精馏塔的设计详解
化工设计精馏塔

前言化工原理课程设计是对化工原理课程内容的应用性训练环节,是理论与实践的桥梁,是学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。
通过化工原理课程设计,要求学生能综合运用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间内完成指定的设计任务,从而得到以化工单元操作为主的化工设计的初步训练。
通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握典型单元操作设计的主要程序和方法,培养学生综合运用理论知识分析和解决工程实际问题的能力。
精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下(有时加质量剂),使气液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各组分的挥发度的不同,使易挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移,实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求,精馏操作可以是连续的或间歇的,有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯,采用连续操作方式,需设计一板式塔将其分离。
第一章 物与操作线方程1.1间接蒸汽加热方式下的物料恒算总物料衡算 W D F +=易挥发组分的物料衡算 W D F Wx Dx Fx +=式中:F ,D ,W —进料、馏出液和釜残液的流量,/kmol hF x —进料中易挥发组分的组成,摩尔分率 D x —馏出液中易挥发组分的组成,摩尔分率 W x —釜残液中易挥发组分的组成,摩尔分率苯的摩尔质量为78,甲苯的摩尔质量为92. 进料组成 35/35/65/AF A BM x M M =+ 35/7835/7865/92=+ =0.3884 釜残液组成 2/2/98/AW A B M x M M =+ 2/782/7898/92=+ 0.0235=馏出液组成 99.8/99.8/0.2/AD A BM x M M =+99.8/7899.8/780.2/92=+0.9983=塔顶馏出液的平均摩尔质量0.9983780.00179278.0238/D M kmol h=⨯+⨯=塔底馏出液的流量 73.81067.64/3002478.0238D kmol h ⨯==⨯⨯ 全塔物料衡算 F D W =+ F D W Fx Dx Wx =+代入相关数据得:180.69/F kmol h =,113.05/W kmol h =1.2精馏段操作线方程1.2.1最小回流比的确定查《化工原理(上册)》第十页 苯-甲苯的温度-组成塔的平均相对挥发度取: 2.54 2.51 2.46 2.41 2.372.465m α++++==由公式2.461(1)1 1.46ax xy a x x==+-+选择泡点下的饱和液体进料,此时0.3884q F x x == 代入上式,所以6097.0=q y 得 min R =0.99830.60971.7560.60970.3884D q q qx y y x --==--1.2.2适宜回流比的确定根据设计经验,一般物系的适宜回流比为min R 1.2-1.1R )(=min1log 11lo g w D D w mx x x x N α⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⎢⎥⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎣⎦=- 将数据代入得 22.10min =N查《化工原理(下册)》第32页吉利兰图得下表:然后由上数据得出图1.1,由图1.1得适宜回流比取min 1.8 1.8 1.756 3.1608R R ==⨯=1.2.3操作线方程 精馏段操作线方程10.760.2411D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作线方程''''1''m m w m w L W L qF Wy x x x x L W L W L qF W L qF W++=-=---+-+- 3.160867.64213.7965L RD ==⨯=kmol/h ''1 1.40170.0094m m y x +=-第二章 理论塔板数的确定本次设计采用逐板计算法 由相平衡方程,得 (1) 2.46(1)n