【正文】 82222m a x 108 8 第三節(jié) 應力校核 1) 圓筒應力校核： 驗算塔殼Ⅱ — Ⅱ截面處操作時和壓力實驗時的強度和穩(wěn)定性 計算截面 Ⅱ — Ⅱ 計算截面以上的塔操作質量 31300 計算截面的橫截面積 eiDA ??? 48380 塔殼有效厚度 e? 11mm 計算截面的截面系數(shù) eiDZ ?? 10^7 最大彎矩 22max?M 10^5 許用軸向壓應力 ? ? ? ?????tcr KKB?? 取小值（ k取 ） 192Mpa 許用軸向拉應力 ? ??? 操作壓力引起軸向拉應力eiPD?? 41 ? 重力引起軸向應力 Am 2202??? 彎矩引起的軸向應力 ZM ax3 ???? 軸向壓應力 ? ?cr??? ?? 32 +192 組合拉應力 ? ? ????? tk??? 321 +192 ?TP 液柱靜壓力（ ? ????? ???? M P aP PPtT ` ? 液壓試驗時計算截面以上的塔的質量 22?Tm 2975kg 許用軸向壓應 力 ? ????? scr KKB ?? 取小值 192 Mpa 許用軸向拉應力 ?? 許用周向應力 ?? Mpa 周向應力 ? ?? ? ??? ?? se eiT DP ???? 液柱靜壓力 壓力引起的軸向應力eiTDP?? 41 ? Mpa 重力引起的軸向應力 AmT 222??? Mpa 彎矩引起的軸向應力 wM Z 223 ??? Mpa 軸向壓應力 ? ?cr??? ?? 32 168 組合拉應力 ????? ??? 176 2) 裙座殼軸向應力校核： a、 0— 0 截面 裙座殼為圓筒形材料為 16 DRMn 計算系數(shù)： 0 01 8 ??eiRA? 查得 B=160Mpa bA FmbZM s vgs1100m a x ?? ?? 該塔由風彎矩控制所以 00?vF 不計 底部截面積： 26 1 4 5 6mmDbA ssis ?? ?? 底部截面系數(shù)： 32 7^10*c os4 mmDbZ ssis ?? ??? ? ???? ??? ??? M P aKKB ts 9 51 6 1 9 21 6 ? 取 M P abAmgbZM ss a x ???? ??? ??????? sKKB ? 取 M P abA gmbZMssw m a x00 ???? b、管線因出口Ⅰ — Ⅰ截面處的組合應力： mmh 1000? mmes ?? ,bm=450mm, ,14mmm ?? lm=110mm,Dim=1398mm kgm 32650110? Asm=∏ Dim es? =54232mm^2 截面系數(shù)： zsm= 10^7 ㎜ 3 應力校核： smsm AmZM 1111m ax 0?? ? ???tskkB][? 即： 263??? 第四節(jié) 基礎環(huán)結構設計及校核 1） 基礎環(huán) 基 礎環(huán)外徑： ? ? mmDD isb 1 7 0 03001 4 0 0400~1600 ????? ！ 基礎環(huán)內徑： ? ? mmDD isib 1 1 0 03 0 01 4 0 04 0 0~1 6 0 ????? 38440440 1 70 032 1 10 01 70 032 mmD DDZ b ibbb ??? ???? ? ? ? ? 2622220 mmDDA ibbb ?????? ?? M P ab 8 7 3 8 9 0 102 1 6 68 9m a x ?? ??? ??? 1 4 2 81 7 0 0 ??? ??lb 查表得： N m mbM bx 1 1 6 3 2m a x ???? ? N m mlM by 6 7 9 30 6 2m a x ?? ? MxMy 所以： Ms=Mx=11632Nmm 基礎環(huán)的厚度： ? ? mmM bsb ???? ?? 取 mmb 30?? 2）地腳螺栓計算： 地腳螺栓承受的最大拉應力： b? =?????????????????0000000m i n00vbewEbbewFgmZ MMMAgmZMM （最大值） 得 b? =2。（單位面積重 75 ㎏） 保溫層質量 m03=π /4[(+ 2+) 2(+ 2)2] 27 45=582 ㎏ . 平臺、扶梯質量： m04=40 30+π /4[(+ 2+ 2) 2(+ 2)2] 150 6 1/2 =1200+=3924 ㎏ . 操作時塔內物料質量 m05=π /4 450 55=3670 ㎏ . 充水質量 mw=π /4 27 1000=38484 ㎏ . 塔器的操作質量 m0= m01+m02+m03+m04+ m05+ma= 32765 ㎏， 塔內的最大操作質量 mmax= m01+m02+m03+m04 +ma+ mw=47592 ㎏ 塔內的最小操作質量 mmin= m01++m03+m04 +ma=24107 ㎏ 將塔沿高度分成 5 段，每段高為 6m，其質量列入表 14中。 人孔、法蘭、接管等附件質量 : ma= m01=2873 ㎏。 第二部分 強度及穩(wěn)定性計算 第一節(jié) 圓筒和封頭的厚度和強度計算 圓筒和封頭材料選用 16MnDR,許用應力 [б ]=163mpa. 圓筒計算厚度 : б =PcDi/（ 2[б ]tФ Pc） 其中： Pc—— 計算壓力， Pc==； Ф —— 焊接接頭系數(shù)， 取 1； 按 GB70965, 鋼板厚度負偏差 C1=1mm，腐蝕余量取 1mm； б = = 取鋼板 名義厚度б n=12mm. 