【導(dǎo)讀】a、精餾系統(tǒng)工藝流程圖一張；b、回流系統(tǒng)主要設(shè)備總裝配圖一張；

　　

【正文】 l????? ?????? ?? 2d Lh lh??? ????，L w ow l 0 L 0 2,4Vh h h h h udN? ?? ? ? ? （ 1） 精餾段 化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁 共 36 頁 hw=,N=224,代入 33L 1 V / m , kg / m ,????整理得： 222313 .5 0 74 .6 3 66 32 .0 2V L L? ? ? （ 2）提餾段 hw=,N=247,代入 33L 2 V 278 8. 41 kg / m , 2. 82 kg / m ,????整理得： 222316 .4 6 85 .4 0 13 49 0. 97V L L? ? ? 6. 作圖 將精餾段與提餾段的各條性能曲線畫于坐標(biāo)系中，如圖 5， 6 所示，由圖可知，各段操作點(diǎn)均在有效 范圍內(nèi)。 從圖中得出 該塔精餾段的氣相負(fù)荷上限 Vs， max=,氣相負(fù)荷下限 Vs， min=提餾段的氣相負(fù)荷上限 Vs， max=,氣相負(fù)荷下限 Vs， min=所以精餾段操作彈性 = ? 提餾段操作彈性 = ? 精餾塔負(fù)荷性能圖(精餾段)01234560 液體流率L(m3/s)氣體流率V(m3/s) 圖 5 精餾塔負(fù)荷性能圖 (精餾段 ) 化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 24 頁 共 36 頁 精餾塔負(fù)荷性能圖(提餾段)01234560 液體流率L(m3/s)氣體流率V(m3/s) 圖 6 精餾塔負(fù)荷性能圖 (提餾段 ) 表 7 負(fù)荷性能參數(shù) 霧沫夾帶線 液泛線 精餾段 L（ m3/s） V（ m3/s） 提餾段 L（ m3/s） V（ m3/s） 液相上限 液相下限 液漏線 操作線 0 0 0 5 0 5 0 0 0 0 5 0 5 0 第三章 塔附件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 接管 1. 進(jìn)料管 【 5】 進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)類型有很多，其中直管進(jìn)料方便，而且阻力小，故采用直管進(jìn)料，化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 25 頁 共 36 頁 則進(jìn)料管的直徑F4Vd u?? ，其中 V為進(jìn)料流量， m3/s,u 為進(jìn)料流速， m/s。 tF=℃ 對(duì)密度做內(nèi)插： 31 0 0 9 0 9 5 . 5 8 9 0 7 9 7 . 4 k g /m7 9 2 . 5 8 0 3 . 9 8 0 3 . 9 ????? ? ?苯苯 同理 3794. 68 /kg m? ?甲 苯 A B A0 .3 5 1 0 .6 5? ? ?? ? ?， ABL1 aa? ? ???苯 甲 苯 得： L? = kg/m3 所以 31 3 8 9 0 /3 6 0 0= = 0 .0 0 5 4 m /s7 5 9 .6 8V 進(jìn)料方式有多種，由泵直接進(jìn) 料操作方便且容易調(diào)節(jié)流量，但波動(dòng)較大，本設(shè)計(jì)流量較大，采用泵直接進(jìn)料。 uF取 , 則F 4 0 .0 0 5 4 0 .0 6 8 m 6 8 m m3 .1 4 1 .5d ?? ? ?? 查無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，取 76 4? ? 直管 2. 回流管 【 6】 回流的方式一般有兩種，直管回流和彎管回流。本設(shè)計(jì)采用直管回流。本回流管為塔頂冷凝器的出口管，由冷凝氣的設(shè)計(jì)取 uR=2m/s, 則R 4 1 8 . 8 7 0 . 0 5 0 m = 5 0 m m3 . 1 4 2 3 6 0 0d ????? 查無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，取 57 ? ? 3. 塔釜出料管 【 6】 塔底的液體出料管一般有直管出料和經(jīng)過裙座的彎管出料，本塔的塔徑不大，宜采用彎管出料?？