1設(shè)計集52塔設(shè)備設(shè)計說明書

1、洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊目錄第一章 塔的設(shè)計依據(jù)21.1 總述21.2 參考標(biāo)準(zhǔn)2第二章 塔概述32.12.2塔設(shè)計的基本目標(biāo)與原則3塔簡介4塔類型的選擇原則5板式塔的塔盤類型與選擇6填料塔的填料類型與選擇7塔型的結(jié)構(gòu)與選擇9選型說明102.2.12.2.22.2.32.2.4塔2.3第三章 板式塔詳細(xì)設(shè)計（以 T0303 為例）113.1 Tray sizing 計算113.2 Traying Rating 核算123.2.1 Cup Tower 核算133.33.43.4雙效精餾低壓塔 T0303 結(jié)構(gòu)設(shè)計19雙效精餾低壓塔 T0303 接管設(shè)計22雙效

2、精餾低壓塔 T0303 機(jī)械強(qiáng)度核算243.4.1 設(shè)計條件243.4.2 機(jī)械強(qiáng)度校核24新型高效 3D 圓閥塔板的運用453.5.1 設(shè)計依據(jù)453.5.2 新型塔板簡介453.53.6塔條件圖47洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊第一章 塔的設(shè)計依據(jù)1.1 總述塔主要有板式塔、填料塔兩種，它們都可以用作蒸餾和吸收等氣液傳質(zhì)過程，但兩者各有優(yōu)缺點，要根據(jù)具體情況選擇。1.2 參考標(biāo)準(zhǔn)塔選型參考標(biāo)準(zhǔn)如下：GB 150-2011GB/T 25198-2010SHT 3098-2011HG/T 20583-2011HG/T 20570-1995HG/T 21639-20

3、05HG 21594-21604HG/T 21514-2005JB/T 4710-2005 HG/T2059220635-2009固定式容器容器封頭石油化工塔器設(shè)計規(guī)范鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定工藝系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)規(guī)范塔頂?shù)踔讳P鋼人、手孔鋼制人手孔的類型與技術(shù)條件鋼制塔式容器鋼制管、墊片、緊固件洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊第二章 塔概述2.1 塔設(shè)計的基本目標(biāo)與原則作為主要用于傳質(zhì)過程的塔，首先必須使氣液兩相充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率；同時還應(yīng)保證塔的性。為此，塔應(yīng)滿足以下基本要求：1.生產(chǎn)能力大，彈性好。隨著化工裝置大型化，生產(chǎn)能力要求盡量地大，而根據(jù)生產(chǎn)

4、經(jīng)驗，工藝流程中精餾往往是限制環(huán)節(jié)。很多精餾塔設(shè)計中考慮諸如造價、結(jié)構(gòu)或壓降、分離效率等因素較多，而常常未將塔的操作彈性放在重要位置，從而造成投產(chǎn)后不大適應(yīng)工藝條件和生產(chǎn)能力的較大波動。2. 滿足工藝要求，分離效率高。工藝上要分離的液體有很多特殊要求，如沸點低、難分離、有腐蝕性、有污垢物等，對塔型要慎重選擇。3. 運轉(zhuǎn)可靠性高，操作、維修方便。4. 結(jié)構(gòu)簡單，方便，造價較低。5. 塔壓降小。對于真空塔或者要求塔壓降低的塔來說，壓降小的意義更為明顯。但值得注意的是，通常選擇塔型未必能滿足所有的原則，應(yīng)抓住主要，最大限度滿足工藝要求。2.2 塔簡介塔是化工生產(chǎn)中最重要的之一。它可使氣（或汽）液或液

5、液兩相進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。可在塔中完成的常見操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法靜制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。工業(yè)上使用的塔類型主要是填料塔和板式塔兩種，如何從中選取一個合適的類型有很多方面需要考慮，很難簡單的進(jìn)行，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行選擇。（1） 板式塔裝有一定數(shù)量的塔盤，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件；屬逐級（板）接觸的氣液傳質(zhì)；氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣液相密切接觸而洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱；兩相的組分濃度呈階梯式變化。（2） 填料塔裝

