年處理量為2萬噸丙烯-丙烷分離過程精餾塔設(shè)計(jì)

北京化工大學(xué)北方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）北京化工大學(xué)北方學(xué)院NORTHCOLLEGEOFBEIJINGCHEMICALTECHNOLOGY（2012）屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（理工類）題目：年處理量為2萬噸丙烯-丙烷分離過程精餾塔設(shè)計(jì)學(xué)院：理工學(xué)院專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)學(xué)號：00000000姓名：11111指導(dǎo)教師：2222教研室主任（負(fù)責(zé)人）：2222北京化工大學(xué)北方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE摘要精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式氣液接觸裝置，又稱蒸餾塔。有板式塔和填料塔兩種類型。根據(jù)操作方式又分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。蒸汽從塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)（低沸點(diǎn)）組分不斷地向蒸汽中轉(zhuǎn)移，蒸汽中的難揮發(fā)（高沸點(diǎn)）組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移。蒸汽愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸汽進(jìn)入冷凝器，冷凝的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸汽返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃悍懦觥ｊP(guān)鍵詞：丙烯，精餾塔，浮閥塔，開孔率AbstractDistillationisadistillationtowerforvapor-liquidcontactdevice,alsoknownasdistillation.Aplatecolumnandpackedcolumntypes.Accordingtomodeofoperationaredividedintocontinuousdistillationandbatchdistillation.Steamfromthebottomofthecolumnentry,andthedeclineinliquidcountercurrentcontactwiththetwoincontact,thedropinthevolatileliquid(lowboilingpoint)componentsiscontinuouslytransferredtothesteam.Thedifficultyofsteamvolatile(highboiling)componentcontinuedtodeclineinthetransferofliquid,steamthecloserthetopofthetower,thehighertheconcentrationofitsvolatilecomponents,whilethedeclineintheclosertowerbottomliquid,itshardtobemorevolatilecomponentsrichset,toachievecomponentseparation.Steamrisingfromthetopofthetowerintothecondenser,theliquidpartofthecondensateasrefluxliquidtoreturnintothedistillationtower,therestisremovedasdistillate.Towerbottomoutflowofliquid,someofwhichintothereboiler,thermalevaporation,thesteambacktotower,andtheotherpartoftheliquidasresiduarelease.Keywords：propylene，distillation，propylenedistillationtower，openingrate目錄1緒論 11.1丙烯的性質(zhì) 11.1.1丙烯的物理性質(zhì) 11.1.2丙烯的化學(xué)性質(zhì) 11.2概況 11.3精餾概述 11.4精餾裝置流程 22設(shè)計(jì)計(jì)算 32.1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 32.1.1設(shè)計(jì)(論文)的主要任務(wù) 32.1.2設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容 32.1.3設(shè)計(jì)（論文）的基本要求 