乙烯精馏塔的设计说明书.docVIP

乙烯精馏塔的设计说明书7.1.1 设计任务由Aspen模拟得到进料板上 =1.0310 () =0.089141()气相密度=48.142 液相密度=427.29(液体表面张力= 2.9827.1.2 塔和塔板主要工艺尺寸计算塔板横截面的布置计算1、塔径D的计算参考化工原理（下册）表10-1，取板间距H=0.61m 0.13m H-=0.61-0.13=0.48m两相流动参数计算如下 = =（）（）=0.258 参考化工原理（下册）图10-42筛板的泛点关联得：C=0.075 = u=0.1438()本物系不易起泡,取泛点百分率为80%，可求出设计气速=0.80.1438=0.1150 所需的气体流通面积 =1.0310/0.1150=8.9652 根据塔设备系列化规格，将圆整到D=3.6 m 作为初选塔径，因此 重新校核流速u 实际泛点百分率为 选用单溢流，弓形降液管，不设进口堰。 因为弓形降液管具有较大容积，又能充分利用塔面积，且单溢流液体流径长，塔板效率高，结构简单. (1)溢流装置取堰长=0.77D=0.773.6=2.772m, 选择平流溢流堰出口堰高 ，已取=0.13 =2.84E 近似取 E=1.0 =2.841.0 (36000.10310/2.772)2/3=0.06746m =0.13-0.06746=0.06254m取0.05。 hL=hW+hOW=0.05+0.06746=0.1175m 修正后hL对un影响不大,顾塔径计算不用修正.(2) 降液管宽度Wd与降液管面积Af 由/D=0.77查化工原理的图得: Wd/D=0.180 Wd=0.18*3.6=0.648 m (3) 降液管底隙高度hO 因物系较清洁,不会有脏物堵塞降液管底隙,取液体通过降液管底隙速度=0.08m/s. (0.02-0.025) ,取ho=0.6m（3） 塔板布置 取安定区宽度W=0.07m, 取边缘区宽度W=0.05m =0.648m 可得鼓泡区面积 (3)筛板数与开孔率 初取， 呈正三角形排列 = 依下式计算塔板上的开孔率=5.67% 则每层塔板上的开孔面积为： = 7.1.3 筛板能校塔流体力学校核板压降的校核 气体通过筛板压降相当的液柱高度：hp=hc+hL+h(1)干板压降相当的液柱高度取板厚，查化工原理图（下册）图10-45得:Co=0.71 m/s (2)气体穿过板上液层压降相当的液柱高度hl，按面积计算的气体速度 相应的气体动能因子 查化工原理（下册）图10-46 得：=0.68 液柱 (3)克服液体表面张力压降相当的液柱高度h = 气相板压降 液相在降液管内阻力损失其液面落差可忽略不计,即 降液管内当量清夜层高度气体通过每层塔板的液体高度 气体通过每层塔板的压降液沫夹带量的校核 通常限制液沫夹带量不超过10%,泛点百分率为0.83s 故不会产生严重的气泡夹带。漏液点的校核 漏液点的孔速为： = =1.389(m/s)筛孔气速 塔板稳定系数 表明具有足够的操作弹性。根据以上各项流体力学验算，可认为设计的塔径及各工艺尺寸合适。 7.1.3 塔板负荷性能图注：以下计算常用得,E 经验计算,取E=1.0 则 （1）漏液线（气相负荷下限线） u=代入下式求漏液点气速式： u=4.4C 将=0.4002代入上式并整理得： =1.2502 据上式，取若干个值计算相应值,见表1-1，作漏液线（1）(参见图) 表610.00120.050.1100.3030.4100.474（2）过量液沫夹带线依下式计算: =3.2 式中： = h=2.8410E（） =2.5l=(h+h)=令=0.1kg液/kg气，由= 2.982 , H=0.610代入式(2-1)得：0.1=()整理得： 在操作范围中，任取几个值，根据上式算出值列于表1-2中： 表620.00120.050.11015.9913.7812.12依表中数据在作出过量液沫夹带线（1）(参见图) （3）液相上限线取液体在降液管中停留时间为3秒。则 =（）在=0.1618处作出垂线得液相负荷上限线(4)，可知在图上它为与气体流量 无关的垂直线。(参见图)（4）液相下限线取平顶堰堰上液层高度=6，作为液相负荷下限条件，低于此下限,则不能保证板上液流分布均匀。则 h=2.8410E（） 0.006=2.84101.00（）整理得： 在图上处作垂线即为液相下限线。(见图)（5）溢流液泛线由式 和 联立求解。 (1) 联立得 忽略，将与，与，与的关系式代入上式（）=（）（= 整理得： 任取几个值计算值，见表1-3，作出液泛线 (参见图)表1-3000120050.1101.8341.5391.266 操作线 P点为操作点，其坐标为： =1.1734 () =0.13559 ()OP为操作线，OP与线的交点对应气相负荷为,与气相负荷下限线的交点对应气相负荷为可知：操作弹性=负荷性能图如下： 1.2 塔高的计算塔高可按下式计： 1.3设计结果概要及汇总表全塔工艺设计结果总汇设计内容及符号单位结果进料塔板数NT块12实际塔板数N块44液体流量Ls0.10310气体流量Vs0.089141塔顶温度tK251.959塔底温度tK271.789定性压力PKPa板间距HT0.610塔径D3.6空塔气速0.1150塔板溢流形式单溢流-溢流管形式弓型-堰长2.772堰高0.05降液管宽度0648降液管面积1.221边缘区宽度0.05安定区宽度0.07鼓泡区面积7.0591筛孔数n个3016孔径d013.0孔间距t52塔板开孔率%5.67总开孔面积A00.4002塞孔气速2.576气体通过每层塔板板压降Pa627.50气体通过每层塔板的液柱高度hm液柱0.1497降液管低隙高度h00.402堰上液层高度h0.06746降液管停留时间3.67气体通过液层的阻力m液柱0.07987液体表面阻力m液柱0.000219干板阻力hm液柱0.0658雾沫夹带evKg液/Kg气0.00003892负荷上限 -液泛控制负荷下限 -漏液控制气相最大负荷 1.25气相最小负荷 0.36稳定系数k-1.85操作弹性-3.47塔的高度m31塔结构设计：（1）筒体及封头厚度计算筒体厚度：选择16MnR低合金钢，由温度及压力查得C1=0.9 mm C2=1.0mm封头厚度：（2）质量估算：1、筒体和裙座质2、人孔、法兰、接管等附件质量3、内构件质量）4、保温层材料质量5、扶梯、平台质量（扶梯为40kg/m ,平台为150kg/平方米，每隔六米安装一个操作平台，宽为1.2m，包角为180度）通过对塔体进行相应的强度校核，得到以下结果：项目乙烯精馏塔T201最高工作压力（MPa)2.50工作温度（OC)-20.542.415容器类别立式容器封头形状椭圆型封头材料16MnR壁厚(mm)30深度(mm)250直边高度(mm)50焊缝系数1.0高度（m）1.25筒体材料16MnR长度(mm)25.62内径(mm)3600壁厚(mm)30焊缝系数1.0高度（m31桾座类型直通型材料16MnR内径(mm)3600壁厚(mm)30高度(m)3基础环外径(mm)3800内径(mm)3200厚度(mm)12人孔内径(mm)600数目（个）5螺栓螺栓腐蚀余（mm）3螺栓个数50小径(mm)M24