【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)書主要介紹分離甲醇-水混合液的篩板精餾塔。篩板精餾塔是板式塔的一種，是最早出現(xiàn)的塔板之一。在板上打很多篩孔，操作時氣體直接穿過篩孔進(jìn)入液層。缺點(diǎn)是孔小容堵（近幾年發(fā)展了大孔徑篩板，以適應(yīng)大塔徑、易堵塞物料的需要），操作彈性和板效率比浮閥塔略差[1]。約15%，單板壓降可降低30%左右，造價可降低20%~50%[2]。精餾塔進(jìn)行校核，計(jì)算液泛因子等。并模擬計(jì)算預(yù)熱器，再沸器和冷。凝器的負(fù)荷，換熱面積等參數(shù)，幫助選擇輔助設(shè)備。本設(shè)計(jì)著重于塔的主體設(shè)計(jì)，簡要設(shè)計(jì)塔的附屬設(shè)備。難免疏漏，懇請指正！

　　

【正文】 locksSetup”子目錄，有 4 個頁面，只需要填寫“ Specifications”頁面。規(guī)定進(jìn)料物流換熱后的溫度達(dá)到進(jìn)入精餾塔的 為泡點(diǎn) 。 37 模擬計(jì)算運(yùn)行并查看結(jié)果。在“ BlocksThermal Results”子目錄有 5 個頁面。在“ Summry”頁面可看到兩流體進(jìn)、出口的性質(zhì)參數(shù)，其中高溫蒸汽出口溫度變?yōu)?℃。 在“ Exchanger Details”頁面，可看到熱負(fù)荷 、需要的換熱面積 、傳熱系數(shù) 、傳熱溫差 ℃等數(shù)據(jù)。 由上述結(jié)果給出熱負(fù)荷 、需要換熱面積 16m總傳熱系數(shù) m2k、傳熱溫差等 ℃等數(shù)據(jù)，選擇浮頭式換熱器。 38 冷凝器的選擇 輸入冷卻水物流信息 輸入塔頂物料信息 39 設(shè)置目標(biāo) 運(yùn)行，查看結(jié)果 查看換熱器面積為 90m2。 選擇 ? ? ? ?bR E BYB E S X 4194 . 52001 . 6900 浮頭式換熱器。 40 再沸器的選擇 輸入塔底物料信息 選用 200℃的飽和水蒸氣加熱 41 設(shè)定目標(biāo) 查看結(jié)果 查看換熱器面積為 ，選擇釜式換熱器，型號 ： G CH800670 42 第七章 塔附件設(shè)計(jì) 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型很多，有直管進(jìn)料管、彎管進(jìn)料管、 T型進(jìn)料管等本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管。管徑計(jì)算如下： FSu4VD π? 取 uF=， ρF=3 /sm101 2 6 1 6243 0 03 6 0 0 337S ????? ?? 10126 3 ??? ??? 查標(biāo)準(zhǔn)系列選 取 φ 70 4 回流管 4 0 8 DFs1 ??? ??? ?πR 查表取 φ 70 4 塔底出料管 m0 4 6 0 6 8 84u M4WdWFWW ???? ???? ?π 查表取 φ 60 4 塔頂蒸汽出料管 直管出氣，取出口氣速 u=20m/s，則 mm3 49m3 60 0023 . 14 6 90 64D ?????? 查表取 φ 355 9 塔底進(jìn)氣管 采用直管，取出口氣速 u=15m/s，則 43 mm2 87m2 60 0153 . 1 4 3 49 8 . 54D ?????? 查表取 φ 325 9 法蘭 由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由于不同的公稱直徑，選用相應(yīng)法蘭。 （ 1）進(jìn)料管接管法蘭： Pg6Dg60HG501058 （ 2）回流管接管法蘭： Pg6Dg60HG501058 （ 3）塔底出料管法蘭： Pg6Dg50HG501058 （ 4）塔頂蒸汽管法蘭： Pg6Dg300HG501058 （ 5）塔釜蒸汽管法蘭： Pg6Dg350HG501058 筒體與封頭 筒體 ? ? ????? ????? CppD Ct ??? mm3m in ?? ?? ，所以 mm5m in ??? C?? ，壁厚選 5mm，材料選用 A3F 封頭 封頭分為橢圓形、蝶形封頭等幾種，本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑 dg=1100mm，查得曲面高度 h1=450mm，直邊高度 h0=40mm，內(nèi)表面積 F=，容積 V=。選用封頭 Dg1800 6， JB115473。 除沫器 在空塔氣速較大，塔頂帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，以及工藝過程中不許出塔氣速夾帶霧滴的情況下，設(shè)置除沫器，以減少液體夾帶損失，確保氣體純度，保證后續(xù)設(shè)備的正常操作。本設(shè)計(jì)采用絲網(wǎng)除沫器，其具有比表面積大、重量輕、空隙大及使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)計(jì)氣速選取： 系數(shù) K， = m / 6 2 6 5 71 0 VVL ??????? ? ?? 除沫器直徑： 4 0 8 S ????? ? 選取不銹鋼除沫器，類 型：標(biāo)準(zhǔn)型；規(guī)格： 2050；材料：不銹鋼鋼絲（ 0Cr18Ni9）； 44 絲網(wǎng)尺寸：圓絲φ 。 裙座 塔底常用裙座支持，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生的局部阻力小，所以它是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。裙座壁厚取 16mm。 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑： mm83210)~()1621 1 0 0(D 3bi ?????? 基礎(chǔ)環(huán)外徑 mm1 4 3 210)~()1621 1 0 0(D 3b ??????o 圓整： Dbi=900mm， Dbo=1600mm；基礎(chǔ)環(huán)厚度，考慮 到腐蝕余量取 18mm；再考慮到再沸器，裙座高度取 3m，地角螺旋直徑取 M30。 