应化1201万大苟(4)

k?u01

u??10.36

0110.62?0.98m/s

提馏段：

查图C0=0.85（化工原理课程设计P90) u?02?4.4*0.0.0056?0.13*0.05?0.00061901.93/0.7128?14.26m/s

k?u0214

u??.21?0.99m/s

0214.26

4.3塔板负荷性能曲线

4.3.1物沫夹带线

v?v1s1??1.36Ls1zL

泛点率?L1??v1

kc100%

F?x

据此可作出负荷性能图中的物沫夹带线，按泛点率80%计算：

⑴精馏段 V1.1578

S800.78?1.1578?1.36*0.8LS

0.8=1.0*0.125*0.02

整理得： 0.456?0.0378VS?3.129LS

即VS?12.35?85.54LS

由上式知物沫夹带线为直线，则在操作范围内任取两个Ls值算出vs

⑵提留段

39 19

0.8=

0.7128?

?1.36*0.8LS

901.93?0.7128

1.0*0.115*0.02

整理得：0.420?0.029VS?3.127LS 即VS?15.57?115.8LS

L?SV?S ??

2?vu0L2.843600Ls2/3

?（???hw）?5.34x?0.153(s)2?(1??0)[hw??()]

?l2gLwh01000lw

而 u0?

⑴精馏段

VSdN

1.1578*VS122/3

0.34?5.34*?40.13L?0.042?0.748L S1S1242

0.785*0.039*180*800.78*2*9.81

整理得VS1?784.89?105697LS1?1970LS1⑵提留段

2/3

：

0.7128*VS222/3

?38.09L?0.03?0.748L 0.31?5.34* S1S1242

0.785*0.039*150*901.93*2*9.81

整理得：VS2?1111?151079LS1?2966.8LS1

2/3

在操作范围内任取若干个Ls值，算出相应得Vs值：

39 20

4.3.3液相负荷上限

液体的最大流量应保证降液管中停留时间不低于3~5s

液体降液管内停留时间

以??5s??AfHTLS?3~5s 作为液体在降液管内停留时间的下限，则(LS)min?

AfHT??0.372*0.603?0.04m4/s7 5

4.3.4漏液线

对于F1型重阀，依F0?5作为规定气体最小负荷的标准，则VS?

(1) 精馏段 u01??4d02Nu0 ?F0

?V1?5?4.65m/s .1578

(VS1)min?3.14*0.0392*180*4.65?1.860m83/s 4

(2)提留段u02??F0

V2?5?5.92m/s .7128

(VS2)min?

3.14*0.0392*150*5.92?2.104m3/s 4

4.3.5液相负荷下限

取堰上液层高度how?0.022m作为液相负荷下限条件作出液相负荷下限线，该线为与气相

2.84?3600?LS?min?E??lw流量无关的竖直线。 1000??2/3?0.022

?LS?min?2.84?3600E? ?1000?lw?

(L)?（取E=1.0 3 则smin2/3?0.006 0.022*10003/2lw）?0.009m/s 2.84*1.033600

由以上1~5作出塔板负荷性能图

39 21

39 22

由上图可知：

精馏段：气相最大负荷 Vmax?23.9m3/s

气相最小负荷 Vmin?11.1m3/s

提馏段：气相最大负荷 Vmax?23.2m3/s气相最小负荷 Vmin?12.3m3/s

精馏段操作弹性=Vmax?23.9/11.1?2.15 Vmix

39 23

提馏段操作弹性= Vmax?23.2/12.3?1.88 Vmix

39 24

第五章板式塔的结构

5.1塔总高的计算

5.1.1塔的顶部空间高度

塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离，塔顶部空间高度为

1200mm。 H顶?1.2m

5.1.2塔的底部空间高度

塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线的距离，釜液停留时间取20min。釜液上方的气液分离空间高度取1.5m。

?Lw?958.78kg/m3

Vh?0.1169?0.0022m3/s ?0.00040.9996????*958.784618??

?Z?0.0022*20*60?0.2316m2 3*3.14*1.1

H底?0.414?1.5?1.914m

5.1.3人孔

人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道，人孔的设置应便于进入任何一层塔板，由于设置人孔处塔间距离大，且人孔设备过多会使制造时塔体的弯曲度难于达到要求，一般每隔6~8块塔板才设一个人孔，，需经常清洗时每隔3~4块塔板才设一个人孔.本塔中共25块板，需设置4个人孔，每个孔直径为450mm，人孔伸入塔内部应与塔内壁修平，其边缘需倒棱和磨圆，人孔法兰的密封面形及垫片用材，一般与塔的接管法兰相同，本设计也是如此，取人孔所在板增至800mm

39 25

5.1.4 裙座

裙座高度应考虑的问题包括：

1. 底部接管的高度和出入孔的位置

2. 塔底抽出泵的灌泵液位

3. 塔底再沸器热虹吸循环或强制循环的要求

4. 检修方便

5. 减压塔底液封要求

6. 支撑应力要求

设计时一般取裙座高度为1.5-2m，本塔为常压操作，取裙座2m.

