乙醇__水浮连续精馏阀塔工艺设计29496.docx

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1、化工原理课程设计 课 程 设 计计设计题目目 乙醇醇-水连连续精馏馏浮阀塔塔的设计计学生姓名名学 号 专业班级级 指导教师师 20144年 1 月月 111 日 .乙醇醇水浮浮连续精馏馏阀塔工工艺设计计目 录录 化工原理理课程设设计任务务书3摘要4一、设计计任务及及方案简简介1001.1 设计计任务1101.2 设计计方案论论证及确确定100二、工艺艺流程草草图及说说明1222.1.1 工工艺草图图122.2 工艺流流程说明明12三、精馏馏塔工艺艺的设计计及计算算133.1 塔的物物料衡算算：133.1.1 液液料及塔塔顶，塔塔底产品品含乙醇醇摩尔分分数1333.1.2平均均摩尔质质量1333

2、.1.3 物物料衡算算133.2 塔板数数的确定定：1443.2.1 理理论塔板板数的求求取1553.2.2求求最小回回流比及及操作回回流比RR163.2.3 求求理论塔塔板数1163.3 塔的平平均温度度:173.4 密度1773.4.1 精精馏段1173.4.2 提提馏段1183.4.3 不不同温度度下乙醇醇和水的的密度1183.5 混合物物的粘度度193.6 相对挥挥发度1193.6.1 精精馏段挥挥发度1193.6.2 提提馏段挥挥发度1193.7 气液相相体积流流量计算算203.7.1 精精馏段2203.7.2 提提馏段2203.8 混合合溶液表表面张力力20v3.88.1 精馏段段

3、213.8.2 提提馏段2223.9 全塔塔效率及及实际塔塔板数222四、工艺艺计算及及主体设设备的设设计2334.1 管径的的初步设设计2334.1.1精馏馏段2444.1.2 提提馏段2254.2 溢流装装置2554.2.1 堰堰长2554.2.2 方方形降液液管的宽宽度和横横截面2264.2.3 降降液管底底隙高度度264.3 塔板分分布及浮浮阀数目目及排列列264.3.1 塔塔板分布布264.3.2 浮浮阀数目目与排列列264.4 塔板的的流体力力学计算算294.4.1气相相通过浮浮阀塔板板的压降降294.5 淹塔3004.5.1 精精馏度3304.5.2 提提馏段3304.6 物沫夹

4、夹带3114.6.1 精精馏段3314.6.2 提提馏段3314.7塔塔板负荷荷性能图图324.7.1 物物沫夹带带线3224.7.2 液液泛线3324.8 液相负负荷上限限334.9 液漏线线334.100 液相相负荷下下限性334五、塔的的附属设设备选型型及校核核355.1 接管3555.1.1进料料管3555.1.2 回回流管3365.1.3 塔塔釜出料料管3665.1.4 塔塔顶蒸汽汽出料管管375.1.5 塔塔釜进气气管3775.1.6 法法兰3775.2 筒体与与封头3385.2.1 筒筒体3885.2.2 封封头3995.3 除沫器器395.4 裙座3995.5吊吊柱4005.6

5、人人孔4005.7 塔总体体高度的的计算4405.7.1 塔塔的顶部部空间高高度4005.7.2 塔塔的底部部空间高高度4005.7.3 塔塔立体高高度4005.8 附属设设备设计计415.8.1 冷冷凝器的的选择4415.8.2 再再沸器的的选择441六、塔的的各项指指标校验验426.1 风载荷荷及风弯弯矩4226.1.1 风风载荷4426.2 风弯矩矩426.3 离心泵泵选型4436.4 塔体的的强度和和稳定性性校核4446.4.1 塔塔底危险险截面11-1轴轴向应力力计算4446.5 质量载载荷4446.6 塔底抗抗压强度度校核4456.6.1 塔塔底1-1截面面抗压强强度及轴轴向稳定定