紤]到安裝的需要，彎管的外型尺寸 A小于裙座的內(nèi)徑 D,取 A=800mm。 該塔的出料管即為塔底再沸器的進(jìn)口管，由再沸器的設(shè)計(jì)取 uW=則W 4 3 8 .7 2 0 .0 9 3 m 9 3 m m3 .1 4 1 .6 3 6 0 0d ?? ? ??? 化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 26 頁 共 36 頁 查無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，取 108 ? ? 4. 塔頂蒸汽出料管 【 6】 對(duì)其提出料管的基本要求是：盡可能減少霧沫夾帶，以降低液體物料的損失，采用直管出料。出料液流速選擇 u=26m/s, 則出料管直徑 4 1 1 6 5 6 0 .3 1 0 m = 3 1 0 m m3 .1 4 4 2 3 6 0 0D ????? 查無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，取 325 8? ? 5. 塔釜進(jìn)氣管 【 6】 對(duì)塔的氣體進(jìn)料管的基本要求是：避免液體淹沒氣體通道，盡量使氣體沿塔的橫截面分布均勻，本設(shè)計(jì)采用帶有斜切口的直管進(jìn)氣，斜切口可改善氣體的分布狀況。 該塔的進(jìn)氣管即為塔底再沸器的出口管，由再沸器的設(shè)計(jì)查無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，取426 9? ? ⒍ 再沸器接管 【 6】 采用直管進(jìn)氣，由計(jì)算得出內(nèi)徑為 200mm 查標(biāo) 準(zhǔn)系列選取 219 6? ? 直管 7. 法蘭的選擇 【 7】 由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用不同的法蘭： （ 1）進(jìn)料管接管法蘭： 65 HG 501058 ； （ 2）回流管接管法蘭： 40 HG 501058 ； （ 3）塔底 餾出液接管 法蘭： 100 HG 501058 ； （ 4）塔頂蒸汽出氣管接管法蘭： 300 HG 501058 ； （ 5）塔釜蒸汽進(jìn)氣管接管法蘭： 400 HG 501058 ； （ 6）再沸器接管法蘭： 200 HG 501058 。 第二節(jié) 筒體與封頭 1. 筒體 【 5】 化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 27 頁 共 36 頁 精餾塔可視為內(nèi)壓容器。其各種設(shè)計(jì)參數(shù)如下： a. 設(shè)計(jì)壓力 該精餾塔在常壓下操作，設(shè)計(jì)壓力取為 b. 設(shè)計(jì)溫度 該精餾塔塔底采用加熱介質(zhì)為蒸汽，溫度不超過 150℃ ,因此設(shè)計(jì)溫度定為150℃。 c. 許用應(yīng)力 該精餾塔筒體采用鋼板卷焊而成，材料選擇 Q235A，查得： ? ?t 113MPa? ? d. 焊縫系數(shù) 按 照 GB150 規(guī)定，焊縫系數(shù)主要考慮焊縫形式與對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢驗(yàn)長度兩個(gè)因素，本設(shè)計(jì)采用全焊透對(duì)接焊，對(duì)焊縫作局部無損探傷，則 ? = 壁厚的確定： 計(jì)算厚度? ? i 0 . 5 1 6 0 0 4 . 1 8 m m2 1 1 3 0 . 8 5 0 . 52 tpD p? ?? ?? ? ?? ? ?? 由計(jì)算厚度查得，鋼板負(fù)偏差 C1= 該系統(tǒng)中乙醇對(duì)筒體腐蝕較小，腐蝕裕量 C2取 2mm 12 4 .1 8 0 .5 2 7 .6 8n CC??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 取圓整值Δ =，則筒體壁厚 n 8mm? ? 2. 封頭 【 5】 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，材料選用 Q235A,除封頭的拼接焊縫需 100%探傷外，其余均為對(duì)接焊縫局部探傷，則 ? = ? ? i 0 . 5 1 6 0 0 4 . 1 7 m m2 1 1 3 0 . 8 5 0 . 5 0 . 52 0 . 