nn n n n n y y x y y y y α==+-+-精馏段方程 10.760.2411D n n n R xy x x R R +=+=+++ 9983.01==D x y则有 9958.01=x ,9968.02=y , 2992.02=x ,4199.03=y6985.03=x ,9198.04=y , 3697.04=x ,9997.05=y 5209.05=x ,3496.06=y , 1479.06=x ,3529.07=y 5448.07=x ,8928.08=y , 6567.08=x ,2198.09=y 5236.09=x ,3577.010=y , 0.530810=x ,4346.011=y.4231011=x ,6165.012=y.3425012=x <3884.0=F x 则理论进料板为第12层,由于进料为饱和液体进料,则精馏段所需理论板层数为层111-12=(不包括再沸器),同理然后令'121x x ='''''''(1) 2.46(1)m mmm m m m y y x y y y y α==+-+- ''1 1.40170.0094m m y x +=- 计算直到 'm w x x ≤此处得n=7 所以提馏段6层 所以共需17层理论板(不包括再沸器),第三章 实际板层数的确定3.1 塔板总效率的估计在求出理论塔板数后,要先确定塔板总效率才可求出实际板数。
乙醇精馏塔设计手册

乙醇精馏塔设计手册乙醇精馏塔设计手册1. 引言乙醇精馏塔是工业生产中常见的设备,用于乙醇的提纯和分离。
本文将探讨乙醇精馏塔的设计原理和操作指南,并提供一些有关乙醇精馏的实用建议。
2. 基本原理乙醇精馏是利用乙醇和水之间的沸点差异进行分离的过程。
在乙醇精馏塔中,乙醇和水混合物首先进入塔顶,经过加热,液体汽化为气体,然后向下运行到塔底。
在这个过程中,乙醇和水以及其他杂质逐渐分离,纯度更高的乙醇会向塔顶方向移动,而水和杂质则会向塔底方向移动。
3. 设计要点乙醇精馏塔的设计需要考虑以下几个要点:3.1 塔板设计塔板是乙醇精馏塔中实现液体和气体传质的关键结构。
塔板的数量和间距将直接影响乙醇的分馏效果。
一般情况下,塔板数目越多,分离效果越好。
然而,添加过多的塔板会增加系统的压降,从而影响塔的性能。
在设计中需要进行合理的平衡。
3.2 温度控制乙醇精馏塔中的温度控制对于分馏效果非常关键。
过高的温度会导致醇汽过量,降低乙醇纯度;过低的温度则会造成不完全汽化,减少塔的分离效果。
需要通过控制塔底和塔顶的温度来达到最佳的分馏效果。
3.3 精馏剂的选择精馏剂在乙醇精馏中发挥重要的作用,它不仅可以提高系统的分馏效率,还可以降低系统的能耗。
常用的精馏剂包括乙醇、水和乙二醇等。
选择适当的精馏剂需要考虑乙醇和精馏剂之间的相容性以及经济性。
4. 操作指南在操作乙醇精馏塔时,需要注意以下几个方面:4.1 塔顶和塔底压力控制塔顶和塔底的压力控制是确保乙醇精馏正常运行的关键。
过高的塔顶压力会导致乙醇冷凝回流,降低乙醇的纯度;而过低的塔顶压力则会影响分馏效果。
塔底压力的控制对于去除水和杂质也是至关重要的。
4.2 进料流量控制进料流量的控制也会直接影响乙醇精馏的效果。
过大的进料流量可能导致过度充填塔板,而过小的进料流量可能会导致塔板间的不连续汽液流动。
需要根据实际情况选择合适的进料流量。
4.3 塔板温度和液位监控塔板温度和液位的监控对于乙醇精馏的稳定运行非常重要。
精馏塔课件

精馏塔的能耗降低
节能型再沸器
采用高效换热器,如板式换热器、翅 片管式换热器等,降低再沸器的能耗 。
优化操作压力
能量回收
利用冷凝器、再沸器的余热进行回收 利用,减少额外能耗。
适当降低操作压力,减小气体压缩机 的能耗。
精馏塔的环保改进
减少挥发性有机物排放
采用高效密封技术,减少精馏过程中的挥发性有机物泄漏。
THANKS
感谢观看
供决策支持。
在线监测与故障诊断
03
开发在线监测系统和故障诊断技术,实时监测精馏塔运行状态
,预测和预防故障发生。
绿色环保的精馏塔发展
1 2
节能减排技术
研究节能减排技术,降低精馏过程的能耗和物耗 ,减少污染物排放。
环保型填料和溶剂
开发环保型填料和溶剂,减少对环境的污染和破 坏。
3
资源回收利用
研究精馏塔副产物的回收利用技术,实现资源的 高效利用。
进料
将原料送入进料口,控制 流量和温度等参数。
加热
通过加热器将原料加热至 所需温度,使液体汽化。
精馏塔的操作流程
分馏
蒸汽在塔内上升过程中与液体 进行多次逆流接触,实现组分
分离。
冷凝
蒸汽在塔顶冷凝器中冷凝成液 体,收集产品。
回流
部分液体回流至塔内,增加分 离效果。
采出
将合格产品从塔底采出,并控 制流量和温度等参数。
