10-典型设备设计说明书

四川维尼纶厂15万吨/年VAc联产20万吨/年HAc项目设备设计说明书 4齐齐哈尔大学Rainbow团队目 录第一章 设备设计说明11 单元操作过程设备概述11.1 过程设备设计基本原则与要求11.2 过程设备设计的作用11.3 过程设备设计与选型的主要内容1第二章 塔设备32 塔设备设计选型32.1 塔设备选型设计依据32.2 塔设备设计要求32.3 塔类型的选择42.3.1 板式塔52.3.2 填料塔72.3.3 塔类型的选择原则102.4 塔设备选型来源112.5 塔结构设计反应精馏塔T0202112.5.1 塔型选择112.5.2 塔盘类型选择122.5.3 以T0202精馏塔为例设计参数132.5.3.1 组成132.5.3.2 设计参数142.5.4 操作数据142.5.5 部分塔段设计工艺手工计算示例（以T0202精馏段为例）152.5.6 提馏段设计252.6 塔结构设计（Aspen Plus设计校核）272.6.1 介质组成与选材272.6.2 塔盘塔体结构设计282.7 塔机械结构计算与校核312.7.1 T0202精馏塔高度确定312.7.2 接管设计332.7.3 设计条件332.7.4 塔体机械强度校核332.7.5 塔设备条件图512.8 塔设备选型一览表52第三章 气液分离器选型533.1 设计依据533.2 气液分离器的分类533.3 设计目标533.4 气液分离罐的设计（V0101）533.4.1 气液分离器工艺参数533.4.2 类型选择543.4.3 尺寸设计543.5 塔顶回流分离罐的设计（V0302）563.5.1 气液分离器工艺参数563.5.2 尺寸设计573.6 选型结果593.7 气液分离器机械强度校核（V0302）59第四章 泵选型714.1 泵类型和特点714.2 泵选型原则724.3 具体选型（以P0201塔进料泵为例）744.4 泵选型一览表79第五章 压缩机选型815.1 压缩机分类815.2 压缩机适用范围825.3 压缩机选型示例825.3.1 压缩机工艺参数825.3.2 压缩机选型结果825.4 汽轮机机选型83第六章 储罐选型846.1 选型依据846.2 储罐类型846.3 储罐系列846.4 选型原则856.5 原料储罐866.5.1 醋酸甲酯储罐866.5.2 合成气储罐876.6 产品储罐876.6.1 醋酸乙烯酯储罐876.6.2 乙醛储罐886.6.3 醋酐储罐896.6.4 乙酸储罐896.7 回流罐选型906.7.1 T0101(V0102)906.7.2 T0201(V0201)906.7.3 T0202(V0202)916.7.4 T0301(V0301)916.7.5 T0303(V0303)916.8 罐选型一览表91第七章 换热器选型937.1 换热器型设计依据937.2 换热器类型简介937.3 换热器选用原则967.3.1 基本要求967.3.2 介质流程967.3.3 终端温差977.3.4 流速选择977.3.5 压力降987.3.6 传热膜系数987.3.7 污垢系数997.3.8 换热管997.4 换热器型号表示方法1017.5 换热器选型示例（以E0102为例）1017.5.1 选型用软件一览1017.5.2 设计条件1027.5.3 换热器的计算1027.5.4 换热器的结构校核1047.5.5 尺寸结果1047.6 换热器机械强度计算校核1057.7 换热器设备条件图1397.8 换热器选型一览表140第一章 设备设计说明1 单元操作过程设备概述1.1 过程设备设计基本原则与要求过程设备最基本的要求是满足安全性与经济性，安全是核心，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。经济性包括经济的制造过程，经济的安装、使用与维护，设备的长期安全运行本身就是最大的经济。在满足工艺要求的前提下，为了确保安全与经济，过程设备应满足以下基本要求。首先，结构合理，安全可靠。过程设备上所有部件都必须有足够的强度、刚度和稳定性，可靠的密封性和一定的耐久性。其次，设备必须具有先进的技术经济指标，技术经济指标是衡量过程设备优劣的重要参数。再次，运转性能好，操作简单，运转方便；最后，还要具有优良的环境性能。上述要求很难全部满足，设计选用时应针对具体问题具体分析，满足主要要求，兼顾次要要求。