封頭厚度計算 : 標準橢圓封頭 K=1。 6） 再沸器蒸汽入塔器 取速度為 5m/s 4 28**58 4 15 *4?d= 取 Φ 194 6 的管。 122m 取 Φ 2196 的管。公稱直徑為 Dg65。 4）塔釜出料管 lWW vwWd ?3 6 0 04? =0。 075 取 Φ 108 6 的管。 3）進料管管徑 料液由高位大槽進入塔內 WF取 0。 2）回流管管徑 因為回流泵所取 ?Rw 2m/s RslRR wlvwld ?? 43600 4 ?? =0。 所以泵選擇揚程為 30m. 第九節(jié) 管徑設計 1） 塔頂蒸汽管 查表得蒸汽氣 速 12~20 立方米 /秒 蒸汽量 ??DV立方米 /秒 D2 = vVD4? 取 v=15m/s 則得 D= 取 Φ 219 6 的管。 表 12 成分 甲烷 乙烯 乙烷 含量 焓差（千卡 /公斤） 11225 15075 15663 Qc=VIVD（ LILDDICD）， ∵ V=L+D=（ R+1） D， 所以： Qc=（ R+1） D（ IVDILD） =213761kj/h 2) 再沸器的選擇 以再沸器為系統(tǒng)進行熱量恒算，各成分的焓差 表 13 成分 乙烯 乙烷 丙烯 含量 焓差（千卡 /公斤） 15075 15880 16068 QB=V/IVW+WILWL/ILW+QL， QL—— 為再沸器的熱量損失， IVW—— 為再沸器中上升蒸汽的焓， ILW—— 為釜液的焓，提餾段底層板下降液的焓。 00837 立方米 /秒 氣相負荷下限 :: vNV ?005 ?下 = 60* = 立方米 /秒 氣相負荷上限 : 液泛線 A=lvN ? ?2 *191000 = B= ? ? wT hH ?? ?? = C== * 2= D=3/= 3/222 sss LLV ??? 所以霧沫夾帶線為??? ? AF K CZLV Fssvl v ?????????? ? 136100 得 ?? ss LV 用計算機繪出個操作線如圖 2。 55 2）提餾段 液相負荷上限 : 取 t=3 秒 tAHL fT?上=0。 第七節(jié) 安全操作范圍和操作線 1） 精餾段 （ 1）液相負荷上限 : 取 t=3 秒 tAHL fT?上= 3 * = 立方米 /秒 液相負荷下限 : 因采用平直堰 wlL ?下 = = 立方米 /秒 氣相負荷下限 :: vNV ?005 ?下 = 68* = 立方米 /秒 氣相負荷上限 —— 液泛線 A=lvN ? ?2 *191000 = B= ? ? wT hH ?? ?? = +() = C== * 2= D=3/= 所以液泛線為： 3/222 2 6 6 8 sss LLV ??? 霧沫夾帶線為： ??? ? AF K CZLV Fssvl v ?????????? ? 136100 ?? ss LV 用計算機繪出個操作線如圖 1。 ?? ?? * ?= 立方米 /秒 Z=d2Wd= = Aa=AT2Af= = 立方米 K 取 CF查《基本有 機化學工程》圖 928 可知 CF= 則精餾段 :F1= %1 3 61 0 0?AKCZLVFs?負 =80% 提餾段 F139。 39。 =llvsV 39。 干板壓力降 :hp=hc+hl+h? 全開前 :hc=luAG ?00 = 米液柱 全開后 hc=lvgu ??202 = 米水柱 hl=+how= += 米水柱 克服表面張力壓降 h? 可忽略 hp=hl+ho= 米水柱 2) 液泛校核 逸流管內液成高度： Hd=hl+hp+? +hd+hv hd= 20???????? hllws = 米液柱 對 hv 可忽略不計，對 ? 浮閥塔可忽略不計 又因操作壓力小于 30大氣壓 hv可以忽略，故溢流管內液層高度 Hd=hl+hp+hd= 米 取充氣因子β =，β（ HT+hw） = (+)= 所以可以避 免液泛。 8)塔盤的布置 安定區(qū) Wf=。 =02039。 08m2 提餾段 : A039。 2% 閥孔總面積： 精餾段： A039。 = 3600** =〈 hl = 取距離為 ： h=0,05m 7）浮盤數(shù) 采用 F1 重閥 , 閥孔直徑為 39。*LHA Tf=? 5s 降液管出口處的流體流速： 精餾段： Ud=Ls/Af=。 hww —— 出口堰高度 how—— 堰上清液層高度 精餾段： how= 提留段： how’ = 4)降液管面積 查《浮閥塔》表 33 知 DWd = TfAA = 塔板面積 AT = 24D? = = ㎡ 堰寬 Wd = = 溢流面積 Af = AT = ㎡ 5） 校核液體在降液管內停留時間 精餾段 t= LHA Tf * =? 5s 提餾段 t39。 提餾段校核： I’ =ls’ /lw’ = m 3/h。 2）、校核溢流強度 堰長： lW= D= =。 4m 餾段實際空塔氣 WK ’ =第五節(jié) 塔內物件的工藝尺寸 1）、溢流程數(shù)的選擇 根據(jù)塔徑 米，液相負荷 30～ 40m 3/h，查《有機化合物》表 95可知選單流型即 可滿足要求。 0678m/s 提餾段塔徑 D=uVs?4=。 1121m3/s 則提餾段氣相負荷： Ls’ =RD+qF=查史密斯關聯(lián)圖得 C20 = 查《輕碳化合物》圖 4 42得表面張力 Ρ c2h4= Pc2h6= Pc3h6= 混合液的表面張力 m? = ?C =20)20(?C = 最大空塔速度 : Wmax=C? ?=0。 69 提餾段液相負荷 SFSWS VVV *39。 09843 + += 解得 ET = 所以：實際板數(shù) N=TTEN