32.2設(shè)計(jì)方案的確定 32.3精餾塔的物料衡算 42.3.1原料液及塔頂、塔釜丙烯的摩爾分?jǐn)?shù) 42.3.2原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 42.3.3物料衡算 42.4塔溫的確定 42.4.1確定進(jìn)料溫度 42.4.2確定塔頂溫度 52.4.3確定塔釜溫度 52.5精餾塔板數(shù)的確定 62.5.1最小回流比的計(jì)算 62.5.2計(jì)算最少理論塔板數(shù) 72.5.3實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算 72.5.4進(jìn)料位置的確定 82.6全塔熱量衡算 82.6.1冷凝器的熱量衡算 82.6.2再沸器的熱量衡算 92.6.3全塔熱量衡算 92.7精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 102.7.1物性參數(shù)確定 102.7.2塔徑的計(jì)算 102.7.3塔高的計(jì)算 112.8塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 122.8.1溢流裝置計(jì)算 122.8.2塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 132.9塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 142.9.1氣相通過浮閥塔板的壓降 142.9.2淹塔 152.9.3霧沫夾帶 162.10塔板負(fù)荷性能圖 162.10.1霧沫夾帶線 162.10.2液泛線 172.10.3液相負(fù)荷上限線 182.10.4漏液線 182.10.5液相負(fù)荷下限線 193塔附件設(shè)計(jì) 213.1接管——進(jìn)料管 213.2法蘭筒體與封頭 213.3筒體與封頭 213.3.1筒體 213.3.2封頭 223.4人孔 224結(jié)論 235致謝 246參考文獻(xiàn) 25北京化工大學(xué)北方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第25頁共30頁1緒論1.1丙烯的性質(zhì)1.1.1丙烯的物理性質(zhì)化學(xué)式C3H6，結(jié)構(gòu)簡式為CH3-CH=CH2，是重要的有機(jī)化工原料，丙烯是無色易燃?xì)怏w，帶有甜味，熔點(diǎn)為-185.20C，沸點(diǎn)為-47.401.1.2丙烯的化學(xué)性質(zhì)丙烯的化學(xué)性質(zhì)活潑，雙鍵上可以發(fā)生加成、聚合、氧化反應(yīng)。它是生產(chǎn)丙二醇、聚酯纖維的原料。丙烯在酸性催化劑存在下聚合，生成二聚體、三聚體和四聚體的混合物，可用做高辛烷酯燃料；丙烯與苯發(fā)生傅氏反應(yīng)，生成異丙苯，它是合成苯酚和丙酮的原料。除了在雙鍵發(fā)生反應(yīng)之外，與雙鍵相連的甲基上的氫具有一定的活性，在甲基上可以發(fā)生鹵代和多種氧化反應(yīng)。與氯在高溫下發(fā)生-氫取代反應(yīng)，生成3-氯-1-丙烯，這是制取甘油、樹脂的原料。1.2概況丙烯，是三大合成材料的基本原料,在化工生產(chǎn)中扮演著重要的角色。主要用于生產(chǎn)丙烯腈、異丙烯、丙酮和環(huán)氧丙烷等。丙烯的生產(chǎn)技術(shù)方法有很多種,常用的有從裂解氣、煉廠氣中分離技術(shù)、醇脫水技術(shù)以及鹵代烷脫鹵代氫技術(shù)。其中又以鹵代烷脫鹵代氫技術(shù)最為常用，鹵代烷脫鹵代氫比烴類蒸汽裂解技術(shù)能產(chǎn)生更多的丙烯。但當(dāng)使用丙烷脫氫制備丙烯技術(shù)制備丙烯時(shí)，總收率只有74%～86%,丙烷不能全部轉(zhuǎn)化為丙烯，反應(yīng)產(chǎn)物會是丙烷與丙烯的混合物。因此，研究丙烯與丙烷的分離技術(shù)至關(guān)重要。1.3精餾概述蒸餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝達(dá)到輕重組分分離的方法。蒸餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計(jì)和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。蒸餾過程按操作方式可分為間歇精餾和連續(xù)精餾。間歇精餾是一種不穩(wěn)態(tài)操作，主要應(yīng)用于批量生產(chǎn)或某些有特殊要求的場合；連續(xù)蒸餾為穩(wěn)態(tài)的連續(xù)過程，是化工生產(chǎn)常用的方法。蒸餾過程按蒸餾方式可分為簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾和特殊精餾等。簡單蒸餾是一種單級蒸餾操作，常以間歇方式進(jìn)行。平衡蒸餾也是一種單級蒸餾操作，常以連續(xù)方式進(jìn)行。簡單蒸餾和平衡蒸餾一般用于較易分離的體系或分離要求不高的體系。