【正文】 論 ............................................................50參 考 文 獻 .........................................................51致 謝 ............................................................52畢業(yè)設計說明書（論文）第 1 頁前 言石 油 是 一 個 國 家 經(jīng) 濟 發(fā) 展 國 家 穩(wěn) 定 的 命 脈 。 考 慮 到 常 壓 塔 在 實 際 應 用 方 面 的 價 值 和 意 義 ， 如 何 實 現(xiàn) 這 樣 一 種 最 經(jīng) 濟 、最 容 易 的 分 離 手 段 ， 是 本 次 畢 業(yè) 設 計 選 題 的 重 要 依 據(jù) 。 為 此 ， 掌 握 氣 液 相 平 衡 關 系 ， 熟 悉 各 種 塔 型 的 操 作 特 性 ，對 選 擇 、 設 計 和 分 析 分 離 過 程 中 的 各 種 參 數(shù) 是 非 常 重 要 的 。 特 殊 精 餾 是 在 物 系 中 加 入 第 三 組 分 ， 改 變 被 分 離組 分 的 活 度 系 數(shù) ， 增 大 組 分 間 的 相 對 揮 發(fā) 度 ， 達 到 有 效 分 離 的 目 的 。 ⑵ 滿 足 經(jīng) 濟 上 的 要 求 ： 要 節(jié) 省 熱 能 和 電 能 的 消 耗 ， 減 少 設 備 與 基 建 的 費 用 ，畢業(yè)設計說明書（論文）第 3 頁如 合 理 利 用 塔 頂 和 塔 底 的 廢 熱 ， 既 可 節(jié) 省 蒸 汽 和 冷 卻 介 質(zhì) 的 消 耗 ， 也 能 節(jié) 省 電的 消 耗 。 限于 篇 幅 ， 僅 對 其 中 一 些 內(nèi) 容 作 些 闡 述 ， 其 他 內(nèi) 容 可 見 參 考 文 獻 。我 們 選 取 板 式 塔 中 的 浮 閥 塔 作 為 設 計 目 標 。浮 閥 塔 的 缺 點 為 ：①在 氣 速 較 低 時 ， 仍 有 塔 板 漏 液 ， 故 低 氣 速 時 板 效 率 有 所 下 降 。 在 板 數(shù) 足 夠 多 時 ， 蒸 汽 經(jīng) 過 自 下 而 上 的 多 次 提 濃 ， 由 塔 頂引 出 的 蒸 汽 幾 乎 為 純 凈 的 易 揮 發(fā) 組 分 ， 經(jīng) 部 分 冷 凝 ， 未 凝 蒸 汽 作 為 塔 頂 產(chǎn) 品（ 或 冷 凝 為 餾 出 液 ） ， 部 分 冷 凝 液 引 回 到 最 上 層 的 塔 板 上 ， 稱 為 回 流 。 由 第 二 層 塔 板 上 升 的 蒸 汽 濃 度 已 經(jīng) 相 當 高 了 ，依 相 平 衡 原 理 ， 與 氣 相 接 觸 的 液 相 濃 度 亦 應 很 高 才 行 。 不 同 的 分 離 序 列 其 操 作 費 用 及 設 備 投 資 費 用 不 同 ，故 選 擇 分 離 序 列 是 必 要 的 ， 也 是 混 合 物 分 離 節(jié) 能 降 耗 的 關 鍵 。 能量的利用畢業(yè)設計說明書（論文）第 6 頁精 餾 過 程 是 熱 能 驅(qū) 動 的 過 程 ， 過 程 的 耗 能 在 整 個 生 產(chǎn) 耗 能 中 占 有 相 當 大 的 比重 ， 例 如 煉 油 廠 精 餾 所 消 耗 的 燃 料 ， 通 常 可 達 全 廠 燃 料 總 耗 量 的 15%40%。 