6、性校核核456.7 裙座的的强度及及稳定性性校核445裙座底部部0-00截面的的轴向应应力计算算456.8 焊缝强强度4666.9.1 水水压试验验时，塔塔体1-1截面面的强度度条件4466.9.2水压压试验时时裙裾底底部1-1截面面的强度度和稳定定性验算算47七、设计计结果概概要及汇汇总4777.1 全塔工工艺设计计结果总总汇4777.2 主要符符号说明明50八、总结结528.1 总结5228.2 心得533九、主要要参考文文献544绪论本设计书书介绍的的是浮阀阀塔精馏馏的设计计，其中中包括设设计方案案的确定定、塔主主要设备备的工艺艺设计计计算、辅辅助设备备的选型型、工艺艺流程图图及草图图及

7、说明明、设计计结果概概要及一一览表等等几大内内容。本设计主主要用于于分离酒酒精和水水的混合合物，利利用浮阀阀塔将其其进行精精馏分离离。精馏馏所进行行的是精精馏所进进行的是是气、液液两相之之间的传传质，而而作为气气、液两两相传质质所用的的塔设备备，首先先必须要要能使气气、液两两相得到到充分的的接触，以以达到较较高的传传质效率率。在本设计计过程中中，严格格按照常常用数据据算图，化化工设备备常用材材料性能能以及化化工图例例国标规规定进行行设计，同同时查阅阅了大量量的有关关资料。每每一步的的计算都都严格按按照化化工原理理课程设设计一一书中的的公式进进行计算算，并经经过核对对与验算算，总体体来说有有一定

8、的的合理性性。一、 设计方方案论证证及确定定1.1.1 生生产时日日及处理理量的选选择：设设计要求求塔年处处理111.5万万吨乙醇醇水溶液液系统，年工作日300d，每天工作24h。1.1.2 选选择用板板式塔不不用填料料塔的原原因：因因为精馏馏塔精馏馏塔对塔塔设备的的要求大大致如下下： （1）生生产能力力大：即即单位塔塔截面大大的气液液相流率率，不会会产生液液泛等不不正常流流动。 （2）效效率高：气液两两相在塔塔内保持持充分的的密切接接触，具具有较高高的塔板板效率或或传质效效率。 （3）流流体阻力力小：流流体通过过塔设备备时阻力力降小，可可以节省省动力费费用，在在减压操操作是时时，易于于达到所

9、所要求的的真空度度。 （4）有有一定的的操作弹弹性：当当气液相相流率有有一定波波动时，两两相均能能维持正正常的流流动，而而且不会会使效率率发生较较大的变变化。 （5）结结构简单单，造价价低，安安装检修修方便。 （6）能能满足某某些工艺艺的特性性：腐蚀蚀性，热热敏性，起起泡性等等。 故选用用板式塔塔。1.1.3 板板式精馏馏塔选择择浮阀塔塔的原因因：（1）生生产能力力大，由由于塔板板上浮阀阀安排比比较紧凑凑，其开开孔面积积大于泡泡罩塔板板，生产产能力比比泡罩塔塔板大 20%400%，与与筛板塔塔接近。 （2）操操作弹性性大，由由于阀片片可以自自由升降降以适应应气量的的变化，因因此维持持正常操操作

10、而允允许的负负荷波动动范围比比筛板塔塔，泡罩罩塔都大大。 （3）塔塔板效率率高，由由于上升升气体从从水平方方向吹入入液层，故故气液接接触时间间较长，而而雾沫夹夹带量小小，塔板板效率高高。 （4）气气体压降降及液面面落差小小，因气气液流过过浮阀塔塔板时阻阻力较小小，使气气体压降降及液面面落差比比泡罩塔塔小。 （5）塔塔的造价价较低，浮浮阀塔的的造价是是同等生生产能力力的泡罩罩塔的 50%800%，但但是比筛筛板塔高高 200%330。 1.1.4选择择泡点进进料的原原因：在在供热量量一定的的情况下下，热量量应尽可可能从塔塔底输入入，使产产生的气气相回流流在全塔塔发挥作作用。为为使塔的的操作稳稳定

