向流過塔板至溢流堰，流體流徑較大，塔板效率高，塔板結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。 精餾段： 取降 液管底隙的流速s/ ?， 則 0055 3 ,0101 ???? ulLw s 提餾段： 取降液管底隙的流速s/ ?， 則m0485 0089 ,0202 ???? ulLw s 安定區(qū)與邊緣區(qū)的確定 取安定區(qū)寬度 ? 邊緣區(qū)寬度 弓形降液管寬度 ? 29 鼓泡區(qū)間閥孔數(shù)的確定以及排列 采用 1F型重閥，孔徑為 39mm。 以等腰三角形叉排方式作圖，得閥孔數(shù)504N ?實際 按 N=504 重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)： 孔速sm / 4Vu22s202 ????? ?， 02 ??， 閥動能因子變化不大，且仍在 9— 13 范圍內(nèi)。 ⑵提餾段 %100AKCbFL2s2V2L2Vs2??? ???泛點率 泛點負(fù) 荷系數(shù) FC，由圖查得 FC= %% ???? ?????泛點率 對于大塔，為了避免過量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點率不超過 80%。 管徑的計算 : 36004 ??? ??? LfF Lfu MFD ??，取 Fu ? ，3/ mkgLf ?? mD ???? ??? 41 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格Φ 78 回流管 回流液體積流量 sLMV L LSL / 3???? ? 利用液體的重力進行回流，取適宜的回流速度s/ ?，那么 muLdRsR ??????? ?? 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格：Φ 90mm?3mm 實際管內(nèi)流速：smu w / 2 ???? ? 塔釜出料管 釜殘液的體積流量： hmWMV SW / 3w wm ???? ? 取適宜的輸送速度 uw= ????? ?計d 經(jīng)圓整選取 熱軋無縫鋼管，規(guī)格： Φ 60mm? 3mm 實際管內(nèi)流速 ：smu w / 2 ??? ?? 再沸器蒸汽進口管 smGV / 31 ??? ? 設(shè)蒸汽流速為 20m/s, ??? ?計d 42 經(jīng)圓整選取熱軋無縫鋼管，規(guī)格 ：Φ 750mm?12mm 實際管內(nèi)流速：smu w / 2 ???? ? 塔釜蒸汽進氣管 冷凝水進口溫度為 20℃，水的物性數(shù)據(jù)： 水的物性數(shù)據(jù)：ρ =,μ = smPa?, ? 11/ ?? ?? KKgKJ 冷凝水質(zhì)量流率skgG /?，取流速為 管徑muGd ??????? ?? ??? 選取 Φ 370 6mm 熱軋無縫鋼管 實際流速為smdGu /44 22??????? ??? 簡體與封頭 簡體 采用碳素鋼，料液無腐蝕性 筒體可采用 設(shè)計溫度在 150℃時，許用應(yīng)力 132MPA φ 焊縫系數(shù)取 采用雙面對焊接，局部無損檢測 ? ? mmCPD n P ????? ?????? ??? 剛度要求 im in ????? min? 不小于 2mm 考慮到此塔較高，風(fēng)載荷較大，塔內(nèi)徑不太大，故適當(dāng)?shù)脑黾颖诤襁x 封頭 封頭分為橢圓形封頭、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計采用橢圓形封頭，由公稱直徑 DN=2200mm 的 EHA 橢圓封頭。因設(shè)計塔徑 D=2200mm，可選用吊柱500kg,s=1000mm,L=3400mm,H=1000mm,材料為 A3 44 法蘭 由于常壓操作，所用法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，干焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭： （ 1）進料管接管法蘭： HG20593 法蘭 Q235A （ 2）回流管接管法蘭： HG20593 法蘭 Q235A （ 3）塔釜出料管法蘭： HG20593 法蘭 Q235A （ 4）塔頂蒸汽管法蘭： HG20593 法蘭 Q235A （ 5）塔釜蒸汽進氣法蘭： HG20593 法蘭 Q235A 塔總體高度的設(shè)計 塔總高（不包括群座） 39。將冷凝器與精餾塔作成一體。冷凝器置于塔下部適當(dāng)位置，用泵向塔頂送回流冷凝水，在冷凝器和泵之間需設(shè)回流罐，這樣可以減少臺架，且便于維修、安裝，造價不高。其液面以上空間為氣液分離空間。當(dāng)冷凝器換熱面過大時，裝在塔頂附近對造價和維修都是不利的，故將冷凝器裝在離塔頂較遠(yuǎn)的低處 ，用泵向塔提供回流液。 