吊柱 對于較高的室外無框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對于補(bǔ)充和更換填料、安裝和拆卸內(nèi)件，既經(jīng)濟(jì)又方便，一般取高度 15m以上的塔物設(shè)吊柱，本設(shè)計(jì)中塔高度大，以此設(shè)吊柱。因設(shè)計(jì)塔徑為 1000mm,可選用吊柱 500kg。 s=1000mm,L=3400mm,H=1000mm。材料為 A3。 人孔 人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道，人孔的設(shè)置應(yīng)便于進(jìn)入任何一層塔板，由于設(shè)置人孔處塔間距大，且人孔設(shè)備過多會使制造時塔體的彎曲度難 以達(dá)到要求，一般每隔1020塊塔板才設(shè)一個人孔，本塔中共 35塊板，需設(shè)置 3個人孔，每個孔直徑為 450mm，在設(shè)置人孔處，板間距為 800mm，裙座上應(yīng)開 2 個人孔，直徑為 600mm，人孔伸入塔內(nèi)部應(yīng)與塔內(nèi)壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓，人孔法蘭的密封面形狀及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設(shè)計(jì)也是如此。 第八章 塔總體高度的設(shè)計(jì) 塔的頂部空間高度 塔的頂部空間高度是指塔頂?shù)谝粚铀P到塔頂封頭的直線距離，取除沫器到第一塊板的距離為 600mm,塔頂部空間高度為 1200mm。 塔的底部空間高度 塔的底 部空間高度是指塔底最末一層塔盤到塔底下封頭切線距離，釜液停留時間取8min。 45 )()~(/)60LtH3B ??????? ??????TVS AR（ ,HB 取 2020mm。 塔總體高度 1 4 . 4 5 m1 4 4 5 0 m m3 5 042)( 3 14 5 05033NHH Tl ?????????? Bl ??????????? 頂封裙 如圖 12所示是塔的設(shè)計(jì)參數(shù)： 圖 46 如圖是 帶控制點(diǎn)的流程圖 ： 47 參考文獻(xiàn) [1] 馮霄，何潮洪主編 .化工原 理（下冊） .第二版 .北京：科學(xué)出版社， 2020 [2] 管國鋒，趙汝溥主編 .化工原理 .第三版 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [3] 孫蘭義主編 .化工流程模擬實(shí)訓(xùn) —— Aspen Plus 教程 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [4] 王國勝 .化工原理課程設(shè)計(jì) .第二版 .[M].大連：大連理工大學(xué)出版社， [5] 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司編 .化工工藝設(shè)計(jì)手冊（上冊） .第四版 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [6] 路秀林，王者相等主編 .化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書塔設(shè)備 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ， 48 符號說明 英文字母 Aa —— 塔板鼓泡區(qū)面積， m2 Af —— 降液管截面積， m2 AT —— 塔截面積， m2 b —— 操作線截距， m C —— 計(jì)算時的負(fù)荷系數(shù)，無因次 c0 —— 流量系數(shù)，無因次 D —— 塔徑 , m d0 —— 閥孔直徑 m ev —— 霧沫夾帶量， kg（液） /kg（汽） E —— 塔板效率，無因次 ET —— 總板效率（全塔效率），無因次 F0 —— 閥孔動能因數(shù)， kg1/2/(s m1/2) g —— 重力加速度， m/s2 G —— 氣相空塔質(zhì)量流速， kg/(m2 s) hc —— 與干板壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m 液柱 hd —— 與液體流過降液管時的壓強(qiáng)降相當(dāng)?shù)囊褐叨龋?m液柱 hq —— 進(jìn)口堰與降液管的水平距離， m ho —— 降液管底隙高度， m hf —— 板上鼓泡高度， m how —— 堰上液層高度， m hp —— 與單板壓降相當(dāng)?shù)囊簩痈叨龋?m ho —— 與克服液體表面張力的壓降相當(dāng)?shù)囊褐撸?m hw —— 出口堰高度， m k —— 物性系數(shù)，量綱為 1 49 Ls —— 塔內(nèi)液體流量 lw —— 溢流堰長度， m N —— 一層塔板上的篩孔總數(shù) NP —— 實(shí)際板層數(shù) NT —— 理論板層數(shù) R —— 回流比 t —— 孔心距， m t’ —— 排間距， m u —— 空塔氣速， m/s umax—— 泛點(diǎn)氣速， m/s u0 —— 臨界孔速， m/s uo’ —— 降液管底隙處液體流速， m/s wc —— 弓形降液管的寬度， m ws —— 破沫區(qū)寬度， m x —— 液相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù) y —— 氣相中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù) z —— 塔的有效段高度， m 希臘字母 α —— 相對揮發(fā)度，量綱為 1 ε —— 空隙率，量綱為 1 ε 0 —— 板上液層充氣系數(shù)，量綱 為 1 θ —— 液體在降壓管中停留時間， s μ —— 黏度， Pas ρ V —— 氣相密度， Kg/m3 ρ L —— 液相密度， Kg/m3 φ —— 系數(shù)，量綱為 1 50 下標(biāo) max —— 最大 min —— 最小 L —— 液相 V —— 氣相 A —— 易揮發(fā)組分 B —— 難揮發(fā)組分 1 —— 精餾段 2 —— 提餾段