2019年第十三届全国大学生化工设计竞赛安徽工程大学作品扬子石化年产18万吨醋酸乙烯项目（2003）3-设备设计及选型说明书

2019“东华科技ー恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛我反フ允ノ辱AnhuiPolytechnicUniversity扬子石化年产18万吨醋酸乙烯项目定型筱备遠型鸟薇标筱备筱好参赛团队:AHPU柚子皮团队参赛队员:刘颖豪徐瑞赵永慧孙艳艳吴涛

指导老师:霍朝飞李芳潘梦李兴扬唐定兴目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章总述 1\o"CurrentDocument"第二章塔设备设计 4\o"CurrentDocument"塔设备选择要求 4\o"CurrentDocument"塔型选择一般原则 5\o"CurrentDocument"板式塔的塔盘种类和选型 5\o"CurrentDocument"填料塔的塔盘种类和选型 6\o"CurrentDocument"塔设备设计方法说明 7\o"CurrentDocument"塔设计条件 7\o"CurrentDocument"塔内件结构参数设计 8\o"CurrentDocument"塔的水力学校核 11\o"CurrentDocument"塔主要结构尺寸确定 13实际塔板数 13塔高的计算 14塔直径的计算 15\o"CurrentDocument"接管的计算 15\o"CurrentDocument"开口方位及尺寸 17\o"CurrentDocument"材料 17\o"CurrentDocument"筒体壁厚计算 18封头壁厚 18裙座设计 18\o"CurrentDocument"塔的设计条件及工艺结构设计参数 32\o"CurrentDocument"接管尺寸及方位 34\o"CurrentDocument"设备条件图 35\o"CurrentDocument"第三章换热器的设计 37\o"CurrentDocument"换热管的设计 40\o"CurrentDocument"エ艺条件限制 40\o"CurrentDocument"介质流程 41物料流速 42裕量 42传热膜系数 43污垢系数 43\o"CurrentDocument"换热器型号 44\o"CurrentDocument"エ艺参数确定 44流股参数整定 44管程、壳程的设计压カ和设计参数 45传热系数和污垢热阻 45流体空间选择 45换热面积的确定 45选用材质 45EDR数据输入 46\o"CurrentDocument"换热器结构形式及参数确定 47EDR初步设计结果 48换热管选择 48壳程直径 49壳程折流板形式及间距 49接管尺寸 51\o"CurrentDocument"换热器机械强度校核 52\o"CurrentDocument"换热器设计结果表 67\o"CurrentDocument"换热器设备条件图 69\o"CurrentDocument"エ艺参数确定 69流股参数整定 69管程、壳程的设计压カ和设计参数 70传热系数和污垢热阻 70流体空间选择 70换热面积的确定 70选用材质 70EDR数据输入 71\o"CurrentDocument"换热器结构形式及参数确定 72EDR初步设计结果 73换热管选择 73壳程直径 74壳程折流板形式及间距 74接管尺寸 76\o"CurrentDocument"换热器机械强度校核 77换热器设计结果表 93\o"CurrentDocument"换热器设备条件图 94\o"CurrentDocument"第四章埃基化搅拌反应器设计 95\o"CurrentDocument"反应器类型 95反应器选择 96\o"CurrentDocument"反应方程式及动力学 96催化剂参数 96\o"CurrentDocument"物料参数 97\o"CurrentDocument"设计温度和压力的确定 98\o"CurrentDocument"停留时间 98\o"CurrentDocument"材料选择与夹套设计 98\o"CurrentDocument"釜体实际盛装物料容积的确定 98\o"CurrentDocument"釜体直径和高度的计算 99\o"CurrentDocument"设计压カ和设计温度的确定 100\o"CurrentDocument"釜体厚度 100\o"CurrentDocument"釜体封头的设计 102封头的选型 102设计参数的确定 102封头壁厚的设计 102封头直边尺寸、体积及重量的确定 102\o"CurrentDocument"反应釜换热方式选择 102\o"CurrentDocument"夹套的设计 103\o"CurrentDocument"搅拌器选择及功率计算 104\o"CurrentDocument"传热计算 106\o"CurrentDocument"水压试验压カ 110强度校核 110稳定性校核 110\o"CurrentDocument"釜体法兰联接结构的设计 110法兰的设计 111密封面形式的选型 111螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格 111法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料 112\o"CurrentDocument"エ艺接管的设计 112液体进ロ接管 112エ艺物料出口接管 113安全阀接口 113温度计接口 113视镜接口 113\o"CurrentDocument"管法兰尺寸的设计 113\o"CurrentDocument"垫片尺寸及材质 115\o"CurrentDocument"搅拌轴的计算 115\o"CurrentDocument"电动机、减速器 116机架的设计 117开孔补强 117\o"CurrentDocument"容器支座的选用 118\o"CurrentDocument"温度计、压カ表选择 118\o"CurrentDocument"反应器设计条件及工艺结构设计参数 119\o"CurrentDocument"接管尺寸及方位 120设备条件图 120\o"CurrentDocument"第五章气液分离器设计 122\o"CurrentDocument"设计依据 122\o"CurrentDocument"气液分离器的分类 122\o"CurrentDocument"立式和卧式重力分离器 122\o"CurrentDocument"立式和卧式丝网分离器 122\o"CurrentDocument"设计目标 123\o"CurrentDocument"气液分离器的设计（以V0203为例） 123\o"CurrentDocument"气液分离器エ艺参数 123类型选择 123尺寸设计 123丝网自由截面上的气体流速（Ug）的计算 124气液分离器尺寸计算 124气液分离器接管计算 125气液分离器设计小结 126\o"CurrentDocument"气液分离器设计选型ー览表 