产万吨丁辛醇塔设备选型及计算

摘 前 课题介 研究意 工艺流程及反 工艺流 化学反 物料衡算和热量衡 物料衡 热量衡 能量平衡方 热量衡算任 热量衡算成 塔设备的选 塔设备的设计规 塔设备设计概 设计目 塔设备的比较及选 塔设备的选 正丁醇精制塔T301的选 正丁醇板式精制塔 泡罩 筛板 浮阀 舌形塔及浮动舌形 垂直筛板 塔设备的设计计 正丁醇精制塔数据模 正丁醇精制塔的重要工艺尺寸计 塔径的计 溢流装 塔板布 浮阀个数n及排 正丁醛精制塔塔板流动性能校 正丁醛精制塔负荷性能 塔附件的工艺设 工艺接 机械设 塔体支 塔设备的机械计 合用范 设计规 机械计 最小壁 计算厚 椭圆形封 设计总 设计概 设计评 致 参考文 名（材料与化工学院核心词SelectionandCalculationofTowerEquipmentof400000t/aofOxoChemicalAbstract:Thetowerisanimportantchemicalprocessequipmentiswidelyusedintheproductionprocess,thetowercanmakethegas-liquid,gasandsteam,forclosecontactbetweentheliquid-liquidtwoachievethepurposeofthemasstransferorheat,andultimatelyachievethepurposeofseparation,purificationandsoon.Thedesignis400,000tonsOxochemicalcalculationandselectionfractionatorequipment.Inthisdesign,theuseofAspenPlusconductedamaterialbalanceandheatbalance,calculatethemaindimensionsandthemechanicalpartofthedesignprocessdistillationcolumn,selectiondistillationcolumn,distillationcolumncomputingaccessoryequipmentandoptionstype.Keywords:fractionator;materialbalance;heatbalance;processcalculation;equipmentselection课题介绍40万吨丁辛醇分厂设计，采用某甲醇车间副产的合成气和总研究意义工艺流程及反映2-1图3-175%的正丁醛与全部的重组分，塔顶得到表3-2T0301正丁醛精制T301-T301-T301-TemperaturePressure111Vapor1.5888e-10MoleFlowMassFlowVolumeFlEnthalpy---5.9297e-5.9297e-01.483e-1.852e-PROPY-2.4928e-PROPA-4.0455e-ETHYL-1.5791e-N-BUT-ISOBU-1.9865e-2:2:4-6.5161e-6.1675e-2-1.8149e-0003.7323e-000ETHAN-000T0301正丁醛精制T301- T301- T301-Mass8.8565e-2.7511e-03.267e-4.0794e-PROPY-5.491e-PROPA-8.911e-ETHYL-3.4784e-N-BUT-ISOBU-1.6217e-5.0375e-4.3758e-2:2:4-3.0232e-3.8191e-4.0014e-2.0127e-2.8614e-2.9683e-2-5.2899e-8.4201e-7.8015e-0005.138e-1.7316e-7.5773e-000ETHAN-000热量衡算

QinQoutQlQinQoutQl

QWQout-Qout——Qin——3正丁醇精制塔T301-T301-T301-VaporMass-- ---表3-4正丁醇精制塔T301

- - - 设计目的6个方面来比较。表4-1填料塔和板式塔的比较项 填料 板式

800mm的大塔

1.5m

液气 对液体喷淋量有规 合用范畴比较

安装检 较困 较容材 可用非金属耐腐蚀材 普通金属材 直径800mm下列，普通

重 较 较（一）（二）（三）T301，从塔径考虑，5mT301泡罩塔39mmV-4型、F1T型。舌形塔及浮动舌形塔12%-45%的钢材，造价低且安装维修方便。垂直筛板塔10%20%；4-2压力降压力降Kittel表4-3项 泡 溢流型筛 圆形浮 穿流式筛 条孔大性T30155.1表5-1操作压力 回流 75-2模拟数据表123456789

Lh324.198m3/

Ls0.09m3/

Vh76455.5m3/

Vs21.24m3/

L745.1083kg/m3ρv2.570146kg/m3正丁醇精制塔的重要工艺尺寸计算Lh

324.1981

HT0.8m，塔板液层高度hL0.08m，则HThL图5-1σ

21.24C200.14，则C20

0.14

umax0.12

20745.1083-745.1083-

20取安全系数为0.6，则u0.7umax0.62.04u

⑴

Lw0.7DT0.753.5mLh/Lw324.19813.592.628m3/mh100~130m3/mh图5-2液流收缩系数E⑵h

hw

hwhL-2Lh其中ow E Lw由LW/DT0.7和Lh/LW 324.198/ E图可知：E=1.04 0.00284EL/L20.002841.04324.19820.06m

hwhL

0.080.06图5-3⑶降液管的宽度

和降液管的面积

根据LwDT0.7WdDT0.14，AfAT0.09Wd=0.14DT=0.145=TTA0.785D20.78552TTAf=0.09AT=0.0919.625=τ=AfHT=