进料所在板的板间距由600mm增至700mm，

5.1.5筒体与封头

5.1.5.1筒体

由D=1.1m 选钢板材料为：GB 3274 则????113MPa，100%探伤??1， t

1.1*120.331*10?3*2600????1.52mm t?32???P2*113*1.0?120.331*10PD

?n?1.52?0.25?1???3mm

取壁厚为4mm

5.1.5.2封头

封头分为椭圆形封头、碟形封头等几种，本设计采用标准椭圆形封头，由公称直径D=1100mm

PD1.1*120.331*10?3*1100????1.23mm t?32???0.5P2*113*1.0?0.5*120.331*10

?n?1.23?0.25?1???2.48mm，取壁厚为4mm

得曲面高度hi?650mm，直边高度h0?25mm。选用封头N1100×4,JB1154-73

塔总高：

H?HL?H增?H裙?H底?H顶?H封

?0.60*(28?1)???0.7?0.6??2*?0.8?0.6???5?（0.0414?1.5）?1.2?(0.65?0.025)?27.3164m

5.2接管

5.2.1进料管

39 26

进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、T型进料管。本设计采用直管进料管。管径计算如下： D?4Vs ?uF

取uF?2.5m/s?LF?845.07kg/m3

V0.8679

SF???0.0217m3/s

?0.2425

?46?0.7575?

18??*845.07

D?4*0.0202

3.14*2.5?101mm

查标准系列选取?108?2.5mm

5.2.2回流管

采用直流回流管取ukg/m3

R?0.5m/s ?LD?756.49

V0.23043

SD???0.0117m

?0.86/s

?46?0.14?

18??*756.49

D*0.0117

D?4

3.14*0.5?173mm

查标准系列选取?180?3mm

5.2.3塔底出料管

取uW?1.0m/s 直管出料?Lw?959.1kg/m3

V.7510

Sw?0

??0.0141m3/s ?0.00040.9996?

?46?18??*959.1

D4*0.0141

w?3.14*1.0?134mm

查标准系列选取?140?3mm

39 27

5.2.4塔顶蒸汽出料管

直管出气取出口气速u?20m/s ?LD?958.41kg/m3

V0.3473

SD???0.0137m3/s

?0.86 ?46?0.14?

18??*958.46

D*0.0137

w?4

3.14*20?29.5mm

查标准系列选取?34?2mm

5.2.5塔底进气管

采用直管取气速u?23m/s ?Lw?958.46kg/m3V3473

Sw?0.?0.0065m3

??0.0004/s ?46?0.9996?

18??*958.46

D0.0065

w?4*

3.14*20?20.3mm

查标准系列选取?25?2mm

39 28

5.3法兰

由于常压操作，所以法兰均采用标准管法兰、平焊法兰，由不同的公称直径，选用相应法兰。

进料管接管法兰、回流管接管法兰、塔底出料管法兰、塔釜蒸汽进气法兰都采用HGT/20607-2009钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片

5.3视镜

公称直径：50mm 尺寸标准：Pg2.5Pg50JB93-14-1 连接面形式：平面

39 29

第六章附属设备的计算

6.1 热量衡算

0℃的塔顶气体上升的焓Hv

tD温度下，即 78.54 ℃

CP1?3.54KJ/(Kg?K) CP2?4.25KJ/(Kg?K) PD?CP1xD?CP2(1?xD)?3.54*0.8386?4.25*0.1614?3.65

t1=30℃温度下 CP1?2.59KJ/(Kg.K) CP2?4.174KJ/(Kg.K) P1?CP1xD?CP2(1?xD)?2.59*0.8386?4.174*0.1614?2.85KJ/(Kg.K) P1?CP1xW?CP2(1?xW)?2.59*0.0004?4.174*0.9996?4.173KJ/(Kg.K)

tw温度下，即 98.97 ℃ CP1?3.88KJ/(Kg?K) CP2?4.24KJ/(Kg?K) PW?CP1xW?CP2(1?xW)?3.88*0.0004?4.24*0.9996?4.24KJ/?Kg.K?

tD温度下，即 78.54 ℃ r1?720KJkg r2?2117KJkg ?r1xD?r2(1?xD)?720*0.8386?2117*0.1614?945.48KJ/kg 0℃的塔顶气体上升的焓Qv 塔顶以0℃为基准

QV?HV?V1PDtD?V1VD?12.87*3600*3.65*78.54?12.87*3600*945.48*42.85?1877255406kj/h

温度由78.54℃到30℃的热量变化

Q1?V1PDtD?V1P1t1?(12.87?0.1169*42.08)*3600*3.65*78.54?(12.87?0.1169*42.08*3600*2.81*30?10561460kj/h

39 30

温度由98.97℃到30℃的热量变化

Q2?L2PWtf?L2P1t1?8.490*3600*4.24*98.97?8.490*3600*4.173*30?9121166KJ/h

回流液的焓HR

注：此为泡点回流，据t-x-y图差得此时组成下的泡点tD，用内差法求得回流液组成下的t?D，

查得t?D=78.15

此温度下：CP1?3.52KJ/(Kg?K) CP2?4.22KJ/(Kg?K) P?CP1xD?CP2(1?xD)?3.52*0.8386?4.22*0.1614?3.63KJ/?kg.K? 注：回流液组成与塔顶组成相同