11、，免免受季节节气温影影响，精精、提馏馏段采用用相同塔塔径以便便于制造造，则常常采用泡泡点进料料。1.1.5 操操作压力力的选择择：常压压操作可可减少因因加压或或减压操操作所增增加的增增、减压压设备费费用和操操作费用用，提高高经济效效益, 在条件件允许下下常采用用常压操操作，因因此本精精馏设计计选择在在常压下下操作。1.1.6 加加热方式式的选择择：采用用间接蒸蒸汽加热热，设置置再沸器器。1.2.7 回回流比的的选择：主要从从经济观观点出发发，力求求使设备备费用和和操作费费用之和和最低，该该设计选选择为。二、工艺艺流程草草图及说说明2.1.1 工工艺草图图2.1 工艺流流程草图图图 2-1 工工

12、艺流程程简图2.2 工艺流流程说明明一整套精精馏装置置应该包包括精馏馏塔、原原料预热热器、再再沸器、冷冷凝器、釜釜液冷却却器和产产品冷却却器等设设备。热热量自塔塔釜输入入，物料料在塔内内经多次次部分气气化与部部分冷凝凝进行精精馏分离离，由冷冷凝器和和冷却器器中的冷冷却介质质将余热热带走。乙醇水水混合液液原料经经预热器器加热到到泡点温度度后送入入精馏塔塔进料板板，在进进料板上上与自塔塔上部下下降的的的回流液液体汇合合后，逐逐板溢流流，最后后流入塔塔底。在在每层板板上，回回流液体体与上升升蒸汽互互相接触触，进行行热和质质的传递递过程。操操作时，连连续地从再沸沸器取出出部分液液体作为为塔底产产品，部

13、部分液体体气化，产产生上升升蒸汽，一一起通过过各层塔塔板。塔塔顶蒸汽汽进入冷冷凝器中中被冷凝凝，并将将部分冷冷凝液送送回塔顶顶作为回回流液，其其余部分分经冷凝凝器冷凝凝后送出出作为塔塔顶产品品，经冷冷凝器冷冷却后送送入贮槽槽。塔釜釜采用再再沸器加加热。塔塔底产品品经冷却却后送入入贮槽。三、精馏馏塔工艺艺的设计计及计算算3.1 塔的物物料衡算算：3.1.1 液液料及塔塔顶，塔塔底产品品含乙醇醇摩尔分分数=0.85997=0.000039113.1.2平均均摩尔质质量=0.1115466.077+(11-0.1155)18.02=21.25 Kg/Kmool=0.88597746.07+（1-0.

14、885977）18.02=42.13 Kgg/Kmmol=0.00003391446.007+（11-0.00003911）18.02=18.03 Kg/Kmool3.1.3 物物料衡算算总物料衡衡算 +=37700000/224=1154116.667Kgg/h 易挥发组组份物料料衡算 0.944+0.0011=0.25联立以上上式，得得：=581137.56KKg/hh =581137.56/21.25=27335.89 KKmoll/h=154416.67KKg/hh D=1154116.667/442.112=3666.022 Kmmol/h=427720.89KKg/hh W=442

15、7220.889/118.003=23669.443 KKmoll/h 3.2 塔板数数的确定定：表3-11 不同同温度下下乙醇和和水的汽汽液平衡衡组成如如下表所所示温度FF乙醇气相相摩尔分分数乙醇液相相摩尔分分数温度FF乙醇气相相摩尔分分数乙醇液相相摩尔分分数温度FF乙醇气相相摩尔分分数乙醇液相相摩尔分分数F212.0311900180.217790.555671150.23323223175.998860.644415570.46646447206.820.100774460.01101001179.937790.566144480.24424224175.865530.64479880.

16、47747448202.728810.188648840.02202002179.674480.566596640.25525225175.734420.65518660.48848449199.432230.244652280.03303003179.426670.577029930.26626226175.605520.655580.4994955196.723320.299378860.04404004179.191180.577446620.27727227175.478840.655980030.50050551194.461120.333190090.05505005178.968

17、860.577849940.28828228175.350040.666391160.51151552192.548880.366327790.06606006178.755570.588241120.29929229175.227790.666805560.52252553190.914480.388951180.07707007178.55220.588623330.3003033175.107750.677226690.53353554189.506620.41117770.08808008178.356650.588997750.31131331174.989920.67765660.

18、54454555188.285580.433081120.09909009178.168820.599365530.32232332174.873310.688093310.55555556187.216610.444735590.1001011177.986630.59972880.33333333174.759910.688538850.56656557186.274470.466184420.11111111177.810030.600086690.34434334174.647740.688992260.57757558185.441130.477462260.12212112177.