15.7s5s是满足规定的⑷0.07～0.25m/s,U0=0.08m/s,Lh0 LL

3.5

h00.02～0.025m,⑴塔板分块，因DT=0.5m,10⑵边沿区宽度Wc与安定区的宽度为边沿区宽度WC:50～75mmDT>2mWC可达0.1m

DT<1.5m时WS

DT>1.5m

WS本次选用

WS=0.075m⑶开孔区面积xDT(WW)5(0.70.075) RDTW50.1 (R2x2A2(R2x2

1x(2.421.7252(2.421.7252

R

2

3.142.42sin1(1.725)

n及排列F1d0=0.039m,

F0

6.8616m/n

43.146.8616

2592.570拟定的塔板采用碳钢且按等腰三角形叉排，塔板厚度δ=3mm,且WCWS=0.075m2600h

0.075

0.077mh0.08m阀孔气速为：U

0nd0

43.142600

6.842m/

6.842

10.969（在经验值范畴内5.2.5

hfhc气体通过干板的压力为73 临界孔速U0cρ1.8252.5701461.8256.25697msU0V 因U0>U0C, U

hc5.34V05.34

2hεhL

0.50.08克服表面张力的压降hσ

4gd

0.0187684 745.10839.810④气体通过板的压降hf和hfhchεhσ0.0439460.04PfghfρL9.810.083946745.1083613.6Pa0.6136KPa板上液流长度ZDT2Wd520.7图5-4根据

2.570146kgm3及HT0.8m查泛点负荷系数图可知

FK1.0F F

10021.24

1360.09F 745,.12.57 66%14.9910.1780%5F05F0=555U0m5

3.1189m/K

U0U0m

2.19371.5~Hd(HThwLHdhfhL

Hd0.153 S

9.79104LWh0

3.50.3214Hd

hfdLfd

0.0839460.089.79104Hd(HThwF=0.80

V

1.363.6F

VS34.65538

S745.10882.5714.9910.17

(HThwhfhwhow 0.00284E(3600L/L)20.002841.04(3600L/3.5)20.3L SAπnd23.1426000.0392

V U

S A0

V

hc5.34V05.34V

5.34

9.7410VS

2.981hβ(hh)0.5(0.02

2)0.010.15L hfhche0.01

S SS2/39.74105VS dh0.153 S0.153 d

h0

3.50.3214 (HThw)hfhwhow0.5(0.80.02)0.010.15L29.74105V20.02

S 整顿得V23901.4374620.123L23 当动能因子F05时会发生严重的漏液，故取动能因子F0=5计算漏液 A πnd

3.1426003.11890.003929.68219m3/ 0

how0.006m,E3.2

0.00298548m3/ HT

0.81.766250.2826m3/

⑺操作弹性弹性操作

56.06图5-5表5-31℃m3/m3/kg/kg/块mZmm5m溢流装 堰mmm

mτsm塔附件的工艺设计进料管的构造类型诸多，有直管进料管，弯管进料管，T型进料管。用泵运输，选用进料管尺寸按管内流速为：UV1.2m44

483.13/3.14DN483.13/3.14管径dp按下式计算，取UV20ms

436003.14436003.14取UV1.2ms

436003.14436003.14塔体是由等直径等壁厚的圆筒和作为头盖和底盖的椭圆行封头构成。由塔径为1.8m950mm5m设计温度240℃，设计压力为3.5MPa。选用16MnR塔总的高

(N2S

TT

HD1.5m。N为实际的塔板数，T0301505个。HTHTHTHTHF10~15min12min计算，得到塔底空间高度为HC状况，本项目选用Q235-A[15]14mm。焊接接头处的裙座应开有缺口。缺口直径为100mm。于裙座的内径>800mm，故裙座壁厚取16mm。

(3000232)(0.2~0.4)103(3000232)(0.2~0.4)10310mm18mm4m，地角螺M30。由于不同的公称直径，因此法兰的选用，都选用PN25.0MPa(250bar)。15m以上的时候，我们会选择设立吊柱，正丁醇精制塔塔的塔高为49.7m，不不大于15m，故设立吊柱。塔径D=5000mm，故我选用的型号为M500kgS1000mm,L3400mm,H1000mmA310块塔板设立450mm7个人孔。人孔伸入塔内部应与塔内壁修平，其边沿需倒棱和磨10mJB4710-GB150-JB/T4337-JB/T4701-指按GB150和JB4710Pc

（mm

dδC1C1C2GB709—查表C1故dδC1C22820.830.8mmGB150—1998规定的

3.851800212710.5

40万吨丁辛醇的生产项目中塔设备的选型及设计，项目的性质为某一石化/煤化总厂设计的一座丙烯制基本有机化工原料的合成分厂。采用的是某甲醇车间副产物的合成气和总厂烯烃炼厂的丙烯为原料，能耗较小。T0301给出了具体的计算和选型阐明。塔设备的设计和选型是建立在对产品Aspenplus,AutoCAD等软件的操Aspenplus进行了精馏塔分离多组分物质的物料衡算和能【1【2】许易真。秦伟。丁辛醇生产技术进展与市场分析，黑龙江，1002-1124()08-0037-03【31009-4725()01-0010-05【4】朱志强等。化工热力学[M].北京：化学工艺出版社，.09【5】路秀林，王者祖。塔设备，北京：化学工业出版社，.03【6【7】程志平，曹志锡等。过程设备设计和选型基础