精馏塔课件
目录
• 精馏塔简介 • 精馏塔的设计与操作 • 精馏塔的优化与改进 • 精馏塔的应用与案例分析 • 精馏塔的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
精馏塔简介
精馏塔的定义
01
精馏塔是一种用于分离液体混合 物的塔式设备,通过加热和冷凝 的方式实现不同成分的分离。
化工原理课程设计精馏塔详细版

广西大学化学化工学院化工原理课程设计任务书专业:班级:姓名:学号:设计时间:设计题目:乙醇——水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒精生产现场)设计条件: 1. 常压操作,P=1 atm(绝压)。
2. 原料来至上游的粗馏塔,为95——96℃的饱和蒸汽。
因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3. 塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为40吨/日。
4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。
5.塔釜采用饱和水蒸汽加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。
6.操作回流比R=(1.1——2.0)R min。
设计任务: 1. 完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2.画出带控制点的工艺流程图,t-x-y相平衡图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3.写出该精流塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
指导教师:时间1设计任务1.1 任务1.1.1 设计题目乙醇—水筛板精馏塔工艺设计(取至南京某厂药用酒精生产现场)1.1.2 设计条件 1.常压操作,P=1 atm(绝压)。
2.原料来至上游的粗馏塔,为95-96℃的饱和蒸气。
因沿程热损失,进精馏塔时原料液温度降为90℃。
3.塔顶产品为浓度92.41%(质量分率)的药用乙醇,产量为40吨/日。
4.塔釜排出的残液中要求乙醇的浓度不大于0.03%(质量分率)。
5.塔釜采用饱和水蒸气加热(加热方式自选);塔顶采用全凝器,泡点回流。
R。
6.操作回流比R=(1.1—2.0)min1.1.3 设计任务1.完成该精馏塔工艺设计,包括辅助设备及进出口接管的计算和选型。
2.画出带控制点的工艺流程示意图,t-x-y相平衡图,塔板负荷性能图,筛孔布置图以及塔的工艺条件图。
3.写出该精馏塔的设计说明书,包括设计结果汇总和对自己设计的评价。
1.2 设计方案论证及确定1.2.1 生产时日设计要求塔日产40吨92.41%乙醇,工厂实行三班制,每班工作8小时,每天24小时连续正常工作。
精馏塔塔设计及相关计算

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------精馏塔塔设计及相关计算2011板式精馏塔设计任务书板式精馏塔的设计选型及相关计算设计计算满足生产要求的板式精馏塔,包括参数选定、塔主题设计、配套设计及相关设计图Administrator 09 级化工 2 班xx2011/12/11/ 27目录板式精馏塔设计任务....................................... 3一.设计题目. (3)二.操作条件 (3)三.塔板类型 (3)四.相关物性参数 ................................................ 3 五.设计内容 .................................................... 3设计方案 ...................................错误!未定义书签。
