6万吨年乙苯装置苯塔设计
摘要
目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。其中苯塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。
关键词： 气液传质分离 精馏 浮阀塔
Abstract
Currently，the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map.
Key words：gas-liquid mass transfer rectification valve tower
目录
第1章 前 言 - 7 -
1.1苯、乙苯在工业中的用途 - 7 -
1.2精馏原理及其在工业生产中的应用 - 8 -
1.3精馏操作的特点及其对塔设备的要求 - 8 -
1.4常用板式塔的类型及本设计的选型 - 9 -
1.5本设计所选塔的特型 - 10 -
1.6 相关物性参数说明 - 10 -
第2章 设计题目及设计任务书 - 12 -
第3章 工艺条件的确定和说明 - 13 -
第4章 流程的确定和说明 - 14 -
4.1 流程 - 15 -
4.2流程说明 - 15 -
第五章 苯塔的设计计算 - 15 -
5.1全塔的物料衡算 - 16 -
5.1.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 - 16 -
5.1.2料液及塔顶底产品平均摩尔质量 - 16 -
5.1.3 料液及塔顶底产品摩尔流率 - 16 -
5.2 回流比的确定 - 16 -
5.3 塔板数的确定 - 17 -
5.4 气液负荷计算 - 19 -
5.4.1平均压强pm - 19 -
5.4.2平均分子量 - 19 -
5.4.3液体的平均粘度 - 20 -
5.4.4 液体的平均密度ρ - 20 -
5.4.5体积流量 - 22 -
5.5 苯塔的塔体工艺尺寸计算 - 22 -
5.5.1 塔径的计算 - 22 -
5.5.2苯塔有效高度的计算 - 23 -
5.6 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 - 23 -
5.6.1溢流装置计算 - 23 -
5.7 浮阀的布置 - 24 -
5.7.1 阀孔速度 - 24 -
5.7.2 开孔率 - 25 -
5.7.3 阀孔总面积 - 25 -
5.7.4 浮阀总数 - 25 -
5.7.5 塔板上布置浮阀的有效操作面积 - 25 -
5.7.6 浮阀的排列 - 25 -
5.8 塔板流动性能校核 - 26 -
5.8.1液沫夹带量校核 - 26 -
5.8.2 塔板阻力校核 - 26 -
5.8.3 降液管液泛校核 - 26 -
5.8.4 液体在降液管中停留时间校核 - 27 -
5.8.5严重漏液校核 - 27 -
5.9 塔板负荷性能图 - 27 -
5.9.1漏液线 - 27 -
5.9.2液沫夹带线 - 27 -
5.9.3液相负荷上限线 - 28 -
5.9.4液相负荷下限线 - 28 -
5.9.5液泛线 - 28 -
5.9.6塔板性能负荷图 - 28 -
5.9.7浮阀塔的工艺设计计算结果总表 - 28 -
第6章 塔的机械设计 - 30 -
6.1设计条件 - 31 -
6.2按计算压力计算塔体和封头厚度 - 31 -
6.3塔设备质量载荷计算 - 31 -
6.4风载荷与风弯矩计算 - 33 -
6.5 地震弯矩的计算 - 37 -
6.6、各种载荷引起的轴向应力 - 38 -
6.7塔体和裙座的危险截面的强度与稳定校核 - 40 -
6.8 塔体水压试验和吊装时的应力校核 - 42 -
6.9基础环设计 - 43 -
6.10地脚螺栓的计算 - 44 -
第7章 设计过程的评述和讨论 - 45 -
1、回流比的选择 - 46 -
2、塔高和塔径 - 46 -
3、进料状况的影响 - 46 -
4、热量衡算和节能 - 46 -
5.苯塔的操作和调节 - 47 -
第八章 参考文献 - 47 -
致谢 - 47 -
参考文献
[1]谭天恩.《化工原理》第三版.北京：化学工业出版社,2009
[2]柴诚敬，刘国维等.化工原理课程设计.天津：天津大学科学技术出版社，1994
[3]贾绍义，柴诚敬等.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002
[4]时钧，汪家鼎等.化学工程手册.北京：化学工业出版社，1986
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[6]刁玉玮.《化工设备机械基础》.大连理工大学出版社,2009
[7]全国压力容器标准化委员会 编 《GB150-98钢制压力容器》 ,1998
[8]中华人民共和国行业标准，HG20583-98《钢制化工容器结构设计规定》，1998
[9]中华人民共和国行业标准，HG20593-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997
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