精馏塔设计说明书（最全）(9)

化工课程设计说明书 液体在降液管内停留时间：??36

Af?HTLs?3~5s

求出上限液体流量Ls值（常数），在Vs?Ls图上，液相负荷上限线为与气体流量Vs无关的竖直线。

以??5s作为液体在降液管内停留时间的下限，则对于精馏段

Af?HT50.115?0.45?0.01035m3/s 5 (Ls)max??同理，对于提馏段：

Af?HT50.115?0.45?0.01035m3/s 5(Ls)max??4 液相负荷下限线关系式[12]

取堰上液层高度how?0.006m作为液相负荷下限条件，先计算出Ls的下限值，依次作出液相负荷下限线，该线为与气相流量无关的竖直线。

3600(LS)min2/32.84?E?()?0.006 1000lw3600?Ls22.84?1?()3?0.006 对于精馏段，取E?1.0，则

10000.876所以(Ls)min?7.4722?10?4m3/s

同理，对于提馏段，(Ls)min?7.4722?10?4m3/s 5漏液线关系式[12]

对于F1 型33g重阀，可取阀孔动能因数F0=5～6，则可得气相负荷下限的阀孔气速u0。在本课程设计中，取F0=5，则：u0?5?V5

又因为VS??42?d0?N?u0??42?d0?N??V （2.12）

化工课程设计说明书 37

式中，d0,N,?V均为已知数，故可由此式求出气相负荷VS的下限值，据此作出与液体流量无关的水平漏液线。

以F0=5 作为规定气体最小负荷的标准，则 (1) 精馏段

(VS1)min?(2) 提馏段

?42?d0?N1?5?V1??4?0.0392?107?5?0.3889m3/s 2.7(VS2)min??42?d0?N2?5?V2??4?0.0392?107?5?0.3819m3/s 2.86塔板负荷性能图

根据上述关系式：对于精馏段，漏液线(VS1)min?0.3889m3/s；雾沫夹带线

Vs1??19.2145Ls1?1.5524；液相负荷下限线(Ls)min?7.4722?10?4m3/s；液相负

219.5388 荷上限线(Ls)max?0.01035m3/s；降液管液泛线Vs21?3.0604?4238.04Ls1?23s1L，作出精馏段塔板负荷性能图： 32.52Vs(m3/s)1.510.5000.0020.0040.0060.0080.010.0120.014Ls(m3/s)图2-1 精馏段塔板负荷性能图(1)—严重漏夜线；(2)—降液管液泛线；(3)—液相负荷下限线

(4)—液相负荷上限线；(5)—雾沫夹带线

从图2-1精馏段塔板负荷性能图可以得出：

化工课程设计说明书 作区内；

②塔板的气相负荷上限由物沫夹带线控制，(VS)max?1.5380m3/s ③塔板的气相下限由漏液线控制，(VS)min?0.3889m3/s 所以，精馏段操作弹性?1.5380?3.9547

0.388938

① 在精馏段，在任务规定的气液负荷下的操作点P（设计点）处在适宜操

根据上述关系式：漏液线(VS2)min?0.3819m3/s；雾沫夹带线液相负荷下限线(Ls)min?7.4722?10?4m3/s；液相负Vs2??18.6801Ls2?1.5213；

218.4628 荷上限线(Ls)max?0.01035m3/s；降液管液泛线Vs22?2.9561?2003.52Ls2?23s2L，作出提馏段塔板负荷性能图：

32.5Vs(m3/s)21.510.5000.0020.0040.0060.0080.010.0120.014Ls(m3/s)图2-2 提馏段塔板负荷性能图 (1)—严重漏夜线；(2)—降液管液泛线；(3)—液相负荷下限线

(4)—液相负荷上限线；(5)—雾沫夹带线

从图2-2提馏段塔板负荷性能图可以得出：

① 在提馏段，在任务规定的气液负荷下的操作点P（设计点）处在适宜操作区内；

②塔板的气相负荷上限由物沫夹带线控制，(VS)max?1.5073m3/s ③塔板的气相下限由漏液线控制，(VS)min?0.3819m3/s

化工课程设计说明书 所以，精馏段操作弹性?

1.5073?3.9468

0.381939

第三章 精馏塔的结构设计

第一节 筒体与封头[13]

1. 筒体【12,15】

精馏塔可视为内压容器。其各种设计参数如下： a. 设计压力

该精馏塔在常压下操作，设计压力取为0.5MPa b. 设计温度

该精馏塔塔底采用加热介质为蒸汽，温度不超过150℃,因此设计温度定为150℃。 c. 许用应力

该精馏塔筒体采用钢板卷焊而成，材料选择Q235-A，根据GB-3274，查得：

???t?113MPa

d. 焊缝系数

按照GB150规定，焊缝系数主要考虑焊缝形式与对焊缝进行无损检验长度两个因素，本设计采用全焊透对接焊，对焊缝作局部无损探伤，则?=0.85

表3-1 筒体的设计参数

设计压力/MPa

设计温度/℃

许用应力/MPa

焊缝系数

化工课程设计说明书 0.5

壁厚的确定：

计算厚度??150

113

0.85

40

pDi2?????pt?0.5?1200?3.13mm

2?113?0.85?0.5由计算厚度查得，钢板负偏差C1=0.5mm

该系统中苯和甲苯对筒体腐蚀较小，腐蚀裕量C2取2mm 则筒体的设计厚度?d???C2?3.13?2?5.13mm。

则筒体的名义厚度?n???C1?C2???3.13?0.5?2???5.63?? 取圆整值Δ=0.37，则筒体壁厚?n?6mm 则筒体的有效厚度?e=????3.13?0.37?3.5mm

根据JB/T4737-95查得，筒体的公称直径为1200mm时，1m高的容积为1.131m3，1m高的内表面积为3.77m2,1m高筒节钢板的质量为178kg。 2. 封头[12,15]

本设计采用标准椭圆形封头，材料选用Q235-A,除封头的拼接焊缝需100%探伤外，其余均为对接焊缝局部探伤，则?=0.85

??pDi2?????0.5pt?0.5?1200?3.13mm

2?113?0.85?0.5?0.5封头的名义厚度?n???C1?C2???3.13?0.6?2???5.73?? 取圆整值Δ=0.27，则封头壁厚?n?6mm 则封头的有效厚度?e=????3.13?0.27?3.4mm

以内径为公称直径，DN?1200mm，选用封头为DN1200?6?Q235?A JB/T

4737?95

查得封头曲面高度h1=300mm，直边高度h2=25mm，内表面积F?1.665m2 ，容积为0.255m3，质量77kg。

第二节 裙座[13,14]

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