1.2 过程设备设计的作用设备工艺设计是工程设计的基础。化工设备从工艺设计的角度可以分为两类：一类是标准设备或定型设备，是成批、成系列生产的设备，并可以从厂家的产品目录或手册中查到其规格及型号，可直接从设备生产厂家购买；另一类是非标设备或称非定型设备，是根据工艺要求、通过工艺计算及设备专业设计人员设计、需要专门设计的特殊设备，然后由有资格的厂家制造。1.3 过程设备设计与选型的主要内容（1）确定单元操作所用设备的类型。这项工作应与工艺流程设计结合起来进行。（2）确定设备的材质。根据工艺操作条件（温度、压力的性质）和对设备的工艺要求确定符合要求的设备材质。这项工作应与设备设计专业人员共同完成。（3）确定设备的设计参数。设备的设计参数是由工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备的工艺计算多项工作得到的。对不同的设备，它们有不同的设计参数。对塔设备，需要确定进出口物料的流量、组成、温度、压力塔径与塔的材质、填料类型与填料高度或塔板类型与塔板量等，对于精馏塔还要确定塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷、换热流体的种类等；对换热器，则需要知道热负荷、换热面积；冷热流体的种类及流量。（4）确定定型设备（即标准设备）的型号或牌号以及数量。定型设备是一些加工厂成批、成系列生产的设备，即那些可以直接向生产厂家订货或购买的现成设备。对已有标准图纸的设备，确定标准图的图号和型号。随着中国化工设备标准化的推进，有些本来用于非标设备的化工装置，已逐步走向系列化、定型化。这些设备包括换热器系列、容器系列、搪玻璃设备系列以及圆泡罩、F1型浮阀和浮阀塔塔盘系列等，它们已经有了国家标准。（5）对非标设备，向化工设备专业设计人员提出设计件和设备草图，明确设备的型式、材质、基本设计参数、管口、维修安装要求、支承要求及其他要求（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等）。（6）编制工艺设备一览表。在初步设计阶段，根据设备工艺设计的结果，编制工艺设备一览表，可按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制。初步设计阶段的工艺设备一览表作为设计说明书的组成部分提供给有关部门进行设计审查。140齐齐哈尔大学Rainbow团队第二章 塔设备2 塔设备设计选型2.1 塔设备选型设计依据表2-1 参照表标准化工设备设计基础规定HG/T 20643-2012钢制化工容器强度计算规定20582-2011钢制化工容器结构设计规定20583-2011石油化工塔型设备设计规范SH 3030-2009钢制压力容器GB 150-2011钢制塔制容器JB/T 4710-2005压力容器封头GB/T25198-2010塔顶吊柱HG/T 21639-2005常压人孔HG 21515-2014化工工艺设计手册（第五版）2.2 塔设备设计要求塔设备主要用于传质过程，因此首先必须使气液两相充分接触，以获得较高的传质效率；同时还应保证塔设备的经济性。为了满足工业生产的需求，塔设备应满足以下基本要求： （1）分离效率高，达到一定分离程度所需塔的高度低； （2）生产能力大，单位塔截面积处理量大； （3）操作弹性大，对一定的塔器，操作时气液流量的变化会影响分离效率。 若将分离效率最高时的气液负荷作为最佳负荷点，可把分离效率比最高效率下降 15%的最大负荷与最小负荷之比称为操作弹性，易于稳定操作； （4）气体阻力小可使气体的输送功率消耗小。对真空精馏来说，降低塔器 对气流的阻力可减小塔顶、塔底间的压差，降低塔底操作的压强，从而可降低塔 底溶液泡点，降低对塔釜加热剂的要求，还可防止塔底物料的分解； （5）结构简单，设备取材面广便于加工制造与维修，价格低廉，适用面广。 