有效高度 精餾段有效高度 mHNZ TP )149()1( 1 ???????精 提餾段有效高度mHN TP )19()1( 2 ??????提 附屬設(shè)備的設(shè)計 塔頂全凝器的計算及選型 全凝器的選擇：（列管式冷凝器） 按冷凝器與塔的位置，可分為：整體式、自流式和強制循環(huán)式。 基礎(chǔ)環(huán)外徑： Dbi=2200+（ 160~400） Dbi=2200+280=2480mm 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： Dbo=2200（ 160~400） Dbo=2200280=1920mm 基礎(chǔ)環(huán)壁厚，考慮到腐蝕余量 18mm。 ）（）（ s/ 3Tfs ???? 由以上 1~5 作出塔板負(fù)荷性能 圖 40 精餾段負(fù)荷性能圖01234560 LSVS①液相下限線④霧沫夾帶線③漏液線⑤液泛線操作線②液相上限線 由塔板負(fù)荷性能圖可以看出： 在任務(wù)規(guī)定的氣，液負(fù)荷下的操作點 p（設(shè)計點）處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置； 塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制； 按固定的液氣比，由圖可查出塔板的氣相負(fù)荷上限?max）（ sV氣相負(fù)荷下限 )/()V3m ins sm?（ 塔板布置與附屬設(shè)備的計算 進料管 進料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進料管 、彎管進料管、 T型進料管。 Ab—— 板上液流面積， m2 ； CF—— 泛點負(fù)荷系數(shù)，由圖查得泛點負(fù)荷系數(shù)取 K—— 特性系數(shù)，查下表，取 . 系統(tǒng) 物性系數(shù) K 無泡沫，正常系統(tǒng) 氟化物（如 BF3，氟里昂） 中等發(fā)泡系統(tǒng)（如油吸收塔、胺及乙二醇再生塔） 多泡沫系統(tǒng)（如胺及乙二胺吸收塔） 嚴(yán)重發(fā)泡系統(tǒng)（如甲乙酮裝置） 形成穩(wěn)定泡沫的系統(tǒng)（如堿再生塔） 35 ⑴精餾段 泛點負(fù)荷系數(shù) FC，由圖查 得 FC= %% ???? ????泛點率 對于大塔，為了避免過量霧沫夾帶，應(yīng)控制泛點率不超過 80%。而各分塊的支撐和銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用 。 降液管底隙高度一般不宜小于 20~25mm，否則易于堵塞，或因安裝偏差而使 液流不暢，造成液泛。 6 工藝流程圖 圖 工藝流程圖 7 第三章 塔的工藝設(shè)計 工藝計算 料液及塔頂，塔底產(chǎn)品含甲醇摩爾分?jǐn)?shù) F：原料液流量 s/kmol XF:原料組成（摩爾分?jǐn)?shù)，下同） D: 塔頂產(chǎn)品流量 XD:塔頂組成 W: 塔底殘液流量 s/ XW:塔底組成 mol/ OH 2 KKg? Kmol/ OHCH 3 ? %70?料液料液質(zhì)量濃度： W %???Fx %??D %???Wx ? ? ? ? h/kmo / 9. 82 91. 29 27DRL//XX XXDF/D/24310101010WFWD34?????????????????????????????DRVhkmo lhkmo lDFWhkmo lhkmo lhkgD）（）（物料衡算： ? ? h h/ / ??? ??????， 8 物系說明 本設(shè)計的任務(wù)為分離甲醇 水二元混合物，采用連續(xù)精餾流程。 設(shè)計流程 一整套精餾裝置應(yīng)該包括精餾塔、原料預(yù)熱器、再沸器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè) 備。 加熱方式的選擇：采用間接蒸汽加熱，設(shè)置再沸器。其缺點是篩孔易堵塞，不宜處理粘度大的、易結(jié)焦的物料。其結(jié)構(gòu)特點是在塔板上開有若干個閥孔，每個閥孔裝有一個可以上下浮動的閥片。 六：能滿足某些工藝的特性：腐蝕性，熱敏性，起泡性等。精餾塔底部是加熱區(qū)，溫度最高；塔頂溫度最低。本設(shè)計是以浮閥塔為精餾設(shè)備分離甲醇 — 水混合溶液。 （ 5） 常壓操作。 （ 4） 塔頂全凝器冷卻水進口溫度 20℃ 。 簽 名： 2020 年 月 日 目錄 中文摘要 ........................................................................................................................ 1 英文摘要