【正文】 this paper, packed column I was designed for the production process of 4500 tons ptertbutylphenol annual. CY700 metal corrugated structured packing was chosen for this column. The process design, structural design and strength design of distillation column I was done in this paper. The process design involves the calculation of a series of technological parameter, such as diameter and height of the column, height and pressure drop of packing layers. The structural design including the design of internal equipment, skirt support, connecting pipes and accessories. The thickness of shell and heads are calculated, meanwhile, all loads are calculated and checked for the stability of the whole equipment. In addition, we propose process control strategy and schemes of startup and shut down as well as a simple PID system of the column. Operating parameters such as reflux ratio and feed stage number are determined by sensitivity analysis. Considering the environmental and social impact, the HAZOP analysis and environmental affect assessment are implemented. Key words： ptertbutylphenol； packed column design； HAZOP study； process control 1 目 錄 第一章 初步設(shè)計條件 ......................................................................................... 1 概述 ......................................................................................................... 1 設(shè)計條件與物性參數(shù) ............................................................................. 1 設(shè)計條件 ...................................................................................... 1 物性數(shù)據(jù) ...................................................................................... 1 第二章 模擬計算 ................................................................................................. 3 第三章 設(shè)計方法說明 ......................................................................................... 5 綜述 ......................................................................................................... 5 塔設(shè)備的工藝設(shè)計 ................................................................................. 5 塔徑的計算 .................................................................................. 5 填料層高度計算及分段 .............................................................. 7 填料層壓降計算 .......................................................................... 7 塔高的計算 .................................................................................. 8 塔設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................................. 8 填料支承裝置 .............................................................................. 8 填料壓緊裝置 .............................................................................. 9 液體分布裝置與液體收集及再分布裝置 .................................. 9 除沫器 ........................................................................................ 10 裙座 ............................................................................................ 10 接管 ............................................................................................ 10 人孔 ............................................................................................ 11 法蘭設(shè)計 .................................................................................... 11 保溫層設(shè)計 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。在強度 設(shè)計 部分 ， 計算了塔設(shè)備殼體及封頭的 壁厚 ，計算各 項 載荷并校驗設(shè)備的穩(wěn)定性 。在工藝設(shè)計中， 涉及 了 塔徑、塔高 、 填料層高度及壓降的 計算。 精餾塔 I 為填料塔，采用 CY700 金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料。 本科生畢業(yè)設(shè)計 4500 噸 /年對叔丁基苯酚生產(chǎn)項目 精餾塔 I詳細(xì)設(shè)計說明書 學(xué) 院 化工學(xué)院 專 業(yè) 化學(xué)工程與工藝 年 級 2021 級 姓 名 XXX 指導(dǎo)教師 XXX 年 月 日 摘 要 對叔丁基苯酚是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品中間體，目前在國內(nèi)供不應(yīng)求。本設(shè)計是 4500 噸 /年對叔丁基苯酚生產(chǎn)過程設(shè)計中 精餾工段精餾塔 I 的設(shè)計。 本設(shè)計中，對 精餾塔 I 進行了工藝設(shè)計 、結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度 設(shè)計。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對塔設(shè)備的內(nèi)件、支座、接管及附件等進行選型和設(shè)計。 除此之外，本設(shè)計 敘述了過程控制方案和開停車方案并給出設(shè)備的管道儀表流程簡圖 ， 對 回流比、進料位置等操作參數(shù) 進行了敏感性分析 ，并 考慮到 項目 對環(huán)境和社會的影響，進行了HAZOP 分析和環(huán)境影響評價，形成了一份較為完整的設(shè)計。 吊耳 ............................................................ 錯誤 !未定義書簽。 8. 塔高計算 ............................................................................................. 44 9. 塔壁和封頭壁厚設(shè)計計算 ................................................................. 44 10. 質(zhì)量載荷計算 ..................................................................................... 45 11. 自振周期計算 ..................................................................................... 46 12. 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩的計算 ..................................................................... 46 13. 地震設(shè)計 ............................................................................................. 47 14. 塔體的強度與穩(wěn)定校核 ..................................................................... 47 15. 裙座的計算 ......................................................................................... 49 天津大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第一章 初步設(shè)計條件 概述 本項目 為 年產(chǎn) 4500 噸對叔丁基苯酚 工藝 設(shè)計 ，本文設(shè)計精餾工段精餾塔 I設(shè)備， 用于將反應(yīng)工序所得烷化液進行初步精制 ，塔頂產(chǎn)品為前餾分（包括苯酚、鄰叔丁基 苯酚和少量的對叔丁基苯酚），該前餾分可返回反應(yīng)工序繼續(xù)進行反應(yīng)；塔底餾分為對叔丁基苯酚和重餾分，該餾分經(jīng)進料泵送至精餾塔 II 的中部繼續(xù)精制以獲得對叔丁基苯酚產(chǎn)品。選定輕關(guān)鍵組分為鄰叔丁基苯酚，重關(guān)鍵組分為對叔丁基苯酚，由 于混合叔丁基苯酚物系熔點 、 沸點高， 熱穩(wěn)定性差 ， 合并操作溫度因素， 采用減壓精餾 ， 塔頂操作壓力為 (G)。 表 11 精餾塔 I 物料衡算結(jié)果 No. 組分 F/ (kg/h) D1/ (kg/h) D1/ (wt %) W1/ (kg/h) W1/ (wt %) 1 苯酚 0 0 2 鄰叔丁基苯酚 (LK) 3 對叔丁基苯酚 (HK) 4 2,6二叔丁基苯酚 0 0 5 2,4二叔丁基苯酚 0 0 6 2,4,6三叔丁基苯酚 0 0 總計 100 物性數(shù)據(jù) 表 13 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)表 名稱 分子量 密度 （ kg/m3） 熔點 /℃ 沸點 /℃ 汽化熱 （ kJ/mol） 760mmHg 20mmHg 異丁烯 588 ── 天津大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 2 苯酚 1059 鄰叔丁基苯酚 978 對叔丁基苯酚 908 2,6二叔丁基苯酚 923 2,4二叔丁基苯酚 908 2,4,6三叔丁基苯酚 864 ── 安托尼方程： ln BpA TC?? ? p ─飽和蒸汽壓 ， mmHg T ─溫度 ， K 表 14 安托尼常數(shù)表 名稱 A B C 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 天津大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3 第二章 模擬計算 設(shè)定回收率條件，用 FUG 法計算得到回