2.3 塔类型的选择塔类型可按不同作用分类，如操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、反应塔和干燥塔；按形成相际接触界面的方式分为具有固定相界面的塔和流动过程中形成相界面的塔；也有按塔釜形式分类的，工业上使用的塔类型主要是填料塔和板式塔两种，通过操作性能和成本费用来对两者做以下比较：表2-2 填料塔和板式塔的比较项目填料塔板式塔塔径适宜于大小塔径的塔，但对大塔要解决液体再分布的问题一般推荐使用塔径大于800mm的大塔压力降压力较小，较适于要求压力降小的场合压力降一般比填料塔大空塔气速空塔气速较大空塔气速大塔效率分离效率高，塔径1.5m以下效率高，随着塔径增大，效率常会下降效率较稳定，大塔板效率比小塔板有所提高液气比对液体喷淋量有一定要求适用范围较大持液量较小较大安装检修较困难较容易材料可用非金属耐腐蚀材料一般用金属材料造价直径800mm以下，一般比板式塔便宜，直径增大，造价显著增加直径大时一般比填料塔造价低重量较重较轻类型选择时需要考虑多方面的因素，如物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔的制造、安装、运转和维修等。对于真空精馏和常压精馏，通常填料塔塔效率优于板式塔，应优先考虑选用填料塔，其原因在于填料充分利用了塔内空间，提供的传质面积很大，使得汽液两相能够充分接触传质。而对于加压精馏，若没有特殊情况，一般不采用填料塔。这是因为填料塔的投资大，耐波动能力差。同样，吸收过程也分为液膜控制、气膜控制和介于两者之间的共同控制吸收三种类型。气膜控制的吸收与真空精馏相似，应优先考虑选用高效规整填料塔；液膜控制的吸收与加压精馏相似，往往选用板式塔或汽液湍动大、持液量高的散装填料塔；介于两者之间的，宜采用比表面积大、持液量高、液相湍动大的填料塔，一般多采用散装填料塔。对于多数情况，D800mm的，宜用板式塔，D104(100)中等真空度以上压力及有污染的有机物蒸馏，常压和高压吸收(解吸)，改造填料塔及部分板式塔，重水最终分离装置，用作静态混合单元Kerapak1.72.053107(0.40.8)458151025105(15000)高温或有腐蚀性介质的蒸馏与吸收，热交换器、除雾器、催化剂载体等2.3.3 塔类型的选择原则 类型选择时需要考虑多方面的因素，如物料性质、操作条件、塔设备的性能， 以及塔的制造、安装、运转和维修等。对于真空精馏和常压精馏，通常填料塔塔效率优于板式塔，应优先考虑选用填料塔，其原因在于填料充分利用了塔内空间， 提供的传质面积很大，使得汽液两相能够充分接触传质。而对于加压精馏，若没有特殊情况，一般不采用填料塔。这是因为填料塔的投资大，耐波动能力差。具体来讲，应着重考虑以下几个方面： 一、与物性有关的因素 1.易起泡的物系，如处理量不大时，以选用填料塔为宜。因为填料能使泡沫 破裂，在板式塔中则易引起液泛。 2.具有腐蚀性的介质，可选用填料塔。如必须用板式塔，宜选用结构简单、 造价便宜的筛板塔盘、穿流式塔盘或舌形塔盘，以便及时更换。 3.具有热敏性的物料须减压操作，以防过热引起分解或聚合，故应选用压力降较小的塔型。 4.粘性较大的物系，可以选用大尺寸填料。板式塔的传质效率太差。 5.含有悬浮物的物料，应选择液流通道大的塔型，以板式塔为宜。6操作过程中有热效应的系统，用板式塔为宜。 二、与操作条件有关的因素 1.若气相传质阻力大，宜采用填料塔。 2.大的液体负荷，可选用填料塔。 3.液气比波动的适应性，板式塔优于填料塔。4.操作弹性，板式塔较填料塔大，其中以浮阀塔最大，泡罩塔次之。 三、其他因素 1.对于多数情况，塔径大于 800mm 地，宜用板式塔，小于 800mm 时，则可选用填料塔。但也有例外，鲍尔环及某些新型填料在大塔中的使用效果可优于板式塔。2.一般填料塔比板式塔重。 3.大塔以板式塔造价较廉。2.4 塔设备选型来源塔内参数由多方面决定，尤其与工艺参数有着密切的关系。所以在设备选型中利用其他软件进行选型。表2-5 塔设备选型所用标准及应用软件项目工具来源作用标准来源化工设备设计全书塔设备设计化学工业部设备设计技术中心站主编（2002年）设计标准化工工艺设计手册（第五版）中国石化集团上海工程有限公司编（2018年）设计标准应用软件Aspen Plus V10.0Aspen Tech公司开发模拟水力学参数及选型结果核算SW6-2011v3.1全国化工设备设计技术中心站塔机械强度设计与校核2.5 塔结构设计反应精馏塔T02022.5.1 塔型选择精馏塔由普通精馏段和提馏段共同组成。T0202塔上部为精馏段，下部位提馏段。精馏塔和提馏段的类型可为板式塔，根据2.3.3塔类型选取原则做比较，由于板式塔相对于填料塔来说持液量较大，又适用于较高压力操作，综合考虑反应物系的各种性质，本塔选用板式塔作为设计基准。