一.设计方案的思考 .............................................. 6 二.工艺流程 . (6)板式精馏塔的工艺计算书 ................................... 7一.设计方案的确定及工艺流程的说明............................... 二.全塔的物料衡算 ............................................... 三.塔板数的确定 ................................................. 四.塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算................... 五.精馏段的汽液负荷计---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 算 ......................................... 六.塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 ............................... 七.塔板负荷性能图 ...............................................筛板塔设计计算结果 .....................错误!未定义书签。
分离乙醇水的精馏塔设计

分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中,乙醇是一种常见的有机溶剂,广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。
然而,乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。
因此,在乙醇的生产过程中,需要对乙醇水溶液进行分离,以获得高纯度的乙醇。
精馏是一种常用的分离技术,通过利用混合液中组分的不同沸点,将其分离出来。
本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。
原理精馏塔是精馏过程中的关键设备,它通过将混合液引入塔内,在塔内的驱动下,乙醇和水分别以不同的沸点汽化,然后经过凝结再回流到塔中,最终分离乙醇和水两种组分。
精馏塔的设计考虑了以下几个方面:1.塔内结构:塔内通常设有塔板或填料来增加表面积,从而增加传热和传质效率。
常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。
2.塔底结构:塔底设有汽液分离器,用于将汽相和液相分离,并通过不同的出口引出。
3.冷凝器:冷凝器用于冷却出塔顶的汽相,并将其转化为液相,以便于回流到塔内。
4.塔顶结构:塔顶设有乙醇和水的分出口,分别将高纯度的乙醇和水引出。
设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中,应考虑以下几个关键因素:1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小,约为7-9℃。
因此,在设计中应选择合适的操作条件,使得乙醇和水能够有效分离。
一种常见的方式是增加塔板或填料层数,以增加传热和传质效率,从而提高分离效果。
2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。
塔板通常采用筛板或穿孔板,其目的是将混合液均匀分布到塔板上,并提供足够的接触面积。
而填料则是通过增加表面积来增加传质效率,常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。
在乙醇水分离的精馏过程中,应选择适合的塔板或填料,以提高分离效率。
3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。
回流比的选择直接影响到塔的分离效果。
一般来说,较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率,但同时也增加了能耗。
因此,需要根据实际情况选择合适的回流比。
结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。
化工原理 课程设计 精馏塔

化工原理课程设计精馏塔
化工原理课程设计:精馏塔
一、设计题目
设计一个年产10万吨的乙醇-水溶液精馏塔。
该精馏塔将采用连续多级蒸馏的方式,将乙醇与水进行分离。
乙醇的浓度要求为95%(质量分数),水含量要求低于5%。
二、设计要求
1. 设计参数:
操作压力:常压
进料流量:10万吨/年
进料组成:乙醇40%,水60%(质量分数)
产品要求:乙醇95%,水5%
2. 设计内容:
完成精馏塔的整体设计,包括塔高、塔径、填料类型、进料位置、塔板数、回流比等参数的计算和选择。
同时,还需完成塔内件(如进料口、液体分布器、再沸器等)的设计。
3. 绘图要求:
需要绘制精馏塔的工艺流程图和结构示意图,并标注主要设备参数。
4. 报告要求:
完成设计报告,包括设计计算过程、结果分析、经济性分析等内容。