6、有一定高度的填料，是氣液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件；屬微分接觸型氣液傳質(zhì)設(shè)備；液體在填料表面呈膜狀自上而動；氣體呈連續(xù)相自下而上與液體作逆流，并進(jìn)行氣液兩相的傳質(zhì)和傳熱；兩相的組分濃度或溫度沿連續(xù)變化。兩種塔型的比較見下表：表 2-1 板式塔和填料塔的比較類型板式塔填料塔結(jié)構(gòu)特點每層板上裝配有不同型式的氣液接觸元件或特殊結(jié)構(gòu)，如篩板、泡罩、浮閥等；設(shè)置有多層塔板，進(jìn)行氣液接觸設(shè)置有多層整砌或亂堆的填料，如拉西環(huán)、環(huán)、鞍型填料等散裝填料，格柵、波紋板、脈沖等填料；填料為氣液接觸的基本元件操作特點氣液逆流逐級接觸微分式接觸，可采用逆流操作，也可采用并流操作性能空塔速度（亦即生產(chǎn)能力）高，效率高且； 壓降

7、大，液氣比的適應(yīng)范圍大，持液量大，操作彈性小大空塔氣速較大，小空塔氣速較 ??；低壓時分離效率高， 高壓時分離效率低，傳統(tǒng)填料效率較低，新型亂堆及規(guī)整填料效率較高； 大降小，小降大；要求液相噴淋量較大，持液量小，操作彈性大與維修直徑在 600mm 以下的塔安裝 ，安裝程序較簡單，檢修 容易，金屬材料耗量大新型填料復(fù)雜，造價高，檢修， 可采用非金屬材料，但安裝過程較為適用場合處理量大，操作彈性大，帶有污垢的物料處理強(qiáng)腐蝕性，液氣比大，真空操作要求降小的物料洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊2.2.1 塔類型的選擇原則類型選擇時需要考慮多方面的因素，如物料性質(zhì)、操作條件、塔

8、的性能，以及塔的、安裝、運轉(zhuǎn)和維修等。對于真空精餾和常壓精餾，通常填料效率優(yōu)于板式塔，應(yīng)優(yōu)先考慮選用填料塔，其在于填料充分利用了空間，提供的傳質(zhì)面積很大，使得汽液兩相能夠充分接觸傳質(zhì)。而對于加壓精餾，若沒有特殊情況，不采用填料塔。這是因為填料塔的投資大，耐波動能力差。具體來講，應(yīng)著重考慮以下幾個方面：（1）與物性有關(guān)的因素易起泡的物系，如處理量不大時，以選用填料塔為宜。因為填料能使破裂，在板式則易引起液泛。具有腐蝕性的介質(zhì)，可選用填料塔。如必須用板式塔，宜選用結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜的篩板塔盤、穿流式塔舌形塔盤，以便及時更換。具有熱敏性的物料須減壓操作，以防過熱引起分解或聚合，故用降較小的塔型。粘性

9、較大的物系，可以選用大填料。板式塔的傳質(zhì)效率太差。含有懸浮物的物料，擇液流通道大的塔型，以板式塔為宜。操作過程中有熱效應(yīng)的系統(tǒng)，用板式塔為宜。（2）與操作條件有關(guān)的因素若氣相傳質(zhì)阻力大，宜采用填料塔。大的液體負(fù)荷，可選用填料塔。液氣比波動的適應(yīng)性，板式塔優(yōu)于填料塔。操作彈性，板式塔較填料塔大，其中以浮閥塔最大，泡罩塔次之。（3）其他因素對于多數(shù)情況，塔徑大于 800mm 地，板式塔，小于 800mm 時，則可用填料塔。但也有例外，環(huán)及某些新型填料在大的使用效果可優(yōu)于板式塔。填料板式塔重。大塔以板式塔造價較廉。洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊2.2.2 板式塔的塔盤類