2.5.2 塔盘类型选择板式塔是分级式接触型气液传质设备，种类繁多。根据目前国内外实际使用的情况，主要的塔型是泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形塔、浮动喷射塔等。表2-6 不同板式塔比较塔盘型式结构优点缺点用途泡罩型圆形泡罩复杂弹性好，无泄漏费用高，板间距大，压降大特定要求S型泡罩塔板稍简单简化性能浮阀条形浮阀简单操作弹性好塔板效率高处理能力大无异常缺点加压传压下的气液传质重盘式浮阀复杂T形浮阀简单穿流型筛板（溢流式）简单正常负荷下的效率高。费用最低 压力降小稳定操作范围窄，易堵易泄露变动量少且不析出固体波纹筛板简单处理量大压降小， 便宜效率低，弹性小，量少粗蒸馏栅板简单处理量大，压力降 小，便宜塔效率低，弹性较小， 量少粗蒸馏从上表中综合比较： (1)浮阀塔在蒸汽负荷、操作弹性、效率和价格方面比泡罩塔适宜。(2)筛板塔造价低、压降小，但是操作弹性较差。塔板选择考虑到由于处理量比较大，以及分离要求高，该塔选用筛板应用于上部精馏段和下部提馏段，反应段出于压降大，且由于板上筛孔始终处于气相鼓泡或漏液状态，板上传质孔不易堵塞，适用于乙酸这种易不堵体系，因而选择筛板用于反应段。2.5.3 以T0202精馏塔为例设计参数T0202精馏塔基于ASPEN PLUS运行模拟结果的参数进行塔的设计，基础设计参数见下表：2.5.3.1 组成表2-7 设计参数介质名称摩尔分数C4H6O20.144C2H4O20.144C6H10O40.04C4H6O30.656C2H4O0.016C3H6O20.144CO0.144H20.04介质名称摩尔流量（kmoL/h）C4H6O2211.715C2H4O2211.715C6H10O458.058C4H6O3963.573C2H4O23.427C3H6O20CO0H202.5.3.2 设计参数表2-8 设计参数操作条件塔板数混合物进料位置操作压力操作温度进料状态回流比再沸比39191bar130介于泡点露点进料1.403380.9605042.5.4 操作数据Aspen plus模拟结果水力学结果参数表2-9 全塔水力学参数塔板编号液相体积流量m3/hr气相体积流量m3/hr液相密度Kg/m3气相密度Kg/m3液相粘度cp液体表面张力dyne/cm1205.811111527939.0012.902340.30329125.84332211.018112145936.0652.924430.29756925.58293212.452112241935.2652.932360.29620825.53574212.938112254935.0122.93560.29577925.52325213.146112247934.9332.937370.29561125.51876213.284112232934.9192.938870.29551825.51627213.43112213934.9352.940630.29543425.51418213.631112189934.9722.9430.29532925.54029213.92112157935.0322.946350.29518125.536910214.347112116935.122.951180.29496425.532411214.976112060935.2422.958120.29464625.526612215.891111988935.3982.967980.29417925.519813217.162111883935.5812.981730.29350325.409614218.928111755935.7563.000290.29254325.422915221.26111598935.8583.024270.29122625.42116224.173111420935.7963.053440.289525.40817227.579111237935.4833.086470.28737725.383118231.451111094934.8883.12180.28496525.348819304.96478971.6929.6863.482770.27440625.001120326.98879017922.1873.708870.26096524.631321346.78479350.4914.7373.890790.24