【導讀】年產15萬噸乙苯工藝設計

　　

【正文】 0 N /ml? ??? 則氣體流量： 332 2 . 4 1 8 1 7 1 . 3 5 0 m / h 5 . 0 4 8 m / sgVV? ? ? ? 21 液體流量： m= ? 78=33/ 4 4 . 1 7 7 m / h = 0 . 0 1 2 3 m / slVm ??? 液體參數(shù) lllvggVF V ????? ???? (48) 計算后 lvF =，板間距取為 ? ， ? ，那么 ?? 查施密斯特關聯(lián)圖得 20C /s? ，則 20 =C 20?????? (49) C為 m ax lggUC????? (410) 帶入計算為 取安全系數(shù) ， m a x0. 8 1. 73 6 m /sUU?? 流通截面積 (塔橫截面積減去降液管面積 ) 22 .9 0 8 mgp VA u?? 采用單溢流方式，堰長為塔直徑的 [12]，則堰長 0. 66 1. 45 mwlD?? ? ，塔的橫截面積為 / ? ，計算得 ? 塔直徑為 4 TAD ?? (411) 塔徑為 ， 圓整為 塔橫截面積 239。 m4T DA ??? 氣體流通截面積 39。20 .9 1 2 3 .4 6 5 mTAA?? 降液管面積 39。 39。 20 .3 3 4 mfTA A A? ? ?,校核后，空塔氣速為 39。 /sgVu A??， m a x/ 1. 45 / 2. 17 0. 67 1uu ??， 符合工藝要求 ：： 22 39。 8 1 1 .2 2k m o lVV?? R== L= 為了簡化計算，提餾段以純乙苯計，并且按理想氣體處理： 那么 p=? (+)=， ? ?1 0 . 5 2 7 3 . 1 5 4 0 0 . 4 0 KDT T T? ? ? ? 在此溫度壓力下的乙苯的參數(shù)為： 33= 10 kg/ml? ? 3/ 2 . 3 7 3 k g / mg P M R T? ?? 10 P a sl? ?? ? ? 30 . 0 0 0 9 2 1 0 P a sg? ?? ? ? 32 1 .2 1 0 N /ml? ??? 則氣體流量： 332 2 . 4 1 8 1 7 1 . 3 5 0 m / h 5 . 0 4 8 m / sgVV? ? ? ? 液體流量： m=? 106=33/ 1 5 1 . 8 8 7 m / h = 0 . 0 4 2 1 m / slVm ??? 液體參數(shù) lllvggVF V ????? ???? 計算后 lvF =，板間距取為 ? ， ? ，那么 ?? 查施密斯特關聯(lián)圖得 20C /s? ，則 20 =C 20?????? C為 m ax lggUC????? 帶入計算為 取安全系數(shù) ， m a x0. 8 1. 51 0 m /sUU?? 流通截面積 (塔橫截面積減去降液管面積 ) 23 .3 4 0 mgp VA u?? 采用單溢流方式，堰長為塔 直徑的 ，則 0. 66 1. 45 mwlD?? 查板式精餾塔附圖得： ? ， / ? ，計算得 ? 塔直徑為： 23 4 TAD ?? 為 ， 圓整為 塔橫截面積 239。 m4T DA ??? 氣體流通截面積 39。20 .9 1 2 3 .4 6 5 mTAA?? 降液管面積 39。 39。 20 .3 3 4 mfTA A A? ? ?，校核后的空塔氣速39。 m/sgVu A?? m a x/ / ??， 符合工藝要求 D=，采用單溢流，弓形降液管，凹形受液盤 [13] 根據經驗公式，單溢流弓形降液管選取 0. 66 1. 45 mwlD?? 對于平直堰，堰上液層高度 owh ，可用 Francis 經驗公式計算，取 E=1 lowwVh l??? ???? (412) 精餾段： ? mw l owh h h? ? ? ? ? 