對于較難分離的體系可采用精餾，用普通精餾不能分離體系則可采用特殊精餾。特殊精餾是在物系中加入第三組分，改變被分離組分的活度系數(shù)，增大組分間的相對揮發(fā)度，達(dá)到有效分離的目的。特殊精餾有萃取精餾、恒沸精餾和鹽溶精餾等。精餾過程按操作壓強(qiáng)可分為常壓精餾、加壓精餾和減壓精餾。一般說來，當(dāng)總壓強(qiáng)增大時(shí)，平衡時(shí)氣相濃度與液相濃度接近，對分離不利，但對在常壓下為氣態(tài)的混合物，可采用加壓精餾；沸點(diǎn)高又是熱敏性的混合液，可采用減壓精餾。1.4精餾裝置流程精餾就是通過多級蒸餾，使混合氣液兩相混合接觸和分離，并進(jìn)行質(zhì)量和熱量的傳遞，是混合物中的組分達(dá)到高程度的分離，進(jìn)而得到高純度的產(chǎn)品。流程如下：將原料（丙烯和丙烷的混合液體）經(jīng)進(jìn)料管由精餾塔中的某一位置（進(jìn)料板處）流入塔內(nèi)，開始精餾操作；當(dāng)釜中的料液建立起適當(dāng)液位時(shí)，再沸器進(jìn)行加熱，使之部分汽化返回塔內(nèi)。氣相沿塔上升至塔頂，由塔頂冷凝器將其進(jìn)行全部或部分冷凝。將塔頂蒸氣凝液一部分作為塔頂產(chǎn)品取出，稱為餾出物。另一部分凝液作為回流返回塔頂?；亓饕簭乃斞厮飨?，在下降過程中與來自塔底的上升蒸氣多次逆向接觸和部分分離。當(dāng)流至塔底時(shí)，被再沸器加熱部分汽化，其氣相返回塔內(nèi)作為氣相回流，而其液相則作為塔底產(chǎn)品采出。2設(shè)計(jì)計(jì)算2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目：年處理量為2萬噸丙烯—丙烷分離過程精餾塔設(shè)計(jì)2.1.1設(shè)計(jì)(論文)的主要任務(wù)(1)設(shè)計(jì)要求年處理量：20000t，每年按300天計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。原料組成：60%的丙烯和40%的丙烷（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）產(chǎn)品組成：塔頂丙烯含量不得低于98%，釜液丙烯含量不得大于2%總塔板效率為0.6(2)操作條件塔頂壓強(qiáng)1.72MPa（表壓）；進(jìn)料熱狀況，自選；回流比，自選；塔釜加熱蒸汽壓力506kPa；單板壓降不大于0.7kPa；塔板形式為浮閥。2.1.2設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容（1）精餾塔的物料衡算及塔板數(shù)的確定（2）精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算（3）精餾塔的塔體及塔板工藝尺寸計(jì)算（4）塔板的流體流體力學(xué)驗(yàn)算（5）塔板的負(fù)荷性能圖的繪制（6）精餾塔接管尺寸計(jì)算（7）繪制帶控制點(diǎn)的生產(chǎn)工藝流程圖（A2圖紙）（8）繪制主體設(shè)備圖（A2圖紙）2.1.3設(shè)計(jì)（論文）的基本要求（1）熟練查閱與課題有關(guān)資料（2）能在老師的指導(dǎo)下，綜合運(yùn)用所學(xué)知識和自學(xué)知識確立設(shè)計(jì)方案（3）能按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)（4）能獨(dú)立撰寫設(shè)計(jì)任務(wù)書，要求語言流暢、邏輯性強(qiáng)、觀點(diǎn)正確，能獨(dú)立繪制設(shè)計(jì)圖紙。2.2設(shè)計(jì)方案的確定本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離丙烯和丙烷混合物。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)操作方式的浮閥式精餾裝置。本設(shè)計(jì)采用泡點(diǎn)進(jìn)料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)，塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點(diǎn)下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送入儲罐。該物系屬易分離物系，操作回流比取最小回流比的1.6倍，塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品冷卻后送至儲罐。