889324.257122361.48379832909.0174.009840.24011723.762423370.61880223.8905.4614.077330.23481523.529924375.64780465.1903.5144.11260.23195623.394825378.2380593.2902.5184.130360.23050423.270526379.50680654.2902.0254.13920.22978923.24327380.12880680.5901.7844.143660.2294423.229528380.42980689.7901.6664.1460.22926823.222829380.57680690.4901.6074.147320.22918323.219430380.64980687.1901.5764.148160.22913923.217531380.68680681.9901.5594.148760.22911423.216432380.70780675.7901.5484.149260.22909823.215733380.71980669.1901.544.14970.22908823.215234380.72780662.3901.5344.150110.22907923.214735380.73480655.4901.5294.150520.22907123.214336380.7480648.5901.5244.150910.22906423.213937380.74580641.5901.5194.151310.22905723.213538380.7580634.5901.5144.15170.2290523.2131399.407510901.5090.22904323.21272.5.5 部分塔段设计工艺手工计算示例（以T0202精馏段为例）塔径计算以ASPEN在T0202精馏塔中精馏段导出的负荷最大的一块塔板水力学数据作为设计和校核的依据。表2-10 精馏段塔板水力学数据（第18块板）塔板范围液相体积流量m3/hr气相体积流量m3/hr液相密度kg/m3气相密度kg/m3液相粘度cp液体表面张力dyne/cm精馏段2-18231.451111094934.8883.12180.28496525.34881.塔径计算塔板间距HT的选取与塔高、塔径、物系性质、分离效率、操作弹性以及塔的安装、检修等因素有关。设计时通常根据塔径的大小，由下表参照经验值选取适当数值。表2-11 塔板间距与塔径的关系塔径D/m0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.02.0-2.42.4板间距HT200300300350350450450600500800800参照如上表格，T0202精馏塔的塔间距初选值为HT=0.8m，板上清液hL=0.10m，有HT-hL=0.7m。利用Smith关联图算出横坐标X=LVLV=0.036查史密斯关系图得：C200.071矫正到表面张力为25.3488dyne/cm时C=C20L200.2=0.075m/s图2-11 Smith关联图最大允许气速：确定空塔气速的方法是，先求得最大空塔气速ugmax，然后根据设计经验，乘以一定的安全系数，即，对直径较大、板间距较大、加压或常压操作的塔以及不易起泡的物系，可取较高的安全系数；对直径较小、减压操作的塔以及严重起泡的物系，应取较低的安全系数。在这里取安全系数为0.8。最大空塔气速ugmax可依据悬浮液滴沉原理导出，其结果为：ugmax=CL-VV=1.3 m/s为避免雾沫夹带及液泛的发生，一般情况u=0.6-0.8ugmax这里取安全系数为0.8，则空塔气速为：ug=0.8ugmax=0.81.3=1.04ms塔径为：按塔径系列标准圆整为D=5.5m则塔截面积空塔气速2.塔板结构设计（1）流型选择板上的流动类型，一般包括单流型、双流型、U形流、多溢流（四流型或阶梯流型）。