10、型與選擇板式塔主要有篩板塔、浮閥塔和泡罩塔。板式塔的設(shè)計主要是選擇塔型、選擇流體流動形式、操作狀態(tài)鼓泡或噴射態(tài)等。板式塔般填料塔具有效率高和能力大的優(yōu)點。認(rèn)為用于大型塔是合理的，比一工業(yè)上需分離的物料及其操作條件多種多樣，為了適應(yīng)各種不同的操作要求，迄今已開發(fā)和使用的塔板類型繁多。這些塔板各有各的特點和使用體系，現(xiàn)將幾種主要塔板的性能比較。表 2-2 不同塔板性能比較表 2-3 主要塔板性能的量化比較為使塔板不同區(qū)域氣液、均勻分布及減少塔板“非活化區(qū)”對塔板效率的影響，本項目中反應(yīng)精餾塔使用篩板塔，從而提高裝置分離效率、減少生產(chǎn)能耗。2.2.3 填料塔的填料類型與選擇塔填料是填料塔的構(gòu)件，它為

11、氣液兩相間熱、質(zhì)傳遞提供了有效的相界面，只有性能優(yōu)良的塔填料再輔以理想的件，才有望技術(shù)上先進(jìn)的填料塔。因此，人們對塔板類型生產(chǎn)能力塔板效率操作彈性壓降結(jié)本泡罩板1.01.051復(fù)雜1浮閥板1.2-1.31.1-1.290.60.7-0.9篩板1.2-1.41.1305簡單0.4-0.5舌型板1.3-1.51.130.8簡單0.5-0.6塔盤類型優(yōu)點缺點適用場合泡罩板較成熟、操作結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、塔板阻力大、處理能力小特別容易堵塞的物系浮閥板效率高、操作范圍寬浮閥易脫落分離要求高、負(fù)荷變化大篩板結(jié)構(gòu)簡單、造價低、塔板效率高易堵塞、操作彈性較小分離要求高、塔板數(shù)較多舌型板結(jié)構(gòu)簡單且阻力小操作彈性窄

12、、效率低分離要求較低的閃蒸塔洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊塔填料的研究十分活躍。對塔填料的發(fā)展、改進(jìn)與更新，其目的在于流體的均勻分布，提高傳遞效率，減少阻力，增大流體的通量以滿足降耗、節(jié)能、放大、等各種需要。填料的作用是為氣、液兩相提供充分的接觸面，并為提高其湍動程度創(chuàng)造條件，以利于傳質(zhì)。他們應(yīng)能使氣、液接觸面大，傳質(zhì)系數(shù)高，同時通量大而阻力小，所以要求填料層空隙率高、比表面積大、表面潤濕性能好，并在結(jié)構(gòu)上還要有利于兩相密切接觸，促進(jìn)湍流。材料又要對所處理的物料有耐腐蝕性，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，使填料層底部不致因受壓而碎裂、變形。常用的填料可分為兩大類：散裝填料和

13、規(guī)整填料。表 2-4 常用填料的與名稱填料的幾何特性數(shù)據(jù)主要比表面積、空隙率、填料，是評價填料性能的基本參數(shù)。體積填料的填料表面積稱為比表面積，以 a 表示，其為 m2/m3。（1）比表面積填料的比表面積愈大，所提供的氣液傳質(zhì)面積愈大。因此，比表面積是評價填料性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)。（2）空隙率體積填料中的空隙體積稱為空隙率，以 表示，其為 m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，氣體通過的能力越大且壓降低。因此，空隙率是評價填料性能優(yōu)劣的又一重要指標(biāo)。（3）填料因子填料的比表面積與空隙率三次方的比值，即 3，稱為填料因子，以 表示，其為 1/m。它表示填料的流體力學(xué)性能， 值越小，表明阻力

