【正文】 需在填料層上方設置填料壓緊裝置 。對于 柵 條要進行強度校核，來確定 其厚度等尺寸 。扁鋼圈高度一般取 柵 條高度的 2/3。不管是否分塊，均需將 格 柵板擱置在焊接于塔壁的支持圈。塔徑較小時采用整塊式 格 柵板，塔徑較大時宜用分塊式 格 柵板。設計時為防止在填料支承裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛，要求填料支承裝置的自由截面積應大于 75%。對于規(guī)整填料，通常選用柵板型支承裝置 ，本設備選用格柵板作為填料支承裝置 。 ，盡量減小氣液兩相的流動阻力；有利于液體的再分布；耐腐蝕性 能好；便于用各種材料制造以及安裝拆卸方便等。因此設計合理的支承結構是非常重要的。 塔 設備的結構 設計 [2][3] 填料支承裝置 填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)填料 ，對保證填料塔的操作性具有重大作用。 塔高的計算 [2] 填料塔的高度，包括填料層高度，噴淋裝置、再分布器、氣液進出口所需的高度，底部及頂部空間高度 、人孔高度 以及支 座高度等部分。 規(guī)整填料的壓降通常關聯(lián)成以下形式 ()vP uZ ???? ? 式中 /PZ? —— 每米填料層高度的壓力降， Pa/m； u —— 空塔氣速， m/s； v? —— 氣體密度， kg/m3； ? 、 ? —— 關聯(lián)式參數(shù)，可從有關填料手冊中查得。 填料層壓 降 計算 [1] 填料層壓降通常由單位高度填料層的壓降 /PZ? 表示。為避免這一現(xiàn)象，在設計中，每隔一定的填料層高度，需要將填料層分段，設置液體收集再分布裝置，使液體重新分布。 計算出填料層高度以后，還應留出一定的安全系數(shù)。 (2) 等板高度的計算 等板高度與許多因素有關，不僅取決于填料的類型和尺寸，而且受系統(tǒng)物性、操作條件及設備尺寸的影響。若采用的液體噴淋密度小于最小噴淋密度，則需進行調(diào)整，重新計算塔徑。 對于規(guī)整填料，其最小噴淋密度可從有關填料手冊中查得，設計中，通常取min ? 。h)； hL —— 液體噴淋量， m3/h； D —— 填料塔直徑， m。圓整后，再核算操作空塔氣速與泛點率。 (2) 塔徑的計算與圓整 用氣相體積流量以及空塔氣速可計算得到塔徑。 本設備采用規(guī)整填料 —— CY700 金屬絲網(wǎng)波紋填料，其關聯(lián)常數(shù) A 、 K 的值分別為 和 。 填料的泛點氣速可用貝恩 (Bain)— 霍根 (Hougen)關聯(lián)式進行計算，即 1 / 4 1 / 820 .213lg VVFLLL V Lu a wAKgw???? ? ??? ??? ? ? ??? ???? ??? ? ? ????? ? ? ? ????? 式中 Fu —— 泛點氣速， m/s； g —— 重力加速度， m/s2； 1a —— 填料總比表面積， m2/m3； ? —— 填料層空隙率， m3/m3； V? 、 L? —— 氣相、液相密度， kg/m3； L? —— 液體粘度， mPa 對于規(guī)整填料，其泛點率的經(jīng)驗值為 / ~ 5Fuu ? 泛點率的選擇主要考慮填料塔的操作壓力和物系的發(fā)泡程度兩方面的因素。這里選用泛點氣速法 來確定空塔氣速。 塔設備的強度設計和穩(wěn)定校核 一般應包括如下內(nèi)容： (1) 按設計壓力和設計溫度確定塔體的壁厚； (2) 根據(jù)塔設備設置地區(qū)，考慮其風載荷和地震載荷； (3) 按照不同工況下多種載荷聯(lián)合作用的情況對塔設備各處應力加以控制 ； (4) 按不同工況下的載荷， 計算地腳螺栓座各部分幾何尺寸 ； (5) 當塔設備筒節(jié)采用法蘭連接時，還應計算設備法蘭的當量壓力； (6) 必要時計算由管道推力或懸掛重物在塔體上引起的局部應力； 塔設備的結構設計包括塔體及附件的結構設計和塔內(nèi)件的結構設計， 塔設備的 工藝 設計 塔徑的計算 [1] 填料塔的直徑是根據(jù)適宜的空塔氣速與氣相 體積 流量，按下式求出： 4 sVD u?? 式中氣 相 體積流量 sV 由 Aspen 軟件模擬結果給定，由此可見，計算塔徑的核心問題是確定空塔氣速 u 。 塔的工藝設計計算項目包括塔徑、塔高、填料層高度及分段要求等 。模擬計算結果如下 ： 操作回流比： 理論板數(shù)： 25 進料板序號： 7 塔頂溫度： ℃ 塔釜溫度： ℃ 餾出液流量： 釜液流量： 表 21 各組分塔頂與塔釜回收率 名稱 塔頂回收率 塔釜回收率 鄰叔丁基苯酚 2,6二叔丁基苯酚 2,4二叔丁基苯酚 2,4,6三叔丁基苯酚 苯酚 1 對叔丁基苯酚 表 22 進出流股數(shù)據(jù) 項目 進料 流股 塔頂流股 塔 釜 流股 Total Flow（ kmol/h） Total Flow（ kg/h） Temperature（ C） Pressure（ kPa） 質(zhì)量分數(shù) 苯酚 鄰叔丁基苯酚 對叔丁基苯酚 2,6二叔丁基苯酚 2,4二叔丁基苯酚 2,4,6三叔丁基苯酚 摩爾分數(shù) 天津大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 4 苯酚 鄰叔丁基苯酚 對叔丁基苯酚 2,6二叔丁基苯酚 2,4二叔丁基苯酚 2,4,6三叔丁基苯酚 表 23 塔頂、進料、塔釜數(shù)據(jù) 項目 液相 密度 氣相 密度 液相 質(zhì)量流量 氣相 質(zhì)量流量 液相 粘度 液相 體積流量 氣相 體積流量 kg/m3 kg/ m3 kg/h kg/h mPa 使用 RadFrac 模型進行嚴格計算 。 設計 要求 與物性 參數(shù) 設計 要求 對本設備設計選取 輕關鍵組分為鄰叔丁基苯酚，重關鍵組分為對叔丁基苯酚 ，設計對叔丁基苯酚一次收率 %， 總物料衡算結果如下表所示。 根據(jù)可行性研究報告 結論， 本設備 應 采用連續(xù)精餾形式， 塔設備 型式 選 用填料塔， 塔內(nèi) 填料使 用 CY700 金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料 ，回流方式為內(nèi)回流，分布器采用 槽盤式分布器。 塔設備的強度設計和穩(wěn)定校核 ........................................................... 12 塔壁和封頭壁厚設計 ................................................................ 