2.3精餾塔的物料衡算2.3.1原料液及塔頂、塔釜丙烯的摩爾分?jǐn)?shù)丙烯的摩爾質(zhì)量MA=42.08kg/kmol，丙烷的摩爾質(zhì)量MB=44.10kg/kmol原料液丙烯的摩爾分?jǐn)?shù)：塔頂丙烯的摩爾分?jǐn)?shù)：塔釜丙烯的摩爾分?jǐn)?shù)：2.3.2原料液及塔頂、塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量 原料液產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：塔頂產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：塔釜產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量：2.3.3物料衡算原料處理量：總物料衡算：丙烯物料衡算：聯(lián)立解得2.4塔溫的確定2.4.1確定進(jìn)料溫度操作壓力為（絕對壓力）假設(shè)：泡點(diǎn)進(jìn)料，溫度為450C，依查參考資料1，圖1-44得到平衡常數(shù)值。因?yàn)樗源_定進(jìn)料溫度為450C，進(jìn)料組成的值見表2.12.4.2假設(shè)：塔頂露點(diǎn)溫度為440C,同理查參考資料1，圖1-44得因?yàn)樗源_定塔頂溫度為440C，塔頂物料組成的值見表2.22.4.3確定塔釜溫度假設(shè)：塔釜溫度為500C，查參考資料1，圖1-35得因?yàn)檎`差超過2%，說明假設(shè)的溫度過高。再假設(shè)：塔釜溫度為490C，查參考資料1，圖1-35得因?yàn)樗源_定塔釜溫度為490C，計(jì)算過程數(shù)據(jù)見表2.3、表2.表2.1進(jìn)料組成的值進(jìn)料0.6111.080.659880.3890.90.35010共計(jì)1.0001.911.00998表2.2塔頂物料組成的值塔頂物料0.9810.9840.99690.0190.980.01938共計(jì)1.00001.8741.01628表2.3塔釜溫度計(jì)算過程數(shù)據(jù)（一）塔釜物料0.0211.150.024150.9791.051.02795共計(jì)1.00002.201.0521表2.4塔釜溫度計(jì)算過程數(shù)據(jù)（二）塔釜物料0.0211.120.023520.9791.000.9790共計(jì)1.00002.121.002522.5精餾塔板數(shù)的確定2.5.1最小回流比的計(jì)算eq\o\ac(○,1)求相對揮發(fā)度差參考資料2,66頁式（7-18）代入數(shù)據(jù)，得：丙烯丙烷所以其相對揮發(fā)度為相對揮發(fā)度見表2.5表2.5相對揮發(fā)度組分丙烯0.9841.121.04981.0605丙烷0.981.000.9899eq\o\ac(○,2)求最小回流比及操作回流比查參考資料2,87頁式（7-40）因?yàn)槭桥蔹c(diǎn)進(jìn)料進(jìn)料丙烯-丙烷的現(xiàn)對揮發(fā)度：塔頂丙烯-丙烷的相對揮發(fā)度：塔釜丙烯-丙烷的相對揮發(fā)度：所以平均相對揮發(fā)度為：得相平衡方程式最小回流比取操作回流比2.5.2計(jì)算最少理論塔板數(shù)全回流時(shí)所需的最少理論塔板數(shù)（不包括再沸器）：2.5.3實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算由公式，得回流比下所需理論板數(shù)：實(shí)際塔板數(shù)：2.5.4進(jìn)料位置的確定求精餾段理論板數(shù)：由公式，得：故進(jìn)料位置為塔頂數(shù)起的第40層板處。2.6全塔熱量衡算2.6.1冷凝器的熱量衡算按參考資料2,31頁式（6-27）式中——冷凝器的熱負(fù)荷，——每千克塔頂蒸汽的焓，；——每千克塔頂液產(chǎn)品的焓，；——每千克氣相純組分的焓，；——每千克液相純組分的焓，；——混合熱。查參考資料3,158頁圖10-4，圖10-5，得：丙烯丙烷式中——每千克由冷凝器上升蒸汽的焓，；——每千克冷凝液的焓，。2.6.2再沸器的熱量衡算依據(jù)參考資料2,32頁式（6-30），再沸器熱損失忽略不計(jì)，得：式中——再沸器的熱負(fù)荷，；——提餾段上升蒸汽的量，；——提餾段下降液體的量，；——每千克由再沸器上升的蒸汽焓，；——每千克釜液的焓，；——每千克在提餾段底層塔板上的液體焓，查參考資料3,158頁圖10-4，圖10-5，圖10-6得：丙烯丙烷2.6.3全塔熱量衡算依據(jù)參考資料2,33頁式（6-32）得:式中——熱量損失，；——每千克進(jìn)料的焓，。丙烯丙烷左邊=

右邊=所以，左邊=右邊。2.7精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算2.7.1物性參數(shù)確定表2.6物性參數(shù)塔頂壓力/KPa溫度/0氣相密度/kg/m3液相密度/kg/m3液相表面張力/mN/m1820442.604704.76塔底壓力溫度氣相密度液相密度液相表面張力1985493.504473.602.7.2塔徑的計(jì)算氣相質(zhì)量流量：液相質(zhì)量流量：轉(zhuǎn)換成體積流量：氣相體積流量：液相體積流量：兩相流動參數(shù)：初選塔板間距，查參考資料4，237頁篩板塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖，得：，所以，氣體負(fù)荷因子：液泛氣速：取泛點(diǎn)率0.7則操作氣速：氣體流道截面積：選取單流型弓形降液管塔板，查參考資料4，164頁，取，則截面積：塔徑：園整后，取符合參考資料5,237頁表(10.2.6)及231頁表(10.2.2)的要求。