但 是 由 于 增 設 了 中 間 冷 凝 器 或 中 間 再 沸 器 ， 造 成 了塔 內(nèi) 氣 液 相 流 動 狀 態(tài) 的 變 化 ， 削 弱 了 塔 的 分 離 能 力 ， 在 設 計 或 改 造 精 餾 塔 時 應加 以 重 視 ， 塔 的 理 論 級 數(shù) 應 留 有 足 夠 裕 量 ， 以 保 證 精 餾 塔 的 分 離 能 力 。 在 精 餾 裝 置 中 ， 首 先 選 擇 精 餾 塔 的 操 作 條 件 ， 其 他單 元 設 備 操 作 條 件 隨 之 而 定 。 （ 3） 真 空 操 作 不 僅 需 要 增 加 真 空 設 備 的 投 資 和 操 作 費 用 ， 而 且 由 于 真 空 下氣 體 體 積 增 大 ， 需 要 的 塔 徑 增 加 ， 因 此 塔 設 備 費 用 增 加 。 如 果 在 系 統(tǒng) 內(nèi) 某 些 工 藝 熱 物 流 的 溫 位 及 熱 流 量 可 以 滿 足 再 沸 器 的 需 要 ，也 可 選 作 加 熱 劑 ， 回 收 系 統(tǒng) 的 熱 量 ， 實 現(xiàn) 過 程 能 量 集 成 ， 降 低 系 統(tǒng) 的 熱 量 ， 實現(xiàn) 過 程 能 量 集 成 ， 降 低 系 統(tǒng) 的 能 耗 。 冷 卻 水 換 熱 后 溫 升 一 般 在 510℃或 稍 高 一 些 ，但 出 口 溫 度 一 般 不 超 過 50℃左 右 。 對 于 一 定 的 生 產(chǎn) 能 力 ，餾 出 量 D 一 定 時 ， V 的 大 小 取 決 于 回 流 比 。 上 述考 慮 的 是 一 般 原 則 ， 實 際 回 流 比 還 應 視 具 體 情 況 選 定 。 除 承 受 介 質(zhì) 壓 力 外 ， 塔 設 備 還 承 受 各 種 重 量 （ 包 括 塔 體 、 塔內(nèi) 件 、 介 質(zhì) 、 保 溫 層 、 操 作 平 臺 、 扶 梯 等 附 件 的 重 量 ） 、 管 道 推 力 、 偏 心 載 荷 、畢業(yè)設計說明書（論文）第 11 頁風 載 荷 及 地 震 載 荷 的 聯(lián) 合 作 用 。：液 柱 高 度 為 0mm， 液 柱 靜 壓 力 為 0MPa， 計 算 壓 力 ， 設 計 溫 ?下 許 用 應 力 17Pat?所 以 計 算 厚 度 ??)pcΦσT/(2Dipcδ?? 力 試 驗 計 算 ：試驗壓力 ，壓力試驗時液柱高度為 27750mm。 厚 為 14mm 段 筒 體 的 強 度 校 核 圖 32 知 數(shù) 據(jù) ：設 計 壓 力 P= MPa（ 內(nèi) 壓 ） ， 設 計 溫 度 t=200℃， 筒 體 內(nèi) 徑 Di =1200mm， 筒 體 所 用 材 料 為 16MnR(板 材 )， 腐 蝕 裕 量 C2=3mm ， 焊 接 接 頭 系數(shù) φ=， 長 度 L=8000mm， 最 小 厚 度 δmin =3mm ， 外 直 徑 Do =1228mm，長 度 li =8000mm， 名 義 厚 度 δn =14mm， 鋼 板 負 偏 差 C1=0mm， 有 效 厚 度 =名 義厚 度 腐 蝕 裕 量 鋼 材 負 偏 差 及 δe =14mm0mm3mm=11mm。軸 向 組 合 壓 應 力 ?許 用 軸 向 壓 應 力 ??83B,mint根 據(jù) 上 述 數(shù) 據(jù) 結 果 得 到 壓 應 力 符 合 標 準 。 