14、越小。填料類型填料名稱散裝填料環(huán)形拉西環(huán)形拉西環(huán)，十字環(huán)，內(nèi)螺旋環(huán)開孔環(huán)形環(huán)，改進(jìn)型環(huán)，階梯環(huán)鞍形弧鞍形，矩鞍形，改進(jìn)矩鞍形環(huán)鞍形金屬環(huán)矩鞍形，弧形，環(huán)其他新型球形，花環(huán)形，環(huán)形規(guī)整填料波紋型垂直波紋型網(wǎng)波紋型，板波紋型水平波紋型Spraypak，Panapak非波紋型柵格形Glitsch Grid板片形壓延金屬板，多孔金屬板繞圈形形，Hyperfil洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊填料的選取確定其種類、規(guī)格、及材質(zhì)等。顆粒填料拉稀環(huán)、環(huán)、階梯環(huán)等，規(guī)整填料主要有波紋填料、格柵填料、繞卷填料等。國內(nèi)學(xué)者采用模糊數(shù)學(xué)對九種常用填料的性能進(jìn)行了評價如表所示：表 2-5

15、主要填料性能的量化比較填料的選擇確定填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使投資和操作費用最低。2.2.4 塔型的結(jié)構(gòu)與選擇除了塔板結(jié)構(gòu)之外，塔的其他附件也十分重要，塔的總體結(jié)構(gòu)均：塔體、內(nèi)件、支座及附件。塔體是典型的高大直立容器，多由筒節(jié)、封頭組成。當(dāng)塔體直徑大于 800mm時，各塔節(jié)焊接成一個整體；直徑小的塔多分段，然后再用連接起來。內(nèi)件是物料進(jìn)行工藝過程的地方，由塔填料支承等件組成。支座常用裙式支座。附件人、手孔，各種接管、平臺、扶梯、吊柱等。填料名稱評估值排序絲網(wǎng)波紋填料0.861孔板波紋填料0.612金屬 Intalox0.593金屬鞍形環(huán)0.574金屬階梯環(huán)

16、0.535金屬環(huán)0.516瓷 Intalox0.417瓷鞍形環(huán)0.388瓷拉西環(huán)0.369洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊圖 2-1A 板式塔說明圖1吊柱；2排氣口；3回流液圖 2-1B填料塔說明圖；4精1吊柱；2排氣口；3噴淋裝置；4殼體；5液體再分配器；6填料；7卸填料人孔； 8支撐裝置；9進(jìn)氣口； 10排液口； 11裙座； 12裙座人孔餾段塔盤；5殼體；6進(jìn)料口；7人孔； 8提餾段塔盤；9進(jìn)氣口；10裙座； 11排液口；12裙座人孔2.3 塔選型說明。所以在選型中本著“兩參數(shù)由多方面決定，尤其與工藝參數(shù)有著密切的個標(biāo)準(zhǔn)，三個”的選型進(jìn)行選型。洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10

17、000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊表 2-6 塔選型表項目工具來源作用兩個標(biāo)準(zhǔn)化工設(shè)計全書 塔設(shè)計化學(xué)工業(yè)部設(shè)計技術(shù)中心站主編（1988）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化工工藝設(shè)計手冊石化集團(tuán)上海主編（2003 年）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)三個 Aspen Plus V8.4Aspen Tech 公司開發(fā)模擬水力學(xué)參數(shù)及選型結(jié)果核算CUP-TOWER大學(xué)開發(fā)塔水力學(xué)設(shè)計SW6-2011全國化工設(shè)計技術(shù)中心站塔機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊第三章 板式塔詳細(xì)設(shè)計（以 T0303 為例）3.1 Tray sizing 計算在 Aspen Plus 的 Sizing and Rating

18、 中選擇 Traying Sizing 進(jìn)行塔設(shè)計得到表 3-1、3-2 的設(shè)計結(jié)果。表3-1 T0303 Traying Sizing Results表3-2 T0303 Traying Sizing ProfilesStageDiametermeterTotal areaSqmActive area perpanelsqmSidedowncomer areasqm20.8520.5710.4570.05730.8430.5590.4470.05640.8390.5530.4420.05550.8360.5490.4400.05560.8340.5460.4390.05570.8330.54