5t pD p? ?? ?? ? ?? ? ? ?? 計(jì)算厚度 12 4 .1 7 0 .2 2 6 .3 7n CC??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 取圓整值Δ =，則封頭壁厚 n 7mm? ? 以內(nèi)徑為公稱直徑， g 1600mmD ? ，選用封頭 g 1 6 0 0 7 1 1 5 4 7 3D J B? 查得封頭曲面高度 h1=400mm，直邊高度 h2=40mm， 內(nèi)表面積 ? ，容積化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 28 頁 共 36 頁 ? 。 第三節(jié) 除沫器 【 5】 對(duì)于氣體出料處，應(yīng)盡可能減少霧沫夾帶，以將低液體物料的損失，改善后續(xù)的工藝操作，為此，應(yīng)在塔的氣體出口處安裝適宜的除沫裝置。常用的除沫裝置有折板除沫器和絲網(wǎng)除沫器兩種。 折板除沫器結(jié)構(gòu)雖然簡單，但金屬消耗量大，造價(jià)高；絲網(wǎng)除沫器則比表面積大，重量輕，空隙率達(dá)，效率高，壓降小，使用 方便。故本塔采用絲網(wǎng)除沫器。 在計(jì)算塔徑時(shí)，求得，精餾段的最大氣速 umax=，以這個(gè)速度作為設(shè)計(jì)空塔氣速。 則除沫器直徑m a x4 4 1 . 9 6= 1 . 3 3 m3 . 1 4 1 . 4 2VD u? ???? 選用不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)型除沫器，規(guī)格： 1200100，絲網(wǎng)尺寸為 φ ， 材料：不銹鋼網(wǎng)絲（ 1Cr18Ni9） ,絲網(wǎng)尺寸： ? ，采用上裝式。 記為： HG/T 21618 絲網(wǎng)除沫器 S1200100 SP 304/304 第四節(jié) 裙座 【 5】 對(duì)于較高的立式容器，為抵抗 風(fēng)載荷及地震載荷，同時(shí)為了安裝方便，一般安裝性能較好的裙式支座。本設(shè)計(jì)塔徑 D=1600mm，塔高 H15m,因此采用圓筒形裙座。裙座結(jié)構(gòu)主要有座圈，基礎(chǔ)環(huán)，螺栓座及人孔。 尺寸確定： 基礎(chǔ)環(huán)外（內(nèi)）徑 3b o ( i ) ( 2 ) ( 0 .2 ~ 0 .4 ) 10DD ?? ? ? ? 裙座因受整個(gè)塔體的重力載荷，壁厚需大些，δ取為 16mm，則 基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑 Dbi=(1600+2 16) 103=1332mm 基礎(chǔ)環(huán)外徑 Dbo=(1600+2 16)+ 103=1932mm 經(jīng)過圓整 Dbi=1400mm,Dbo=1900mm ,座圈與塔體間采取對(duì)接焊的形式。 考慮到腐蝕裕量，裙座基礎(chǔ)環(huán)壁厚取 18 mm ；考慮到再沸器，裙座高度取 3 m ，地腳螺栓直徑取 M30。 化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 29 頁 共 36 頁 第五節(jié) 吊柱 對(duì)于較高的室外無框架的整體塔，在塔頂設(shè)置吊柱，對(duì)于補(bǔ)充和更換填料，安裝和拆卸內(nèi)件，既經(jīng)濟(jì)又方便的一項(xiàng)設(shè)施。一般 15 m 以上的塔物設(shè)置吊柱，本實(shí)驗(yàn)中的塔較高，因此要安裝吊柱。塔徑 D=1600 mm，選用起吊質(zhì)量 G=500 Kg 的吊柱。查得其 S=1100 mm ， L=3400 mm ， H=1000 mm ， :??? 159? 10 ， R=750， e= 第六節(jié) 人孔 【 8】 為了檢查塔設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件，壓力容器需開設(shè)人孔。人孔的形狀一般有圓形和橢圓形兩種。橢圓形人孔的短軸應(yīng)力與受壓容器的筒身軸線平行。本設(shè)計(jì)的工作壓力不大，所以采用圓形人孔。圓形人孔的直徑一般為 400～600mm。 人孔主要由筒節(jié)，法蘭，蓋板和手柄組成，一般人孔手柄有兩個(gè)，通常情況下每隔 6～ 8 塊塔板需設(shè)置一個(gè)人孔，本塔共 22 塊板，需設(shè)置 3 個(gè)人孔，塔釜一個(gè)，進(jìn)料口 （從上數(shù)第 10﹑ 11 層塔板之間）一個(gè)，從上數(shù)第 7﹑ 8 層塔板之間一個(gè)。