塔板實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)校正：實(shí)際面積：降液管截面積：氣體流道截面積：實(shí)際操作氣速：實(shí)際泛點(diǎn)率：（要求在0.6至0.8之間）降液管流速：2.7.3塔高的計(jì)算實(shí)際塔板數(shù)為，理論塔板數(shù)（包括再沸器），其中精餾段40塊，提餾段47塊，則（塊）實(shí)際精餾段為67-1=66塊；提餾段為77塊，塔板間距有效高度：，進(jìn)料處兩板間距增大為0.8m設(shè)8個人孔，每個人孔0.8m，裙座取5m，塔頂空間高度1.5m，釜液上方氣液分離高度取1.8m.設(shè)釜液停留時(shí)間為20min，排出釜液流量：密度為釜液高度：，取其為0.03m總塔高度：2.8塔板主要工藝尺寸的計(jì)算2.8.1因塔徑，可選用單溢流弓形降液管，采用凹型受液管。eq\o\ac(○,1)堰長取eq\o\ac(○,2.)溢流堰高度溢流堰高度計(jì)算公式選用平直堰，堰上液層高度依下式計(jì)算，即近似取，則取板上液層高度，故eq\o\ac(○,3)弓形降液管寬度及截面積由，查參考資料6，38頁圖（3-5）得,,,故依參考資料6，38頁式(3-41)驗(yàn)算液體在降液管中停留時(shí)間,即故降液管設(shè)計(jì)合理/eq\o\ac(○,4)降液管底隙高度計(jì)算公式取,則故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。2.8.2塔板布置及浮閥數(shù)目與排列取閥孔動能因數(shù)，用參考資料6,42頁（3-47）求孔速，即依參考資料6,42式（3-48）求每層塔板上的浮閥數(shù)，即注：采用F1型浮閥，重閥浮閥孔的直徑取邊緣區(qū)寬度，破沫區(qū)寬度。依參考資料6,40頁式（3-45）計(jì)算鼓泡區(qū)面積，即浮閥排列方式采用等腰三角形叉排。取同一橫排的孔心距則可按下式估算排間距，即考慮到塔的直徑較大，必須采用分塊式塔板，而各分塊的支承與銜接也要占取一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用107mm，而應(yīng)小于此值，故取。按，以等腰三角形叉排方式作圖，可得個。按重新核算孔速及閥孔動能因數(shù)：閥孔動能因數(shù)變化不大，仍在9~12范圍內(nèi)。塔板開孔率=2.9塔板流體力學(xué)驗(yàn)算2.9.1氣相通過浮閥塔板的壓降可根據(jù)參考資料6,42頁式（3-49）計(jì)算塔板壓降，即eq\o\ac(○,1)干板阻力由參考資料6,43頁式（3-52）先計(jì)算臨界孔速，即因，則可按參考資料6,42頁式（3-50）計(jì)算，即eq\o\ac(○,2)板上充氣液層阻力本設(shè)計(jì)分離丙烯和丙烷的混合物，即液相為碳?xì)浠衔铮扇〕錃庀禂?shù)。依參考資料6,43頁式（3-53）計(jì)算，即eq\o\ac(○,3)克服表面張力所造成的阻力因本設(shè)計(jì)采用浮閥塔，其很小，可忽略不計(jì)。因此，氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋篹q\o\ac(○,4)單板壓降2.9.2淹塔為了防止淹塔現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度?？捎孟率接?jì)算，即與氣體通過塔板的壓降相當(dāng)?shù)囊褐叨?。液體通過降液管的壓頭損失，因不設(shè)進(jìn)口堰，故按參考資料6,45頁式（3-62）計(jì)算，即板上液層高度，取因此取，，則可見，符合防止淹塔的要求2.9.3霧沫夾帶按參考資料6,44頁式（3-58）及式（3-59）計(jì)算泛點(diǎn)率：板上液體流徑長度：板上液流面積：丙烯和丙烷可按正常系統(tǒng)按參考資料6,44頁表（3-3）取物性系數(shù)，又由參考資料6,44頁圖（3-10）查得泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)，將以上數(shù)據(jù)代入?yún)⒖假Y料6,44頁式(3-58)，得：又按參考資料6,44頁式（3-59）計(jì)算泛點(diǎn)率，得：計(jì)算出的泛點(diǎn)率都在80%以下，故可知霧沫夾帶量能夠滿足液汽的要求。2.10塔板負(fù)荷性能圖2.10.1霧沫夾帶線按參考資料6,44頁式（3-58）做出，即對于一定的物系及一定的塔板結(jié)構(gòu)，式中、、、、及均為已知值，相對于的泛點(diǎn)率上限值亦可確定，將各已知數(shù)代入上式，便得出的關(guān)系式，據(jù)此做出霧沫夾帶線。按泛點(diǎn)率=計(jì)算如下：整理得：（1）或霧沫夾帶線為直線，則在操作范圍內(nèi)任取兩個值，依式（1）算出相應(yīng)的值列于表2.7中。表2.7霧沫夾帶線數(shù)據(jù)0.0010.0022.442.422.10.2液泛線由確定液泛線。