19、639950.60044330.35535335174.537790.699455560.58858559184.699970.488599970.13313113177.473340.600797750.36636336174.430080.699927790.5995966184.036640.499618850.14414114177.311160.611151110.37737337174.326610.700409960.60060661183.440010.500537750.15515115177.153360.611504470.38838338174.223380.70090

20、1110.61161662182.901160.511371170.16616116176.999920.611859910.39939339174.12440.711402270.62262663182.41330.522133380.17717117176.848810.622215510.4004044174.026680.711914460.63363664181.967760.52283440.18818118176.70.622573320.41141441173.932220.722437710.64464665181.559990.533481120.19919119176.5

21、54460.62293440.42242442173.840040.722970050.65565666181.184490.544082260.2002022176.41220.633298820.43343443180.838850.544644470.21121221176.271180.633666620.44444444180.517720.555172270.22222222176.13440.644038850.455454463.2.1 理理论塔板板数的求求取 3.2.11.1 根据乙乙醇、水水的平衡衡数据作作x-yy图及tt-x-y图。3.2.2求求最小回回流比及及操作回回流

22、比RR。因泡泡点进料料，根据据1.0013225105Pa下乙乙醇水的气气液平衡衡组成可可绘出平平衡曲线线，即xx-y曲曲线图。已已知乙醇醇水为为非理想想物系，其其平衡曲曲线有下下凹部分分，当操操作线与与q线的交交点尚未未落到平平衡线上上之前，操操作线已已经与平平衡线相相切，对对应的回回流比为为最小的的回流比比。最小小回流比比的求法法是由点点(0.85997，0.885977)向平平衡线的的下凹部部分作切切线，该该线与qq线的交交点坐标标为(xq= 00.11153，yq= 00.3555)。见见图取操作回回流比 R=1.445=33.0554图3-11乙醇、水水的t-x-yy图3.2.3 求

23、求理论塔塔板数。依依图3-2。精馏段操操作线方方程为：=0.775333x+ 00.21121 提馏段操操作线方方程可以以根据精精馏段操操作线与与q线交交点(00.11153，00.29990)和点(0.00003391，00)这两两点坐标标确定，y= 2.5974 x - 0.0006252。 =28（不包括塔其中精馏段段理论塔塔板数223层，提提馏段55层（不不包括塔塔釜），第第24层为加加料板。3.3 塔的平平均温度度:利用表中中数据，用用拉格朗朗日标值值可求得得： CC0CC3.3.1 精精馏段平平均温度度：C3.3.2 提提馏段平平均温度度：C3.4 密度： 混合液液密度:(a为为质

24、量分分率，为为平均相相对分子子质量) 混合器器密度： 3.4.1 精精馏段：C 液液相组成成 气气相组成成 ：所以：=3.4.2 提提馏段：=922.833C液相组成成气相组成成所以3.4.3 不不同温度度下乙醇醇和水的的密度：表3-22 不同同温度下下乙醇的的和水密密度温度/C乙醇密度度Kg/m3水的密度度Kg/m380735971.885730968.690724965.395720961.85100716958.4求得 和和下的乙乙醇和水水的密度度：同理：=92.83C， =7211.744C， =9663.335 KKg/在精馏段段：气相密度度：在提馏段段；液相相密度=9322.511

25、 Kgg/气相密度度：3.5 混合物物的粘度度=81.98C，查查表得， =0.3478 mpa.s =0.432 mpa.s=92.83C，查查表得，=0.3060 mpa.s =0.386 mpa.s精馏段粘粘度： =0.3722 mppa.ss提馏段粘粘度：=0.330933 mppa.ss3.6 相对挥挥发度：3.6.1 精精馏段挥挥发度：由，得：，故 3.6.2 提提馏段挥挥发度：由，故 3.7 气液相相体积流流量计算算 根据tt-x-y图得得，=22.1006，则则R=11.45=3.05443.7.1 精精馏段：L=RRD=33.05543666.002=11117.883 KK

