【正文】 平均 kmol/h 表 17 塔頂、塔釜、進(jìn)料液的數(shù)據(jù)結(jié)果表精餾段提餾段平均相對(duì)分子量 kg/kmol氣相密度r V kg/ m液相密度r L kg/ m液相粘度m L 氣相質(zhì)量流量 kg/h液相質(zhì)量流量 kg/h 液相平均張力 表18溫度 ℃苯 g/cm3甲苯 g/ cm3 精餾段： 提餾段： 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二部分 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算第二部分 精餾塔主要尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算、夜相體積流率為 由， 式中取板間距HT =，板上液層高度h L=，則HT h L ==查史密斯關(guān)聯(lián)圖得 取安全系數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速 由，式中 取板間距HT =，板上液層高度hL=，則HT hL ==查史密斯關(guān)聯(lián)圖得取安全系數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整 塔截面積為 實(shí)際空塔氣速 （1）溢流裝置計(jì)算因塔徑D=，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤，各項(xiàng)計(jì)算如下：堰長取流堰高度，選用平直堰，堰上液層高度近似取E=1，則 弓形降液管寬度和截面積f由，查圖得，故 驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間 ，故降液管設(shè)計(jì)合理。深度(2)塔板布置(a) 塔板的分布因D≧800mm，采用分塊式查表得，塔板分為4塊(b)邊緣區(qū)域?qū)挾却_定取 （c）開孔區(qū)面積計(jì)算 開孔面積 其中故(d)篩孔計(jì)算及其排列 本設(shè)計(jì)所處理物系無腐蝕性，可選用碳鋼板，取篩孔直徑ｄＯ=5mm。降液管底隙高度，取，故底隙設(shè)計(jì)合理選用凹形受液盤。篩孔 按正三角形排列，取孔中心距t==16mm，篩孔數(shù)目n= 5053個(gè)開孔率ψ===%AO=Aa=氣體通過篩孔氣速uo=Vs/Ao= （1） 塔板壓降 干板阻力 氣體通過液層阻力計(jì)算 （2） 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響（3） 液沫夾帶液沫夾帶量： （4） 漏液對(duì)于篩板，漏液點(diǎn)氣速 （5） 液泛 為了防止塔內(nèi)液泛發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度苯甲苯物系屬于一般物系，而Hd=hp+hl+h板上不設(shè)進(jìn)口堰，Hd=*（u，o）2=*（）2=，Hd=++=，滿足要求，故不會(huì)發(fā)生液泛 （1） 塔板壓降 干板阻力 氣體通過液層阻力計(jì)算 （2） 液面落差 對(duì)于篩板塔，液面落差很小，且本設(shè)計(jì)的塔徑和液流量均不大，故可忽略液面落差的影響。依式子（1）算出相應(yīng)值列于表1中 由此做出霧沫夾帶線（1）。對(duì)于平直堰，取堰上液層高度how=，how===1，則Ls,min=據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷下以s。1. 液沫夾帶線以=，為限，求的關(guān)系由式（1）知 ，則在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值。2. 漏液線==在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出記過列于下表：由此做出液泛線（2）。作為液體在降液體在降液管中停留時(shí)間的下限，s據(jù)此可做出與氣體流量無關(guān)的垂直液相負(fù)荷上限線45. 液泛線在操作范圍內(nèi)任取幾個(gè)值，依上式計(jì)算出記過列于下表：圖22工作點(diǎn)在適宜操作區(qū)的適中位置，說明塔板設(shè)計(jì)合理。求泡點(diǎn)回流溫度： 操作彈性為 3. 冷卻水用量冷卻水溫度30~40 攝氏度 選擇150 攝氏度的飽和水蒸氣加熱，溫度為150 攝氏度的飽和水蒸氣冷凝潛熱1. 間接加熱蒸汽量（1） 再沸器加熱面積℃為再沸器液體入口溫度℃為回流汽化上升蒸汽時(shí)溫度℃為加熱溫度℃為加熱蒸汽冷凝液體溫度用潛熱加熱可節(jié)省蒸汽量從而減少熱量損失℃℃℃，取， 配管的選擇 （1） 塔頂蒸汽管 從塔頂?shù)嚼淠鞯恼羝麑?dǎo)管，必須符合尺寸，以免產(chǎn)生過大壓降，特別是在減壓過程中，過大壓降會(huì)影響塔的真空度。（2） 回流管冷凝器安裝在塔頂時(shí)，回流液在管道中的流速一般不能過高，否則冷凝器高度也要提高，對(duì)于重力回流一般取 ~，取故選用外徑為89mm，公稱直徑為80mm，法蘭外徑190mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（4）塔釜出料管 塔釜流出液體速度故選用外徑為57mm，公稱直徑為50mm，法蘭外徑為140mm的標(biāo)準(zhǔn)管。（6） 再沸器蒸汽入塔管 取故選用外徑為219mm，公稱直徑為200mm，法蘭外徑為320mm的標(biāo)準(zhǔn)管。 則塔的整體高度 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三部分 強(qiáng)度校核 第三部分 強(qiáng)度校核 圓筒和封頭強(qiáng)度計(jì)算 （1） 塔殼材料Q345R 。