单流型：降液管结构简单，加工方便，在塔径小于2.2m的塔中经常使用；双流型：形式复杂，流程短，可降低液面落差，适合大型塔器及大气液比；U形流：流程长、但可提高板效率，液面落差大，只适合小气液比；多溢流：堰长和液流程短，可降低流体强度，减小流程，适用于大气液比；表 1-12液体负荷与板上流形的关系塔径液体流量/m3h-1U形流单形流双流行阶梯流行100074514009702000119090-160300011110110-200200-300400011110110-230230-350500011110110-250250-4006000110.8m，故深度宜大于50mm，本塔考虑本身的特殊性采用100 mm。本塔采用弓形降液管，堰长lw=(0.60.8)D。单溢流塔板，堰长lw=(0.50.7)D。取0.7，即lw=0.7D=3.85m堰高hwLlw2.5=231.4513.852.5=7.96由图2-12流系收缩系数图查得E=1.03堰上液层高度how可按弗朗西斯公式计算，即则 图2-12 流系收缩系数图圆整为hw =0.08m，实际板上层清液hL=hW+hOW=0.1075m降液管底隙h0，为防止气体从降液管底部窜入取底部液封高度为0.01m则h0=hw-0.01=0.0725-0.01=0.0625流体流经降液管底部流速udud=Lslwh02=0.0643.850.06252=0.133ms弓形管宽wd和面积Af查找lW=0.7D弓形降液管参数图2-13得图2-13 弓形降液管参数图AfAT=0.09 WdD=0.15降液管截面积Af=0.09AT=2.1375m2降液管宽度 Wd=0.15D=0.825m降液管流速ud=LAf=0.03ms降液管底部高度h0=L2lwud=0.2780.28m降液管的实际流速ud=Ls2lwh0=0.03m/s,降液管内停留时间=HTAfLs=3.99s3s故降液管尺寸符合要求。（3）开孔区设计取do=12.7mm，孔中心距t一般为（2.5-5）d0，t/d0过小，易使气体相互干扰。实际设计时，t/d0宜尽可能在3-4范围内，开孔一般均按正三角形排列。td0=3.5得t=44.45边缘区宽度WC视塔板的支承需要而定，小塔一般为30-50mm，大塔一般为50-70mm。此处取Wc=0.05m安定区宽度WS=0.06m边缘降液管宽度r=D2-Wc=2.7m x=D2-Wd-Ws=2.36mxr=2.362.7=0.874根据查图及以上数据计算出有效开孔区面积Aa=2xr2-x2+r2sin-1xr=6.48m2由于A0Aa=0.907tdo2得A0Aa=0.907tdo2=0.074A0=0.48 m2由图2-14得n，=600个/m2n=6006.48=3888个图2-14 孔流系数图（4）干板压降取=8.5mm，d0=12.78.5=1.5，得C0=0.78，hc=0.051u0C02gL=0.05130.861.150.7823.1218934.888=0.12m液柱（5）稳定性筛板塔操作中有一个下限气速uom。实际的孔速u0与下限孔速之比就是稳定系数K。K值应大于1，宜在1.5-2.0以上，使塔的操作有较大的弹性。K=u0u0mh=49810Ld0=425.34889810934.8880.0127=0.0009m液柱u0m=4.4C00.0056+0.13hL-hLg=4.40.780.0056+0.130.1-0.0009934.8883.1218 =8m/sK=u0u0m=648=8即按漏液气速考虑的负荷下限为设计负荷值的12.5%。（6）塔板压降F0=u0g=643.1218=113.08得h1=0.057m液柱则hp=hc+h1=0.12+0.057=0.177 m液柱（8）降液管内液泛可能性Hd=hL+hd+hphd=0.153Lslwh02=0.1530.0643.850.06252=0.169m液柱Hd=hL+hd+hp=0.1+0.169+0.177=0.446m液柱Hd-hw=0.4460.5-0.0725=0.7195m液柱0.75m液柱uf=LsAf=0.0652.1375=0.03m/s5 s故不可能产生降液管内液泛表2-13 物性系数表系数K系数K无泡沫，正常系统1.0重度起泡沫（如胺及乙二醇吸收塔）0.73氟化物（如 BF4、氟利昂）0.9严重起泡沫（如甲乙酮装置）0.60中等起泡沫（如油吸塔、胺及乙二醇再生塔）0.85形成稳定泡沫系统（如碱再生塔）0.30（9）雾沫夹带量核算以Hunt法计算ev=0.2273ug12HT-hf3.2=0.227325.34881.04120.75-0.033.2=0.0008 kg/kg汽0.1 kg/kg汽（10）负荷上限当ev=0.1时，ugmax=1.3m/s。