26、moll/h VV=（RR+1）DD=(33.0554+11)3666.002=14883.885 KKmoll/h已知，=26.08 KKg/KKmoll =34.06 KKg/KKmoll=8333.399 Kgg/=11.177Kg/有质量流流量 体积流流量 3.7.2 提提馏段：饱和液液体进料料,q=1已知： 则有质量量流量：体积流量量： 3.8 混合合溶液表表面张力力二元有机机物水的溶溶液表面面张力可可用以下下公式计计算： 其中：式中下脚脚标w，oo，s分分别代表表水，有有机物及及表面部部分，指主体体部分的的分子数数，指主体体部分的的摩尔体体积；，指纯水水及有机机物的表表面张力力。对

27、乙乙醇，qq=2.3.8.1 精精馏段：=81.98C 表3-3 不不同温度度下乙醇醇和水的的表面张张力温度/C708090100乙醇表面面张力/mN/1817.11516.2215.22水表面张张力/mmN/64.33662.66960.77958.991乙醇表面面张力：=166.9662 mmpa.s水表面张张力：=62.3144 mppa.ss=0.331=-00.7552=-0.5099-0.7522=-11.2661联立方程程组：求求得N/3.8.2 提提馏段：=922.833C乙醇表面面张力：=155.9117 mmpa.s水表面张张力： =660.2258 mmpa.s =6.0

28、2=0.004088=0.95992 BB=00.7880=-0.7177=-0.7177+0.7800=0.0633 A=0.6643=00.3557 故，NN/3.9 全塔塔效率及及实际塔塔板数理论塔板板数的计计算，可可采用逐逐板计算算法，图图解法，在在本次设设计中采采用图解解法。根据1.013325pa下下，乙醇醇-水的的气液平平衡组成成关系可可绘出平平衡曲线线即x-y曲线线图，泡泡点进料料，所以以q=11.即qq为一条条直线，本本平衡具具有下凹凹部分，操操作线尚尚未落到到平衡线线前，已已与平衡衡线相切切，=00.77791，=0.8042，所以=2.223，操作回流比R=3.336.

29、已知：精精馏段操操作线方方程为：=0.75333x+0.221211 提提馏段操操作线方方程为：y=22.59974xx-在图上做做操作线线，由此此得到理理论板=28（包括括再沸器器），加加料板在在24块理论论板。塔塔板效率率与塔板板结构、操操作条件件、物质质的物理理性质及及流体力力学性质质有关，它它反映了了实际塔塔板上传传质过程程进行的的程度。板板效率可可用公式式来计算算。注：塔顶与与塔板平平均温度度下的相相对挥发发度。塔顶顶与塔底底平均温温度下的的液相粘粘度 mmpa.s 3.99.1 精馏段段 已知=3.331，,0.3372所以：,故=550 块块3.9.2 提提馏段已知8.26, 故

30、113 块全塔所需需实际塔塔板数；=13+49=63块全塔效率率：加料板位位置在第第51块塔塔板.四、工艺艺计算及及主体设设备的设设计4.1 管径的的初步设设计图4-11 SMMITHH 关联联图4.1.1精馏馏段： 由 ，安安全系数数=0.60.88，式中，cc可由史史密斯关关联图得得：横坐坐标数值值：取板间距距 =00.077m 则 mm查图可知知m/s m/ss 圆整为为3米 横截截面积： 空空塔气速速：4.1.2 提提馏段： 横坐坐标数值值： 取板间间距 =0.007m 则 m 查图可可知： m/ss m/ss 圆整为为3m 横截面面积 空塔气气速： m/ss 4.2 溢流装装置4.2

31、.1 堰堰长 ： 取取=0.65DD=0.653=1.95 mm 出出口堰高高，本设设计采用用平直堰堰，堰上上液高度度；近似似取E=1 44.2.1.11 精馏馏段；= m m 44.2.1.22 提馏馏段：= m m 4.2.2 方方形降液液管的宽宽度和横横截面 查图图得：，则 m 验验证降液液管内停停留时间间： 精精馏段： s 提提馏段： s 停停留时间间5s，故故降液管管可用4.2.3 降降液管底底隙高度度 4.2.33.1 精馏段段取降液管管底隙流流速 mm/s，则则： m 4.2.33.2 提馏段段取 m/s 则则： mm 取 mm都不小于于0.002m，故故满足要要求。4.3 塔板