設(shè)有人孔處的板間距為 600 mm，裙座上開兩個(gè)人孔。人孔尺寸為 480 6mm? ? ，短節(jié)材料為 Q235A ，公稱直徑為 450 mm。為了便于檢修和安裝，在裙座上也應(yīng)開設(shè) 2 個(gè)不帶蓋板的圓形人孔。 第七節(jié) 補(bǔ)強(qiáng) 【 6 開孔以后，一方面由于器壁材料被削弱會(huì)引起應(yīng)力的增加和容器強(qiáng)度的減弱，應(yīng)力集中系數(shù)達(dá)到 ，另一方面由于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性破壞，在開孔處會(huì)產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力。因此在開孔處都需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ) 強(qiáng)的形式有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，加強(qiáng)管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，是采用一補(bǔ)強(qiáng)圈來增強(qiáng)開孔邊緣處的金屬強(qiáng)度?？紤]到焊接的方便，通常把補(bǔ)強(qiáng)圈放在殼體外側(cè)進(jìn)行單面補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈的材料，厚度一般與殼體相同。為檢驗(yàn)焊縫的緊密型，補(bǔ)強(qiáng)圈上需鉆 M10 螺孔一個(gè)，以通入壓縮空氣檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。 具體補(bǔ)強(qiáng)如下： 1. 人孔補(bǔ)強(qiáng)：用 760 8mm? ? 的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料為 20R 的鋼； 化工課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 30 頁 共 36 頁 2. 進(jìn)料管補(bǔ)強(qiáng)：用 160 8mm? ? 的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料為 20R 的鋼； 3. 回流管管徑較小，可以不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)； 4. 塔釜出料管補(bǔ)強(qiáng)：用 130 8mm? ? 的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料為 20R 的鋼； 5. 塔頂蒸汽出料管補(bǔ)強(qiáng)：用 540 8mm? ? 的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料為 20R 的鋼； 6. 塔釜進(jìn)氣管補(bǔ)強(qiáng)：用 680 8mm? ? 的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料為 20R 的鋼； 7. 再沸器接管補(bǔ)強(qiáng)：用 400 8mm? ? 的補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料為 20R 的鋼； 第 四章 塔的總體高度 【 8】 1. 塔頂部空間高度 HD 塔頂空間指指塔內(nèi)最上層塔板與塔頂?shù)拈g距。為利于出塔氣體夾帶的液滴沉降，其高度應(yīng)大于板間距，通常取塔頂間距為（ ～ ） HT,同時(shí)考慮到安裝除沫器的需要， 取除沫器到第一塊板的距離為 600 mm，塔頂空間高度 HD取 1200mm。 2. 進(jìn)料板高度 HF 為了便于進(jìn)料和安裝進(jìn)料管，在進(jìn)料板處，管間距應(yīng)大一些，由于設(shè)有人孔，故HF取為 600mm。 3. 設(shè)置有人孔的塔板間距 HP 在有人孔的塔板處，板間距需增加，取 HP=600mm。 4. 封頭高度 H1 封頭高度 包