12 質(zhì)量載荷計算 ............................................................................ 13 自振周期計算 ............................................................................ 14 風載荷和風彎矩的計算 ............................................................ 14 地震設計 .................................................................................... 16 偏心彎矩計算 ............................................................................ 19 塔體的強度與穩(wěn)定校核 ............................................................ 19 裙座的計算 ................................................................................ 21 2 第四章 過程控制 ............................................................................................... 24 控制方案概述 ....................................................................................... 26 管道儀表流程圖 ................................................................................... 27 開停工方案 ........................................................................................... 28 精餾塔開車方案 ........................................................................ 28 精餾塔停車方案 ........................................................................ 28 第五章 敏感性技術分析 ................................................................................... 29 回流比對產(chǎn)品濃度影響的靈敏度分析 ............................................... 29 進料溫度 對產(chǎn)品濃度影響的靈敏度分析 ........................................... 30 進料位置對產(chǎn)品濃度影響的靈敏度分析 ........................................... 31 回流比對釜液產(chǎn)量影響的靈敏度分析 ............................................... 31 第六章 安全、環(huán)境因素分析 ........................................................................... 33 安全、環(huán)境因素分析 ........................................................................... 33 HAZOP 分析 ......................................................................................... 33 參考文獻 .............................................................................................................. 36 附錄 計算舉例 ............................................................................................. 37 1. FUG 法計算 Aspen 軟件模擬參數(shù) .................................................... 37 2. 塔徑計算 ............................................................................................. 38 3. 填料層高度計算及分段 ..................................................................... 39 4. 填料層壓降計算 ................................................................................. 40 5. 塔內(nèi)件及附屬設備設計 ..................................................................... 40 6. 法蘭設計 ............................................................................................. 43 7. 保溫層設計 ........................................................... 錯誤 !未定義書簽。 關鍵詞： 對叔丁基苯酚；填料塔 設計 ； HAZOP 分析 ；過程控制 ABSTRACT Ptertbutylphenol is a kind of fine chemical intermediate, whose supply falls behind the demand in the domestic market. In