提餾段： ? 0 . 1 0 . 0 6 0 . 0 4 mw l o wh h h? ? ? ? ? 根據 / ? ，查圖知： / ? ， ? ? ? fTlAHV?? (413) 精餾段： ?? 提餾段： ?? 24 降液管內停留時間均大于 5s ，則降液管可以使用。 0 ?? 精餾段： 0 ? 提餾段： 0 ? 精餾段與提餾段的 0h 均大于 18，則設計合理。 考慮 塔徑， 凹形受液盤深度選為 50mm 由于塔直徑為 ，塔板采用分塊式，采用 6塊塔布置 安定區(qū)寬度 55mmsW ? ，無效區(qū)寬度 50mmcW ? 2 2 2p 0A 2 a r c s i n180 xx r x r r???? ? ????? 其中 ? ? ? ?0 . 2 9 7 0 . 0 5 0 . 7 7 5 m22dsDDx W W? ? ? ? ? ? ? 2 . 2 0 . 0 5 1 . 0 5 m22CDrW? ? ? ? ? 故 ? 預先選取閥孔動能因數(shù) 0 12F? ，則孔速為： 0gFu ?? (414) ? ，則每層塔板浮閥數(shù)： 204 gVN du?? (415) 共計 525，浮閥排列，考慮到各塊的支承與銜接要占據鼓泡面積，采用等腰三角形插排方式。取等腰三角形高 39。 75mmt ? ， 70mmt? [14]， 具體排列后浮閥個數(shù)為 528。排列后重新核算孔速及浮閥動能因數(shù)則實際孔速為： 25 0 5258 .0 3 9 7 .9 9 /528u m s? ? ? 00 7 . 9 9 2 . 2 2 8 1 1 . 9 2vFu ?? ? ? ? 仍在 9~12的范圍之內所以閥孔數(shù) 528，排布適合。 01 . 4 5= 1 0 0 % 1 8 . 0 4 %8 . 0 3 9uu ? ? ?開 孔 率 ，滿足工藝要求。 26 第五章 塔板流體力學驗算 ： 干板壓降 臨界孔速 gu ?? (51) 為 ， 0cuu? ， 2gc luh g??? (52) 則為 ch 柱 濕板壓降 w wh h h?? (53) lh 為 m液 柱 氣體流經一層浮閥塔板的壓降為：（忽略由表面張力產生的阻力 ) 0 . 0 4 8 5 0 . 0 4 8 3 2 0 . 0 9 6 8 m mp clh h h? ? ? ? ? 液 柱 因此單板壓降為 0 . 0 9 6 8 8 1 2 9 . 8 1 7 7 1 . 0 8 P aplp h g?? ? ? ? ? ? 提餾段： 干板壓降： 臨界孔速 gu ?? (54) 為 ， 0cuu? 2gc luh g???， 則為 ch 柱 濕板壓降 w wh h h??， lh 為 柱 27 氣體流經一層浮閥塔板的壓降為：（忽略由表面張力產生的阻力 ) 0 . 0 4 5 5 0 . 0 6 9 2 0 . 1 1 4 7m mp clh h h? ? ? ? ? 液 柱 因此單板壓降為 0 . 1 1 4 7 8 4 0 9 . 8 1 8 5 9 . 7 3 P aplp h g?? ? ? ? ? ?[15] 取極限霧沫夾帶 e=10%，則由 01 . 3 6= 1 0 0 %glllgFPV V ZK C A??? ?? ?泛 點 率 (55) 取泛點率為 80%，將l? v? FC 0k pA帶入上式 整理得到 ： 0 .0 5 2 5 2 .1 8 4 0 .3 6 8 2glVV??，整理 即是： ?? 此為直線，則任取多個 lV 值，依次帶入分別求出 gV ，做出霧沫夾帶線。 降液管液泛時，取極限值 ? ?d T wH H h??? 計算 ? ，根據降液管液高，堰上清液層高度，干板壓降濕板壓降和液體流過降液管阻力 ，有關系如下： ? ?