19、40.4360.05480.8310.5430.4340.05490.8300.5410.4330.054100.8290.5400.4310.054110.8290.5400.4320.054120.8280.5380.4310.054130.8230.5310.4250.053140.8200.5260.4210.053150.8150.5210.4170.052160.8120.5180.4140.052Section starting stage:2Section ending stage:21Column diameter:0.852meterDowncomer area/Colum

20、n area0.1Side downcomer velocity0.021m/secFlow path length0.586meterSide downcomer width0.133meterSide weir length0.619meter洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊續(xù)表 3-2根據(jù) Aspen Plus 的 Traying Sizing 塔設(shè)計結(jié)果，雙效精餾低壓塔 T0303 采用板式塔，對提餾段進(jìn)行水力學(xué)校核。使用3.2 Traying Rating 核算將結(jié)果代入 Traying Rating 中，輸入塔徑與塔板間距、降液管底隙高度進(jìn)行核算，得到結(jié)

21、果如表 3-3、3-4、3-5 所示：表3-3 T0303 Traying Rating Results表3-4 T0304 Traying Rating Result表 3-5 T0303 Traying Rating ProfileStageFlooding factorDowncomer velocityVelocity/ Design velDowncomer backupBackup / Tray spacePressure dropDowncomer res. timem/secmeterkPasec20.7176798540.0189618210.1896196691.02106

22、12.55265253.2265974721.095019930.7031789680.0176388090.1763894411.015820352.539550863.2388074322.677268440.6952203780.0169941320.1699426231.013111812.532779523.2436727823.5375366um backup / Tray spacing: Stage:Location: Backup:um velocity / Design velocity: Stage:Velocity:2.552652SIDE1.02106meter0.3

23、48120.0348m/secSection starting stage: Section ending stage: Column diameter:um flooding factor: Stage:Section pressure drop:1210.9meter0.717679264.6677kPa170.8100.5150.4120.052180.8080.5130.4100.051190.8070.5110.4090.051200.8060.5100.4080.051210.8040.5080.4070.508洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊續(xù)表 3-

24、5由 Traying Rating Profiles 可以看出，降液管液位高度/板間距（Backup / Tray space）均介于 0.20.5 之間，降液管停留時間（Downcomer res. Time）均大于 4s，每塊塔板的液泛因子（Flooding factor）均介于 0.60.85 之間，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。3.2.1 Cup Tower 核算50.6905021420.0167028680.1670299591.011624672.529061693.2433156723.947983460.6872719690.0165760730.1657619981.010690932.5

25、26727333.2402783624.131168470.684704050.0165219570.1652208321.010002492.525006223.2360428824.210207880.68243110.0164992450.164993721.009424162.52356043.2313239524.243532990.6802939550.0164899810.1649010771.008897922.52224483.2264422124.2571532100.6782243380.0164864560.164865821.008399032.520997593.2

26、215369924.2623407110.6784865860.0164871830.1648730911.008454762.521136913.2211793324.2612707120.6771536140.0348003840.3480065111.015845072.539612683.2331644311.494126130.6685397970.0336653210.3366557951.012939062.532347643.2347792311.8816629140.6614336420.0327807790.3278103051.010647142.526617853.23

27、60643512.2022725150.6558122080.0321417610.3214200721.009007592.522518983.2371979512.444869160.6514443950.0317057910.3170603421.008033792.520084483.2391512812.6159918170.6480304580.0314208190.3142105951.007324622.518311543.2397058712.7304131180.6452935550.0312407970.3124103651.006797632.516994073.239