32、分分布及浮浮阀数目目及排列列4.3.1 塔塔板分布布 本设设计塔径径D=33m，采采用分块块式塔板板，以便便通过人人孔装拆拆塔板。4.3.2 浮浮阀数目目与排列列 4.3.22.1 精馏段段取阀孔动动能因子子 ，则则孔速 m/ss每层塔板板上浮阀阀数目为为 块块取边缘区区宽度 m，破破沫区宽宽度 m计算塔板板上的鼓鼓泡区面面积，即即：其中 =5.337浮阀排列列方式采采用等腰腰三角叉叉排，取取同一个个横排的的孔心距距，则排排间距： mm 考虑到孔孔径较大大，必须须采用分分块式塔塔板，而而各分块块的支撑撑与衔接接也要占占去一部部分鼓泡泡区面积积，因此此排间距距不宜采采用799mm，而而应小些些，

33、故取取=0.0655m，按按t=775mmm，=665mmm，以等等腰三角角形叉排排方式做做图，排排得阀数数9488个。 按N=9488个重新新核算孔孔速及阀阀孔动能能因数， m/s=11.46 阀孔动动能因数数变化不不大，仍仍在912范围内内，塔板板开孔率率=4.3.2.22 提馏馏段 取阀阀孔动能能因子=12，则则 m/s每层塔板板上的浮浮阀数目目为 块块按t=775 mmm，估估算排间间距， mm取 mmm，排得得阀数为为8122快。按按8122块重新新核算孔孔速及阀阀孔动能能因数， m/ss 阀孔动能能因数变变化不大大，仍在在912范围内内，开孔率率=浮阀排列列方式如如图所示示：图4-

34、22 精馏馏段阀孔孔排列方方式图4-33 提馏馏段阀孔孔排列方方式4.4 塔板的的流体力力学计算算4.4.1气相相通过浮浮阀塔板板的压降降 可可根据计计算 44.4.1.11 精馏馏段 11）干板板阻力 m/s 因因 故=00.0447m2）板上上充气液液层阻力力取3）表面面张力所所造成的的阻力 此此阻力很很小，可可忽略不不计，因因此与气气体流经经塔板的的压降相相当的高高度为： m paa 4.4.11.2 提馏段段 1）干干板阻力力 m/s因 故=0.0042m/ss 2）板板上充气气液层阻阻力 取 m 3）表表面张力力所造成成的阻力力 此阻阻力很小小，可忽忽略不计计，因此此与气体体流经塔塔

35、板的压压降相当当的高度度为：m pa4.5 淹塔 为了防防止发生生淹塔现现象，要要求控制制降液管管中清液液高度：即。4.5.1 精精馏度 1）单单层气体体通过塔塔板压降降所相当当的液柱柱高度m2） 液液体通过过降液管管的塔头头损失 m3）板上上液层高高度0.077m ，则则 m 取=0.5，已已选定 m, m 则 所以以符合防防淹塔的的要求。4.5.2 提提馏段1）单板板压降所所相当的的液柱高高度m2）液体体通过降降液管的的压头损损失： m3）板上上液层高高度：00.077m ，则则 m 取=0.5，则则 mm，可见见 所以以符合防防淹塔的的要求。4.6 物沫夹夹带4.6.1 精精馏段 泛点点

36、率= 泛泛点=板上流体体流经长长度： m板上流经经面积： 查物料系系数K=1.00，泛点点负荷性性能系数数图。泛点率：对于大塔塔，为了了避免过过量物沫沫夹带，应应控制泛泛点率不不超过880%，由由以上可可知，物物沫夹带带能够满满足的需需求。4.6.2 提提馏段取物料系系数K=1.00，泛点点负荷性性能系数数图泛点率：由计算知知，符合合要求。4.7塔塔板负荷荷性能图图4.7.1 雾雾沫夹带带线 泛点率率=据此可作作业负荷荷性能图图中的雾雾沫夹带带线，按按泛点泛泛80%计算。4.7.1.11 精馏馏段0.8=整理得：即由上式知知物沫夹夹带线为为直线，则则在操作作范围内内作取两两个值，算算出。4.7