( H h ) H ( h h ) h 0 . 4T w d w o w c w o w dh h h? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 4 2 23 00 . 0 7 3 8 1 . 2 1 7 7 . 5 2 8 1 0 3 3 . 3 6 0 . 3 9 2llE V u V?? ? ? ? ? 根據經驗取 E=1， 0u 為實際孔速為 /ms，整理后為 。 2 231 . 2 1 7 3 3 . 3 6 0 . 2 9 0 9llE V V?? 液體最大流量應該保證在降液管停留時間不低于 35s，則 將停留時間取為 4s 是，作為液體停留時間，液體體積流量為 ： m /sfTAHV ??? 28 最小流量時平直堰最小液層厚度為 6mm ， 則液相負荷下限值為 ： 2 3 230 . 0 0 6 0 . 6 6 8 0 . 6 6 8 ( )1 . 4 5llwVVl??? ? ????? 10 m /slV ??? 對于 1F 重閥， 0 6 4 . 0 2m / s2 . 2 2 8o vFu ?? ? ? 重閥 1F 孔徑為 39mm， 2300 4 . 0 2 0 . 0 3 9 5 2 8 2 . 5 3 4 m / h4V u A ?? ? ? ? ? ? ? 該漏液線與液體流量無關的水平線 圖 塔體負荷性能圖 29 第 六章 塔高及塔附件的計算及選型 塔總體高度 塔體高度 (不含吊柱 ) + = 0 . 6 2 8 + 0 . 4 5 4 + 0 . 5 5 + 2 = 2 1 . 1 5 mH H H H? ? ? ?群 座 封 頭有 效 塔頂壓力 ? 操作溫度為 80~ 0C ，選用 Q235 作為材料，它的200 105M Pat??? ??? ，采用雙面焊接，局部無損檢測 =? ，則 設計壓力為1 . 1 1 0 2 . 9 1 1 3 . 1 9 k P a 0 . 1 1 3 2 M P aP ? ? ? ? 則圓筒計算壁厚 = 2 citcPD P? ??????? (61) ? 為 ， 為了設備安全，此處不足 3mm 3也取 3mm [15]，取腐蝕余量 2C 2mm? ， 查鋼板厚度負偏差，則取 1C ? ，那么名義厚度 1= +C + m mnd?? 圓 整 值 =6 校核水壓試驗 ? ?= 0 .92T i eTsePD ?? ???? ? (62) 1 .2 5 0 .1 4 1 5 M PaTPP?? ? ? 235M P ass?? ? ? ? 0. 9 17 9. 78 M P as?? ? ，則滿足水壓試 驗 選用標準封頭，則 /2 2iiDh? ， 2200mmiD ? ， 則 550mmih ? ， =1? (采用整板沖壓 )，取 1K? ，封頭厚度為 6mm?? . 根據塔徑，從塔體應力考慮 ，并 設置 450DN? 的圓形人孔 4個 [16]。 群座采用 235Q 的材料，群座高度取為 。 由于考慮多種組分計算較為復雜，此處僅考慮苯與乙苯 30 0101C 3= /kg m?苯 3= /kg m?乙 苯 37 9 2 . 5 0 . 5 6 6 7 9 5 . 2 0 . 4 3 4 7 9 3 . 6 7 2 /m k g m? ? ? ? ? ?335 5 2 8 6 . 6 2 6 6 9 . 6 5 9 / 0 . 0 1 9 3 / s7 9 3 . 6 7 2mmV m h m?? ? ? ? 假設空塔氣速為 u=3m/s ， 4 4 0 . 0 1 9 3 0 . 0 8 5 m3Vd u???? ? ?? 查無縫鋼管系列表 [17]，采用 1084? ? 無縫鋼管， 10 8 2 4 10 0 m miD ? ? ? ? 核算流速為： ? ? 224