28、2430212.8037707190.6430163960.0311306690.311309081.006391842.515979613.238089512.8490653200.6410435070.031065860.3106609821.00606532.515163253.2364895812.8758709210.639269630.0310299510.3103018911.005790322.51447583.2346128912.8907712洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊根據(jù) Aspen的模擬結(jié)果，將塔 T0303 的各理論板的流量及物性參數(shù)

29、列表，如表 3-6 所示：表 3-6 T0303 水力學(xué)數(shù)據(jù)StageTemperature liquid fromTemperature vapor toMass flow liquid fromMass flow vapor toVolume flow liquid fromVolume flow vapor toDensity liquid fromDensity vapor toViscosity liquid fromViscosity vapor toSurfacetension liquidfromCCkg/hrkg/hrcum/hrcum/hrkg/cumkg/cu mN-se

30、c/sqmN-sec/sqmN/m1139.320737144.3227196144.182686144.182687.633721651977.1503804.8738173.10759510.000282409.42E-060.0137598462144.322719147.8133553589.014635803.134524.343522241993.43957826.29132.91111630.000310539.74E-060.0146489063147.813355149.7797993390.975675605.095554.040464061999.08881839.254

31、0112.80382520.000326919.93E-060.0151004564149.779799150.7996123292.261145506.381023.892790051996.58156845.7330352.75790440.000334741.00E-050.0152962035150.799612151.3449393246.787065460.906943.826071131989.88467848.5955832.74433340.000338031.01E-050.0153717266151.344939151.6737663226.422265440.54214

32、3.797026591981.34972849.7233772.74587680.000339201.01E-050.0153946597151.673766151.9075423217.219165431.339053.784630381972.07868850.0748662.75411880.000339441.01E-050.0153950878151.907542152.1000773212.852325426.972213.779428031962.55162850.0895622.76526340.000339291.01E-050.0153859669152.100077152

33、.2746283210.559865424.679743.777305911952.97229849.9602462.77765320.000338941.01E-050.0153728210152.274628152.4411493209.154675423.274553.776498281943.426849.7699252.79057420.000338541.01E-050.01535811152.441149152.5891863208.481015422.600893.776664841943.73602849.5540762.78978260.000338111.01E-050.

34、01534250712152.693054154.6051976773.056355059.958827.971609841889.86511849.6472472.67741790.000338041.04E-050.01533571813154.605197156.211836598.023524884.925987.711604721896.5362855.5966962.57570930.000344811.05E-050.01548518414156.21183157.4651386460.379114747.281587.508985541900.09381860.3531172.

35、49844580.000350021.07E-050.01559183815157.465138158.3987326360.104484647.006957.362607671900.43973863.838572.44522720.000353681.08E-050.01566106816158.398732159.0815546291.138394578.040867.262741541898.13705866.2208832.41186000.000356071.09E-050.01570199117159.081554159.5842946245.656714532.559187.1

36、97463831893.91288867.7579862.39322470.000357521.09E-050.01572323518159.584294159.9646126216.590034503.49257.156226861888.40055868.6966122.38481840.000358321.10E-050.015731454洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊續(xù)表 3-619159.964612160.2644486198.494594485.397067.131000281882.06985869.2321342.38322560.0003586

37、81.10E-050.01573129620160.264448160.5124046187.528964474.431437.116154621875.24198869.5045692.38605540.000358771.10E-050.01572584121160.512404160.7272686181.11684468.019267.107929121868.12685869.6086712.39171080.000358681.10E-050.01571707722160.727268160.7272681713.0975301.969968820869.6064170.00035

38、8480.015706262洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊初步設(shè)計 T0303 雙效精餾低壓徑為 900mm，板間距為 400mm，選擇開為 12%，溢流堰選用平口堰，降液管選用斜分別以第 1 塊板和第 21 塊塔板為例，運用 Cup Tower進(jìn)行水力學(xué)校核。表3-7 水力學(xué)數(shù)據(jù)表3-8結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表3-9校核結(jié)果17塔板編號19溢流強(qiáng)度，m3/mh11.4792停留時間，s10.6435塔板編號(理論) 塔板層數(shù)徑，m 板間距，mm液流程數(shù) 開，% 堰長，mm 堰高，mm底隙/側(cè)隙，mm 降液管寬，mm 受液盤寬，mm 受液盤深，mm 堰型塔板形式1910.940