（3） 檢驗(yàn) 質(zhì)量載荷計(jì)算（1） 塔殼和裙座質(zhì)量 （2） 人孔、法蘭、接管等附件質(zhì)量 （3） 內(nèi)部構(gòu)建質(zhì)量（4） 保溫材料質(zhì)量（5） 平臺(tái)和扶梯 （6）操作時(shí)塔內(nèi)物料質(zhì)量 （7）沖水質(zhì)量（8）塔器的操作質(zhì)量（9）塔器的最大質(zhì)量（10）塔器的最小質(zhì)量將塔沿高度分成5部分，每段高為4200mm，其質(zhì)量列入下表 表31 精餾塔物料恒算表 段號(hào)質(zhì)量12345 14541454145414541454060010001000700168 地震載荷及地震彎矩計(jì)算 (1) 塔的自振周期 表32 精餾塔物料恒算表段號(hào)項(xiàng)目12345操作質(zhì)量集中質(zhì)量距地面高21006300105001470018900106106106 1061061081091091091091013101510161016 1010 1016 ,Ⅱ類遠(yuǎn)震, , , , 107107107107107 108, ， 107因，且H大于20,故需考慮高震型影響：00 截面地震彎矩：ⅠⅠI截面地震彎矩： ⅡⅡ 截面地震彎矩： 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算將塔沿高度分成7段，計(jì)算結(jié)果見下表：表33 精餾塔物料恒算表段號(hào)項(xiàng)目1234567塔段長度，0～33～66～99～1212～1515～1818～21， ,(B類)111,3000300030003000300030003000, 400, 600,2432（扶梯與頂管成90度）,227724573111396749345955685600截面風(fēng)彎矩帶入數(shù)據(jù)得ⅠⅠ截面風(fēng)彎矩帶入數(shù)據(jù)得 Ⅱ Ⅱ截面風(fēng)彎矩 帶入數(shù)據(jù)得 最大彎矩 塔底部截面00處 所以（該塔由風(fēng)彎矩控制） ⅠⅠ截面 ⅡⅡ截面 圓筒應(yīng)力校核 驗(yàn)算塔殼ⅡⅡ截面處操作時(shí)和壓力試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。焊接接頭系數(shù)。本開孔外徑等于，需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。⑵ 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算厚度： ，接管有效厚度開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 ⑶ 有限補(bǔ)強(qiáng)范圍①有效寬度B 取上述兩數(shù)大值，故。 再沸器入塔管內(nèi)徑圓柱形筒體，采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，封頭中心位置設(shè)置的內(nèi)平齊接管，封頭名義厚度，設(shè)計(jì)溫度，封頭和補(bǔ)強(qiáng)圈材料為Q345R，其許用應(yīng)力，接管材料為10鋼，其許用應(yīng)力，接管和封頭的厚度附加量C均為。⑴ 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別①補(bǔ)強(qiáng)判斷 允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。②補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別開孔直徑： 本凸形封頭開孔直徑，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。②有效厚度，外側(cè)有效高度h1取上述兩值小值，故內(nèi)側(cè)有效高度確定 取小值，故h2=0⑷ 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 ①封頭多余金屬面積 封頭有效厚度封頭多余金屬面積 綜上計(jì)算結(jié)果，所以不需要另行設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)圈。（2）補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 將人口由上至下編號(hào)為6號(hào)人孔。焊接接頭系數(shù)。本開孔外徑等于，需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。⑵ 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算厚度： ，接管有效厚度開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積 ⑶ 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍①有效寬度B 取上述兩數(shù)大值，故。 其他人孔補(bǔ)強(qiáng) 由于越位于塔體上部的人孔，其計(jì)算壓力越小。吊住簡圖如下：其中：AD段市委受彎矩及軸向力作用的曲桿，軸向拉應(yīng)力,其中A為吊住斷面，面積，彎矩的最大值在A點(diǎn)，A點(diǎn)內(nèi)側(cè)受壓，壓應(yīng)力，A點(diǎn)處僅受拉，拉應(yīng)力為 校核吊住AB段市委B端固定，A端只受偏心載荷的長柱，柱中應(yīng)力，最大應(yīng)力出現(xiàn)在處， 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第五部分 設(shè)計(jì)