三、设计步骤
1. 确定设计方案:根据题目要求,选择合适的精馏塔类型(如筛板塔、浮阀塔等),并确定进料位置、塔板数和回流比等参数。
2. 计算塔高和塔径:根据精馏原理和物料性质,计算所需塔高和塔径,以满足分离要求。
3. 选择填料类型:根据物料的特性和分离要求,选择合适的填料类型,以提高传质效率。
4. 设计塔内件:根据塔板数和填料类型,设计合适的进料口、液体分布器、再沸器等塔内件。
5. 进行工艺计算:根据进料组成、产品要求和操作条件,计算每块塔板的温度和组成,以及回流比等参数。
6. 进行经济性分析:根据设计方案和工艺计算结果,分析项目的投资成本和运行成本,评估项目的经济可行性。
精馏塔工艺设计

精馏塔工艺设计1.精馏塔的基本原理精馏塔是一种常用于物质分离和纯化的设备,其基本原理是利用物质在不同温度下的沸点差异,将混合物分解为不同组分,并通过塔内的填料或板式结构增大接触面积,加强挥发与冷凝过程,从而使得不同组分得以分离。
2.精馏塔的主要组成部分精馏塔主要由塔本体、塔底、塔顶、塔盘(或填料层)和适当的分离器等组成。
其中,塔本体是由塔筒、塔筒下口和塔筒上口组成的,分别连接塔底和塔顶;塔底用于收集和排出产物,在塔底上通常设置有塔底泵和塔下热交换器;塔顶用于收集和排出残留溶剂,在塔顶上通常设置有塔顶泵和塔上热交换器;塔盘是精馏塔中最重要的结构部分之一,可以通过安装适当数量和类型的塔盘来实现物质的分离和纯化。
3.精馏塔工艺设计的步骤(1)确定物料和产品的性质,包括物料的组分、沸点、密度等参数。
(2)确定精馏塔的结构参数,包括塔筒的高度、直径,塔盘或填料的类型和数量等。
(3)选择塔盘或填料层的类型,常用的塔盘有平板、筛板和高效塔盘等,填料常用的有多孔球状填料、环形填料等。
(4)进行物料的传热计算和传质计算,确定加热和冷凝负责的供热、供冷条件。
(5)进行模拟计算和优化设计,通过模拟计算不同操作条件的分离效果,优化设计以达到预期的纯化效果。
(6)确定塔盘或填料层的布置方式和间距。
(7)进行适当的增塔试验或小型试验,验证设计方案的可行性。
(8)绘制工艺流程图和设备布置图,编写相关设计报告。
4.精馏塔工艺设计的注意事项(1)需要确保精馏塔结构的合理性,根据物料的性质选择合适的处理方式以提高分离效果。
(2)需要根据物料的特性选择合适的塔盘或填料材料,以提高传质传热效率。
(3)需要考虑塔顶和塔底的设计,确保能够有效收集和排出产物。
(4)需要进行适当的模拟计算和小型试验,以验证设计方案的可行性。
(5)需要综合考虑工艺的安全性、经济性和环境友好性,选择合适的操作条件和设备配置。
综上所述,精馏塔工艺设计是一项复杂的工作,需要综合考虑物料的性质、塔盘或填料的选择、传质传热条件的计算、设计方案的模拟计算和试验验证等多个因素,以实现物质的分离和纯化。
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目录一.前言 (3)二.塔设备任务书 (4)三.塔设备已知条件 (5)四.塔设备设计计算 (6)1、选择塔体和裙座的材料 (6)2、塔体和封头壁厚的计算 (6)3、设备质量载荷计算 (7)4、风载荷与风弯距计算 (9)5、地震载荷与地震弯距计算 (12)6、偏心载荷与偏心弯距计算 (13)7、最大弯距计算 (14)8、塔体危险截面强度和稳定性校核 (14)9、裙座强度和稳定性校核 (16)10、塔设备压力试验时的应力校核 (18)11、基础环设计 (18)12、地脚螺栓设计 (19)五.塔设备结构设计 (20)六.参考文献 (21)七.结束语 (21)前言苯(C6H6)在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。
苯可燃,有毒,也是一种致癌物质。
它难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。
苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。
苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示。
因此苯也可表示为PhH。
苯是一种石油化工基本原料。
苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
甲苯是有机化合物,属芳香烃,分子式为C6H5CH3。
在常温下呈液体状,无色、易燃。
它的沸点为110.8℃,凝固点为-95℃,密度为0.866克/厘米3。
甲苯不溶于水,但溶于乙醇和苯的溶剂中。