39、0112.720/6482025/25123.4/123.4123.4/123.425平堰圓形浮閥液相氣相1質(zhì)量流量kg/h6181.1186質(zhì)量流量kg/h4468.0182密度kg/m3869.6097密度kg/m32.3923體積流量m3/h7.107938體積流量m3/h1868.1274表面張力dyn/cm0.01579安全因子-0.65體系因子-0.6510充氣因子-洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊續(xù)表 3-9表3-10塔工藝計算18基本1項目名稱年產(chǎn)一萬噸甲基丙烯酸叔丁酯項目5校核人和晶2裝置名稱低壓塔6日期2018/7/73塔板編號(理論)217計算

40、選用的理論板214塔板層數(shù)18塔板型式圓形浮閥工藝設(shè)計條件液相氣相1質(zhì)量流量kg/h6181.1186質(zhì)量流量kg/h4468.0182密度kg/m3869.6097密度kg/m32.3923體積流量m3/h7.107938體積流量m3/h1868.1274粘度cp0.01579體系因字/0.655表面張力dyn/cm0.6510安全因子/0.6塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)1塔徑m0.96孔數(shù)#782板間距m0.47開孔密度#/m298.153塔截面積m20.63628溢流程數(shù)/14開孔區(qū)面積m20.36799堰的形式/平堰5開%12溢流區(qū)降液管液泛，%40.8116閥孔動能因子，(m/s)(kg/m3)0.

41、510.5124干板壓降，m 液柱0.0348降液管內(nèi)線速度，m/s0.0376降液管底隙速度，m/s0.3273洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊續(xù)表 3-1019兩側(cè)1比%602降液管頂部寬度m0.12343彎折距離m0.04674降液管底部寬度m0.07685受液盤深度m0.0256受液盤寬度m0.12347堰高m0.028降液管底隙m0.0129降液管頂部面積m20.052510降液管底部面積m20.026211頂部堰長m0.619212底部堰長m0.5028圓形浮閥參數(shù)1浮閥種類F1 型閥重33g工藝計算結(jié)果正常操作110%操作90%操作1空塔氣速m/s0.

42、81570.69190.43272空塔動能因子m/s(kg/m3)1.20151.38881.10333m/s6.79758.910214.32874孔動能因子m/s(kg/m3)10.512414.573378.79485氣速m/s3.23313.23313.23316溢流強(qiáng)度m3/(h.m11.479218.567636.72487參數(shù)/0.07260.07260.07268板上液層高度m0.03540.05300.07619堰上液層高度m0.01450.01800.011110干板壓降m 液柱0.03480.04840.032611總板壓降m 液柱0.0520.09490.047712夾

43、帶kg 液/kg0.06220.06840.0560洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊續(xù)表 3-10從該塔的校核結(jié)果中可以看出：（1）（2）（3）（4）（5）降液管內(nèi)液體停留時間大于 4s； 液泛因子在 0.6-0.85 之間；夾帶量 ev 0.1；降液管液位高度/板間距介于 0.2-0.5 之間；操作點處于液相上限線、液相下限線、漏液線和液泛線之間，在合理范圍內(nèi)；（6）計算得操作彈性 K=3.86，在 3- 4 的合理范圍內(nèi)。因此，T0303 設(shè)計合理。2013降液管液泛%40.811649.951532.051314降液管內(nèi)液體高m0.10281.58820.75