筒 軸 向 應 力 的 計 算 和 校 核 ：距 地 面 高 度 h=6800mm， 長 度 li=5000mm， 名 義 厚 度 δn=16mm， 截 面 面 積 A = πDiδe= mm2， 截面系數(shù) Z = π/4 D2iδe = mm3， 操作時截面以上質(zhì)量 mIIo= kg 器 相 關 彎 矩 的 計 算塔器任意計算截面ⅠⅠ處的基本震型地震彎矩： h)(MkniF1ΙE????而 等 直 徑 塔 器 任 意 截 面 ⅠⅠ和底面 00 的基本振型地震彎矩為： )4hH1( ??又 因 為 ， 所 以1?ΙE??由 于 當 H/D15,且 H20m 時 ， 還 應 考 慮 振 型 的 影 響 。北京：國防工業(yè)出版社，20222．匡國柱，：化學工業(yè)出版社，2022 3. 鄭津洋，：化學工業(yè)出版社，2022 4. 路秀林，（塔設備）.北京：化學工業(yè)出版社，2022 5. —：上?？萍汲霭嫔?，1988 6. ：化學工業(yè)出版社，1998 7. 周志安，尹華杰，：化學工業(yè)出版社，1996畢業(yè)設計說明書（論文）第 24 頁 8. ：機械工業(yè)出版社，1992 9. 茅曉東，：華東理工大學出版社，199510. （化工容器設計）.上海：上海科學技術出版社，198711. 潘永亮，劉玉良主編．化工設備機械設計基礎．北京：科學出版社，199912. Dennis. R. Moss. Pressure Vessels Design Manual. Houston: Gulf Publishing Company, 1989 致 謝為 期 兩 個 月 的 畢 業(yè) 設 計 宣 告 結 束 了 ！ 在 這 次 緊 張 而 忙 碌 的 設 計 中 ， 在 指 導 老師 的 指 導 下 ， 并 結 合 自 己 的 努 力 將 書 本 上 的 知 識 應 用 到 了 實 踐 當 中 ， 從 中 我 領悟 到 了 不 少 東 西 ， 也 深 化 了 不 少 從 前 學 過 的 知 識 。 橢圓封頭的校核 參考文獻1. 鐘秦，陳遷橋，王娟，曲虹霞，馬衛(wèi)華主編。17Pat?所 以 計 算 厚 度 ??)pcΦσT/(2Dipcδ??所 以 最 大 允 許 工 作 壓 力 ??? 力 試 驗 計 算 ：試驗壓力 ，壓力試驗時液柱高度為 27750mm。 由 于 第 三 節(jié) 振 型 以上 各 階 振 型 對 塔 器 影 響 甚 微 ， 可 以 不 考 慮 。畢業(yè)設計說明書（論文）第 17 頁 力 試 驗 工 況 ：試 驗 壓 力 , 壓 力 試 驗 時 截 面 以 上 質(zhì) 量 , 壓 ? ??試 驗 時 最 大 彎 矩 ??壓 力 引 起 的 軸 向 應 力 )δ/(DpσeiT?重 力 引 起 的 軸 向 應 力 6gAΙ?彎 矩 引 起 的 軸 向 應 力 1./ZmaxM設 計 溫 度 下 許 用 應 力 ,系 數(shù)??70t 軸 向 組 合 拉 應 力 ????許 用 軸 向 拉 應 力 根 據(jù) 上 述 數(shù) 據(jù) 結 果 得 到 拉 應 力 符 合 標 準 。 