37、.1.22提馏段段：0.8=整理得：即=16.08-1011.9334.7.2 液液泛线由此确定定液泛线线，忽略略式中而 4.7.2.11 精馏馏段整理得：4.7.2.22 提馏馏段整理得：4.8 液相负负荷上限限液体的最最大流量量应保证证降液管管中停留留时间不不低于33-5ss，液体体降液管管内停留留时间 s。以以s作为为液体降降液管内内停留时时间的下下限，则则：4.9 液漏线线对于 型重阀阀，依=5作为为规定气气 体最最小负荷荷的标准准，则4.9.1 精精馏段4.9.2 提提馏段4.100 液相相负荷下下限性取堰上液液层高度度作为液液相负荷荷下限条条件作出出液相负负荷下限限线，该该线为气气

38、相流量量无关的的竖直线线。取E=11则由以上44.5-4.110可作作出负荷荷性能图图，图如如下：由塔板负负荷性能能图可看看出：1） 在任务规规定的气气液负荷荷下的操操作p处处在操作作区内的的适中位位置。2） 塔板的气气相负荷荷上限完完全由物物沫夹带带线控制制，操作作下限由由漏液控控制；3） 按固定的的液气比比，由图图可查出出塔板的的气相负负荷上限限=13.09（13.57），气相相负荷下下限5.2322（5.2280） 。所以：精精馏段操操作弹性性为：113.009/5.2232=2.550:；提馏段段操作弹弹性为：13.57/5.2280=2.557图 4-3 精精馏段负负荷性能能图图 4

39、-4 提提馏段负负荷性能能图五、塔的的附属设设备选型型及校核核：5.1 接管5.1.1 进进料管 进料料管的要要求很多多，有直直管进料料管、弯弯管进料料管、丁丁型进料料管。本本设计采采用直管管进料管管，管径径如下： 取=2 m/s ，=85.18C 由，当当=855.188C时： Kg/ Kg/ 故：=8944.788 Kgg/ m查标准系系列选取取：5.1.2 回回流管采用直管管依靠重重力回流流，取液液体流速速uR = 00.4mm/s。查查t-xx-x图图得，C，（为为全凝器器冷凝后后的温度度） 由差值值法： 故： ， mm查表取：5.1.3 塔塔釜出料料管取 m/s,直直管出料料C，故故

40、可先选选取F的数数据，故：故： mm查表取5.1.4 塔塔顶蒸汽汽出料管管直管出气气，取取出口气气速：uu=255 m/s，则则Cm=7111mmm 查表取取5.1.5 塔塔釜进气气管采用直管管，取气气速u=23mm/s，tt=999.911C Kmool/ss m=7732 mm 查表取取5.1.6 法法兰 由于常常压操作作，所有有法兰均均采用标标准管法法兰，干干焊法兰兰，由不不同的公公称直径径选用法兰。1） 进料管接接管法兰兰：2） 回流管接接管法兰兰：3） 塔釜出料料管法兰兰：4） 塔顶蒸汽汽管法兰兰:5） 塔釜蒸气气进气法法兰：5.2 筒体与与封头5.2.1 筒筒体选用碳素素钢，因因料

41、液无无腐蚀性性，由公公式：式中： s筒体的的壁厚，毫毫米 P筒体的的设计压压力，公公斤力/筒体的的内径，毫毫米。焊缝系系数 C 壁壁厚附加加量 ，毫毫米筒体材材料的举举用应力力，公斤斤力/对此设计计精馏塔塔，温度度1000C，查查钢板许许用应力力值表，知知钢板许许用应力力值为=11440 （公公斤力/），PP为大气气压，CC取0.2 考虑到到次塔较较高，风风载荷较较大，而而塔内径径不太大大，故适适当给塔塔加厚度度，现假假设筒体体厚度，则则假设的的塔体有有效厚度度： mm式中，CC1钢板的的厚度负负偏差，估估算筒体体厚度在在825mmm范围围内，查查表得，。5.2.2 封封头 封封头分为为椭圆形形封头，蝶蝶形封头头等几种种，本设设计采用用圆形封封头，由由公称直直径=30000 mmm，查查得曲面面高