忽略式中項(xiàng)，將參考資料6式（3-62）、式（3-42）、式（3-50）、（3-51）及代入上式，得到：物系一定，塔板結(jié)構(gòu)尺寸一定，則、、、、、、及等均為定值，而與又有如下關(guān)系，即：式中閥孔數(shù)與孔徑亦為定值。因此，可將上式簡化，得：（2）在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依式（2）算出相應(yīng)的值列于表2.8中。表2.8液泛線數(shù)據(jù)0.00050.0010.00150.0020.420.410.400.392.10.3液相負(fù)荷上限線液相的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于3~5s。依參考資料6,38頁式（3-41）知液體在降液管停留時(shí)間求出上限液體流量值（常數(shù)），在圖上，液相負(fù)荷上限線為與氣體流量無關(guān)的豎直線。以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則（3）2.10.4漏液線對于F1型重閥，依計(jì)算，則又知，即式中、、均為已知數(shù)，故可由此式求出氣相負(fù)荷的下限值，據(jù)此作出與液相流量無關(guān)的水平漏液線。以作出規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則（4）2.10.5液相負(fù)荷下限線取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，依下列的計(jì)算式計(jì)算出下限值，依次作出液相負(fù)荷下限線，改線為與氣相流量無關(guān)的豎直直線。取，則（5）很據(jù)本設(shè)計(jì)附表1、附表2及式（3）~（5）可分別作出塔板負(fù)荷性能圖上的5條線，見附圖。圖2.1塔板負(fù)荷性能圖由塔板負(fù)荷性能圖可以看出：eq\o\ac(○,1)在任務(wù)規(guī)定的氣液負(fù)荷下的操作點(diǎn)A（設(shè)計(jì)點(diǎn)），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。eq\o\ac(○,2)塔板的氣相負(fù)荷上限完全由霧沫夾帶控制。eq\o\ac(○,3)按照固定的液氣比，由圖2.1查出塔板的氣相負(fù)荷上限，氣相負(fù)荷下限。所以操作彈性將計(jì)算結(jié)果匯總列于表2.9中。表2.9浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)結(jié)果項(xiàng)目數(shù)值及說明備注塔徑1.7板間距0.45塔板形式單溢流弓形降液管分塊式塔板空塔氣速0.135堰長1.19堰高0.0608板上液層高度0.05降液管底隙高度0.0434浮閥數(shù)/個70等腰三角形叉排閥孔氣速5.918閥孔動能因數(shù)9.54臨界閥孔氣速6.222孔心距0.075指同一橫排的孔心距排間距0.107指相鄰兩橫排的中心線距離單板壓降382.69液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間6.81降液管內(nèi)清液層高度0.0095泛點(diǎn)率10.5氣相負(fù)荷上限2.30霧沫夾帶控制氣相負(fù)荷下限0.78操作彈性2.953塔附件設(shè)計(jì)3.1接管——進(jìn)料管本設(shè)計(jì)采用直管進(jìn)料管，管徑的計(jì)算如下：式中——流體體積流量，；——流體流速，；——管子直徑，。取，得取的進(jìn)料管。3.2法蘭筒體與封頭由于常壓操作，所有法蘭均采用標(biāo)準(zhǔn)管法蘭，平焊法蘭，有不同的公稱選用相應(yīng)法蘭。根據(jù)進(jìn)料管選取進(jìn)料管接管法蘭：，。3.3筒體與封頭3.3.1筒體用鋼板卷制而成的筒體，其公稱直徑的值等于內(nèi)徑。當(dāng)筒體直徑較小時(shí)可直接采用無縫鋼管制作，此時(shí)公稱直徑的值等于鋼管外徑。根據(jù)所設(shè)計(jì)的塔徑，先按內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)厚度，厚度計(jì)算公式如下：式中——計(jì)算壓力，MPa，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定;——塔徑；——焊接接頭系數(shù)，對筒體指縱向焊接系數(shù)；——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa，與鋼板的厚度有關(guān)。由上式計(jì)算出的計(jì)算厚度加上腐蝕裕量得到設(shè)計(jì)厚度。3.3.2封頭本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭，由公稱直徑，查得曲面高度，直邊高度。選用封頭。3.4人孔人孔是安裝或檢修人員進(jìn)出塔的唯一通道。一般每隔8~10塊塔板1個人孔，本設(shè)計(jì)的精餾塔共設(shè)1