先 對 壁 厚 為 12mm 段 筒 體 進 行 校 核圖 31 知 數(shù) 據(jù) ：設 計 壓 力 P= MPa（ 內(nèi) 壓 ） ， 設 計 溫 度 t=200℃， 筒 體 內(nèi) 徑 Di =1200mm， 筒 體 所 用 材 料 為 16MnR(板 材 )， 腐 蝕 裕 量 C2=3mm ， 焊 接 接 頭 系畢業(yè)設計說明書（論文）第 15 頁數(shù) φ=， 長 度 L=14100mm， 最 小 厚 度 δmin =3mm ， 外 直 徑 Do =1224mm，長 度 li =14100mm， 名 義 厚 度 δn =12mm， 鋼 板 負 偏 差 C1=0mm， 有 效 厚 度 =名義 厚 度 腐 蝕 裕 量 鋼 材 負 偏 差 及 δe =12mm0mm3mm=9mm。 其 中 脫 戊 烷 塔 的 封 頭 采用 標 準 橢 圓 型 封 頭 ， 參 照 標 準 JB/T47462022 設 計 ； 人 孔 的 設 計 參 照HG215202022 標 準 ； 塔 頂 吊 柱 的 設 計 參 照 HG/T21639202245 標 準 ； 接 管 法蘭 形 式 均 采 用 WN/RF 型 式 ， 具 體 參 照 HG2061597 標 準 。 當 R= Rmin 時 ， 塔 板 數(shù) 為?； R＞ Rmin 后 ， 塔 板 數(shù) 從 無 限 多 減 至 有 限 數(shù) ； R 繼 續(xù) 增 大 ， 塔 板 數(shù) 雖 然 可 以減 少 ， 但 減 少 速 率 變 得 緩 慢 。如 果 塔 頂 蒸 汽 溫 度 較 高 ， 可 用 于 作 為 其 他 冷 物 流 提 高 溫 位 的 熱 源 ， 則 既 可省 去 冷 卻 劑 ， 同 時 又 回 收 了 系 統(tǒng) 熱 量 ， 降 低 了 生 產(chǎn) 的 成 本 。 在 設 計 中 通 常 按 夏天 出 涼 水 塔 的 水 溫 而 定 ， 使 裝 置 在 最 惡 劣 條 件 下 也 能 正 常 運 行 。 加熱劑和加熱方法由 于 作 為 熱 源 的 飽 和 水 蒸 汽 相 對 比 較 容 易 生 產(chǎn) 、 輸 送 、 控 制 ， 并 且 具 有 較高 的 冷 凝 潛 熱 和 較 大 的 表 面 傳 熱 系 數(shù) ， 所 以 ， 再 沸 器 的 熱 源 通 常 選 擇 飽 和 水 蒸汽 。 操 作 壓 力 大 于 才 能 使 普 通 冷 卻 水 冷卻 塔 頂 蒸 氣 時 ， 應 對 低 壓 、 冷 凍 劑 冷 卻 和 高 壓 、 冷 卻 水 冷 卻 的 方 案 進 行 比 較 后 ，確 定 適 宜 的 操 作 方 式 。 操作條件的選擇當 以 上 原 則 流 程 確 定 之 后 ， 應 選 擇 各 單 元 設 備 的 操 作 條 件 初 值 ， 以 便 系 統(tǒng) 的嚴 格 模 擬 計 算 及 操 作 參 數(shù) 的 優(yōu) 化 。 通 常 可 以 用 排 出的 釜 液 預 熱 該 塔 進 料 ， 也 可 結 合 物 系 性 質(zhì) ， 通 過 調(diào) 整 塔 自 身 操 作 條 件 或 其 他 塔的 操 作 條 件 ， 使 其 塔 頂 蒸 汽 溫 位 滿 足 另 一 塔 再 沸 器 熱 源 的 需 要 ， 以 取 代 原 加 熱蒸 汽 ， 使 該 部 分 熱 量 得 到 回 收 ， 同 時 還 節(jié) 省 了 原 塔 頂 冷 凝 器 的 冷 卻 水 ， 實 現(xiàn) 了過 程 的 能 量 集 成 ， 此 類 操 作 稱 之 為 多 效 蒸 餾 。 提 高 產(chǎn) 品 的 純 度 意 味 著 提 高 產(chǎn)品 的 回 收 率 ， 可 獲 得 一 定 的 經(jīng) 濟 效 益 。 N 個 組