甲苯容易发生氯化,生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷,它们都是工业上很好的溶剂;它还容易硝化,生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯,它们都是染料的原料;它还容易磺化,生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸,它们是做染料或制糖精的原料。
甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质,因此它可以制造梯思梯炸药。
甲苯与苯的性质很相似,是工业上应用很广的原料。
但其蒸汽有毒,可以通过呼吸道对人体造成危害,使用和生产时要防止它进入呼吸器官。
苯和甲苯都是重要的基本有机化工原料。
工业上常用精馏方法将他们分离。
精馏是分离液体混合物最早实现工业化的典型单元操作,广泛应用于化工,石油,医药,冶金及环境保护等领域。
它是通过加热造成汽液两相体系,利用混合物中各组分挥发度的差别实现组分的分离与提纯的目的。
实现精馏操作的主要设备是精馏塔。
精馏塔主要有板式塔和填料塔。
板式塔的核心部件为塔板,其功能是使气液两相保持密切而又充分的接触。
塔板的结构主要由气体通道、溢流堰和降液管。
本设计主要是对板式塔的设计。
一.塔设备任务书简图与说明比例设计参数与要求工作压力MPa 0.004 腐蚀速率mm/a 0.01设计压力MPa 0.0044 设计寿命 a 20工作温度ºC120 浮阀个数设计温度ºC150 浮阀间距介质名称苯、甲苯保温材料厚度/mm 100介质密度 kg/m3799.054保温材料密度kg/m3300基本风压 Pa 300 存留介质高度 mm 52.5/49地震烈度9 壳体材料Q235-A场地类别Ⅱ内件材料塔形筛板塔裙座材料Q235-A塔板数目21 偏心质量 kg 2000塔板间距 mm 500 偏心距 mm 1000接管表符号公称尺寸连接面形式用途符号公称尺寸连接面形式用途a1,2 450mm -人孔g 45mm 突面回流口b1,2 -突面温度计h1-3 25mm突面取样口c -突面进气口i1,2 -突面液面计d1,2 38mm 突面加料口j 38mm突面出料口e1,2 -突面压力计k1-3 450 mm 突面人孔f 127mm 突面排气口条件内容修改修改标记修改内容签字日期塔径(原设计算错)备注甲苯-苯精馏塔设计单位名称化工系2班刘丽娟工程名称提出人刘丽娟日期08.7.25三 . 塔设备已知条件表二:已知条件列表四. 塔设备设计计算1、 选择塔体和裙座的材料设计压力是指设定的容器顶部的最高压力,由“工艺部分”的工艺条件可知塔顶表压为='p 4kPa ;通常情况下将容器在正常操作情况下容器顶部可能出现的最高工作压力称为容器的最大工作压力用w p 表示,即w p =='p 0.004MPa ;取设计压力==w p p 1.10.0044MPa 。
设计温度是指容器在正常操作情况下,在相应设计压力下,设定的受压组件的金属温度,其值不得低于容器工作是器壁金属达到的最高温度。
本设计塔内最高温度塔底取得max 120t =ºC,设计温度可以取为150t =ºC。
从上可知,设计压力和设计温度都属于低压、低温状态,塔体和裙座的材料可用: Q235-A ,GB912,热轧,厚度为3~4mm ,常温下强度指标=b σ375MPa 、=s σ235MPa ,设计温度下的许用应力=t][σ113MPa 。
2、 塔体和封头壁厚的计算2.1 塔体壁厚的计算塔体的壁厚是值塔体计算出来的有效厚度,有效厚度可以用下式计算21C C n e --=∆+=δδδ(式中δ为理论计算厚度,mm ;∆为除去负偏差以后的圆整值,mm ;n δ为名义厚度,mm ;1C 为钢板厚度负偏差,mm ;2C 为腐蚀裕量,mm 。
) 2.1.1理论计算厚度ppD t i-=ϕσδ][2,其中i D 指塔体的内径,由工艺部分计算可知i D =1.2m ;ϕ为焊接头系数,本设计采用双面焊、局部无损探伤,ϕ=0.85。
p pD t i -=ϕσδ][2==-⨯⨯⨯0044.085.0113212000044.00.03mm 对于碳素钢和低合金钢制容器,mm 3min ≥δ,而δ<min δ,且mm 97.2min =-δδ>1C (钢板厚度按8~25mm 计)。
假设腐蚀裕量2C =2mm 。
n δ=min δ+2C =5mm21C C n e --=∆+=δδδ=5-0.5-2=2.5mm2.2 封头壁厚的确定根据塔径i D =1200mm ,取用标准椭圆形封头,可选用EHA 的标准椭圆形封头(JB/T 4746-2002),公称直径DN=1200mm ,曲面高度300mm ,直边高度25mm ,内表面积1.665m 2,容积0.255m3,厚度6mm ,质量49kg 。