44、4015降液管停留時間s10.64352.15822.129416降液管內(nèi)線速度m/s0.03760.1560.021817降液管底隙速度m/s0.32732.40751.787918系數(shù)/2.10250.09300.076119降液管最小停留時間s4.00004.00004.0000負(fù)荷性能圖參數(shù)1操作點橫坐標(biāo)m3/h30.6422操作點縱坐標(biāo)103m8.3553操作上限百分比-150.00%4操作下限百分比-90.00%X 液相體積流量 m3/hY 氣相體積流量 103*m3/hABBBBACA單流盤塔盤0-操作線1-液相下限線2-液相上限線3-漏液線4-夾帶線5-液泛線洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10

45、000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊3.3 雙效精餾低壓塔 T0303 結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）實際塔板數(shù) n效率 ET=80%，由 Aspen 模擬得理論塔板數(shù)為 21，另設(shè) 4由經(jīng)驗取塊塔板作為溶劑回收段，則實際塔板數(shù)為 n=32。（2）塔頂空間高度HD塔頂空間高度是塔頂?shù)谝粔K板到封頭與接線的距離，作用是安裝塔板和開人孔、破沫裝置，也使氣體中的液滴沉降，減少塔頂出口氣體中液滴夾帶。塔頂空間高度 HD高度為 1.2m，即取 1.2-1.5m，塔徑大時可適當(dāng)增大，本項目中取塔頂部空間HD = 1.2m（3）上封頭高度 H1本設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，公稱直徑 DN = 900mm ，高度h1 = 2

46、25mm ，直邊高度h2 =25mm ，封頭高度為H1 = h1 + h2 = 225 + 25 = 250mm（4）塔底空間高度 HB塔底空間高度是塔底第一塊板到塔底接線的距離，塔底空間具有中間貯槽的作用，塔釜料液在塔底有 10-15min 的儲量，以保證塔底料液排完，保持塔底抽出。對于塔底產(chǎn)量大的底容量可取小些，取 35min 的儲量。本項目中，取塔底液體停留時間為 =5min，則H = Ls ´q +1.5 =7.108´ 5+1.5 = 2.431mB0.6362´ 60AT（5） 進(jìn)料空間高度 HF本項目中，進(jìn)料高度取800mm。（6） 人孔與手孔的設(shè)計

47、為了便于安裝、檢修或內(nèi)部的裝置，需要在21上開設(shè)人手孔。洛化宏達(dá)年產(chǎn) 10000 噸甲基丙烯酸叔丁酯項目歸去來烯團(tuán)隊人手孔的結(jié)構(gòu)基本相同。對于直徑大于或等于 800mm 的塔，采用人孔而非手孔，此外塔頂、塔底進(jìn)料處必須設(shè)人孔。人孔、手孔的基本結(jié)構(gòu)通常是在短筒節(jié)（或管子）上焊接，（手），用螺栓螺母壓緊，兩個之間放有墊片，空蓋上帶有手柄。塔頂塔底、進(jìn)料處各設(shè)一個人孔，每隔 6 塊塔板設(shè)置一個人孔，共設(shè) 6 個人孔，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊人孔，密封面型式為凹凸面 MFM，公稱直徑 DN間距 HP = 800mm 。取為 450mm，設(shè)人（7）裙座高度 Hq塔的裙座可分為圓筒形和兩種。當(dāng)塔的比大于 30 時，風(fēng)力性較差，塔裙上的地腳螺栓或支承截面積需要增加，所以應(yīng)采用裙座（其圓錐半角不大于 15º，其余情況都用圓筒形裙座）。來講，只要條件，應(yīng)盡可能地采用圓筒形裙座，因為它方便，受力合理。本設(shè)計中采用圓筒形裙座?？紤]到塔體及裙座設(shè)計溫度，裙座采用 Q345R 鋼，筒體厚度取為 22mm，外徑與塔釜封頭外徑相等。焊接接頭采用對接型式，連接焊縫采用全焊透的焊，且此塔釜封頭外壁圓滑過渡。排氣孔用于排出塔運行中逸出的氣體，保證和的安全。對于直徑大于 1m 的塔，設(shè)計 4 個排氣孔，排氣的孔直徑 d=80mm，排氣距