ugmaxug=1.31.04=1.25即负荷上限为设计的125%。图2-15 负荷性能图精馏段计算结果汇总表表2-14 精馏段设计参数项目名称单位参数设计结果塔类型板式塔塔板类型筛板塔板溢流程数1塔径Dm5.5空塔气速um/s1.3板间距HTm0.8堰型平堰型堰长lm3.85堰高hwm0.08堰上清液高度howm0.0275板上清液高度hLm0.1075降液管宽度Wdm0.825中心降液管宽度Wdm0.25降液管底底隙高度hom0.28降液管截面积Afm22.1375停留时间s25开孔面积Aam26.48排列方式正三角形筛孔直径d0m0.0127筛孔中心距m0.0445筛孔数N3888塔板压降Pm液柱0.177负荷上限%125负荷下限%12.52.5.6 提馏段设计 表2-15 提馏段塔板水力学数据（第32块板）塔板范围液相体积流量m3/hr气相体积流量m3/hr液相密度Kg/m3气相密度Kg/m3液相粘度cp液体表面张力dyne/cm提馏段19-39380.70780675.7901.5484.149260.22909823.2157精馏塔中提馏段相对于精馏段，两者基本参数类似，且计算方法一样，同时为了保证塔体安装和操作方便，宜采用与精馏段相同的塔径和塔板间距，而气相负荷的差异则通过改变筛孔的个数来调节，故在此省略其计算步骤，计算结果汇总如表：表2-16 提馏段设计参数项目名称单位参数设计结果塔类型板式塔塔板类型筛板塔板溢流程数1塔径Dm5.5空塔气速um/s0.776板间距HTm0.8堰型平堰型堰长lwm3.85堰高hwm0.04堰上清液高度howm0.061板上清液高度hLm0.101降液管宽度Wdm0.825中心降液管宽度Wdm0.25降液管底底隙高度hom0.28降液管截面积Afm22.1375停留时间s25开孔面积Aam26.48排列方式正三角形筛孔直径d0m0.0127筛孔中心距m0.0445筛孔数N3888塔板压降Pm液柱0.177负荷上限%125负荷下限%12.52.6 塔结构设计（Aspen Plus设计校核）表2-17 设计所用软件名称用途Aspen Plus V10.0初步估算，塔盘结构设计SW6-11v3.1机械强度设计与校核选择ASPEN中Column Internals进行塔体结构设计，全塔分二段进行设计校核精馏段2-18提馏段19-382.6.1 介质组成与选材设备内介质名称和组成（摩尔分数）：介质名称摩尔流量（kmoL/h）C4H6O2211.7149C2H4O2211.7149C6H10O458.05846C4H6O3963.5727C2H4O23.4271介质名称摩尔分数%C4H6O20.144172C2H4O20.144172C6H10O40.0395362C4H6O30.6561665C2H4O0.0159532以上主要介质都属于有机物质，故无较大腐蚀性，考虑到塔操作条件及综合强度，选择压力容器专用钢Q345R作为筒体及封头材料。2.6.2 塔盘塔体结构设计以精馏段为例，在Aspen Plus中选择Interactive Sizing 进行板式塔设计得到下表的设计结果。表2-18 T0202 Traying Sizing ResultTraying Sizing ResultSection starting stage 2Section ending stage 18Column diameter5.5 meterSide downcomer velocity0.025 m/secSection height 12.75 Side downcomer width0.86 meterSide weir length3.996 meter将Traying Sizing 的结果带入到Traying Rating中去，调整塔径与塔板间距，使得（降液管液位高度/板间距）介于0.20.5之间，每块塔板的液泛因子（Flooding factor）均介于0.60.8之间，得到如下结果：表2-19 T0202 Traying Rating ResultTraying Rating ResultSection starting stage218Section ending stageColumn diameter 5.5 meterMaxium flooding factorStage0.75675618Se