3、设备质量载荷计算塔设备的操作质量kg m o /: e a m m m m m m m m ++++++=05040302010 塔设备的最大质量kg m /max :e a w m m m m m m m m ++++++=04030201max 塔设备的最小质量kg m /min :e a m m m m m m m +++++=04030201min 2.0 3.1 塔体质量1o m 单位长度筒体的质量:]1200)101200[(1085.7785.0])2[(4226221-+⨯⨯⨯=-+=⨯=-i n i m D D s m δρπρ=148.5kg/m由工艺部分计算可知塔高H=10.55m ,取裙座高度h=1.55m ; 筒体质量:1110.55148.5m m H m =⨯=⨯=1566.7kg 裙座质量:31 1.5148.5m m h m =⨯=⨯=222.75kg由前面可知一个封头质量G=77kg ,则有封头质量:=2m 77×2=98kg⇒1o m =1231566.7222.7598m m m ++=++=1887.5kg3.2 塔段内件质量2o m查数据可知筛板塔质量 2/65m kg q N =;由工艺部分计算可知塔盘数为N=21块⇒2220.78521 1.2654o i N m ND q π==⨯⨯⨯=1542 kg3.3 保温层质量3o保温材料密度为 =2ρ300kg/m 3,厚度为 =s δ100mm 筒体部分保温层的质量:222])2()22[(4ρδδδπH D D s i s n i +-++=220.785[1.41 1.4]10.5530069.8kg ⨯-⨯⨯=封头部分保温层的质量:直边部分+曲面部分直边部分:kg 166.0300025.0]4.141.1[785.022=⨯⨯-⨯曲面部分近似计算为:内表面积×厚度×密度 ⇒ 1.665×0.1×300=50kg⇒ 封头部分质量=2×(0.166+50)=100.23kg所以,3o m =69.8+100.23=170kg3.4 平台、扶梯质量4o m本设计用5个钢制平台,笼式扶梯,查资料可知刚直平台和笼式扶梯的单位质量分别为:2/150m kg q p =,2/40m kg q F =。
4o m =F F p n i n i H q nq D B D +⨯++-+++21])22()222[(422δδδδπ=220.785[3.22 1.42]0.5415040(9.45 1.55)⨯-⨯⨯⨯+⨯+=2632.4kg3.5 操作时塔内物料质量5o m由工艺部分计算可知精馏段塔盘数为9,m h w 0633.0=,m h o 0083.0=,31/04.826m kg L =ρ;提馏段塔盘数为12,m h w 06.0'=,m h o 0086.0'=,32/18.931m kg L =ρ⇒5o m =)(])''()[(42122112L L f L o w L o w i V h N h h N h D ρρρρπ+++++=0.785×21.2[(0.063390.0083)826.04(0.06120.0086)931.18]0.255(826.04931.18)⨯++⨯++⨯+=1754.7kg.3.6 附件质量a按经验取附件质量 a m =0.251o m =0.25×1887.5=471.9kg 3.7 充液质量 wmw m =2220.785 1.210.55100020.25510004i w f w D H V πρρ+=⨯⨯⨯+⨯⨯=12435.7kg3.8 偏心质量em当塔设备的外侧挂有分离器、再沸器、冷凝器等附属设备时,可将其视为偏心载荷。
本设计中将再沸器挂于塔上,所以再沸器构成塔的偏心质量,再沸器质量为2000kg ,偏心距为1000mm 。
所以 e m =2000kg 。
3.9 操作质量、最小质量、最大质量e a m m m m m m m m ++++++=05040302010=1887.5+1542+170+2632.4+1754.7+471.9+2000=10458.5kge a m m m m m m m +++++=04030201min 2.0=1887.5+0.2×1542+170+2632.4+471.9+2000=7470.2kg e a w m m m m m m m m ++++++=04030201max=1887.5+1542+170+2632.4+12435.7+471.9+2000=21139.5kg4、 风载荷和风弯距的计算塔设备受风压作用时,塔体会发生弯曲变形。