127\o"CurrentDocument"第六章泵选型 127\o"CurrentDocument"泵选型原则 128\o"CurrentDocument"エ业常用泵介绍 130\o"CurrentDocument"泵选型示例（以P0106为例） 131\o"CurrentDocument"エ艺参数输入 133选型结果 133\o"CurrentDocument"负荷性能图 134\o"CurrentDocument"泵实物图 135\o"CurrentDocument"泵选型ー览表 135\o"CurrentDocument"第七章压缩机的选型 135\o"CurrentDocument"选型依据 136\o"CurrentDocument"压缩机类型及特点 136\o"CurrentDocument"选型原则 137\o"CurrentDocument"选型示例 137\o"CurrentDocument"压缩机エ艺参数 137\o"CurrentDocument"压缩机选型实例（以C0204为例） 138\o"CurrentDocument"压缩机选型ー览表 138\o"CurrentDocument"第八章储罐、回流罐的选型 138\o"CurrentDocument"选型依据 139\o"CurrentDocument"储罐简述 139\o"CurrentDocument"储罐系列 140\o"CurrentDocument"选型原则 141\o"CurrentDocument"选型步骤 142\o"CurrentDocument"储罐、回流罐 143\o"CurrentDocument"储罐、回流罐溶剂计算 143\o"CurrentDocument"储罐、回流罐计算示例（以V0101为例） 143\o"CurrentDocument"储罐、回流罐选型ー览表 144第一章总述过程设备的基本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。过程设备设计的作用设备エ艺设计是工程设计的基础。化工设备从エ艺设计的角度可以分为两类:ー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;另ー类是非标设备或称非定型设备,是根据工艺要求、通过エ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、压カ、介质的性质）和对设备的エ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、设备的エ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、压カ塔径与塔的材质、填料类型与填料高度或塔板类型与塔板数等,对于精储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。定型设备是ー些加工厂成批、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、F!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条件和设备草图,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(如防爆ロ、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等)。(6)编制工艺设备ー览表。在初步设计阶段,根据设备エ艺设计的结果,编制工艺设备ー览表，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ー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。第二章塔设备设计塔设备设计规范和依据表2.L1塔设备设计规范和依据ー览表内容出版日期及标准号《化工设备设计全书一塔设备》《化工设备设计基础规定》HG/T20643-2012《设备及管道保温设计导则》GB8175-2008《钢制人孔和手孔的类型与技术条件》HG/T21514-2014《钢制化工容器结构设计规定》HG/T20583-2011《エ艺系统工程设计技术规范》HG/T20570-1995《钢制压カ容器焊接规程》JB/T4709-2007《石油化工塔器设计规范》SH/T3098-2011《不锈钢人、手孔》HG21594-21604-2014《压カ容器封头》GB/T25198-2010《压カ容器封头》GBfr25198-2010《钢制塔式容器》NB/T47041-2014《塔顶吊柱》HG/T21639-2005塔设备类型2.2.I塔设备选择要求作为气、液两相传质所用的塔设备,首先必须要能使气、液两相得到充分的接触,以达到较高的传质效率。为了满足エ业生产需要,塔设备还应具备下列各种基本要求:(1)气、液处理量大,即生产能力大时,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。(2)操作稳定,弹性大,即当塔设备的气、液负荷有较大范围的变动时,仍能在较高的传质效率下进行未定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。(3)流体流动的阻カ小,即流体流经塔设备的压降小,这将大大节省动カ消耗,从而降低操作费用。对于减压精储操作,过大的压降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破环物系的操作。(5)结构简单,材料耗用量小,制造和安装容易。(4)耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。(6)塔内的滞留量要小。2.2.2塔型选择一般原则（1）生产能力大,弹性好。随着化工装置大型化,生产能力要求尽量地大,而根据生产经验,エ艺流程中精馆往往是限制环节。很多精储塔设计中考虑诸如造价、结构或压降、分离效率等因素较多，而常常未将塔的操作弹性放在重要位置,从而造成投产后设备不大适应エ艺条件和生产能力的较大波动。（2）满足工艺要求,分离效率高。エ艺上要分离的液体有很多特殊要求,如沸点低、难分离、有腐蚀性、有污垢物等,对塔型要慎重选择。（3）运转可靠性高,操作、维修方便。（4）结构简单,加工方便,造价较低。（5）塔压降小。对于真空塔或者要求塔压降低的塔来说,压降小的意义更为明显。通常选择塔型未必能满足所有的原则,应抓住主要矛盾,最大限度满足エ艺要求。2.2.3板式塔的塔盘种类和选型根据塔板上气、液两相的相对流动状态，板式塔分为穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不稳定,很少使用。工业上需分离的物料及其操作条件多种多样,为了适应各种不同的操作要求,迄今已开发和使用的塔板类型繁多。这些塔板各有各的特点和使用体系,几种主要塔板的性能比较如下:表2.2-1几种主要塔板的性能比较塔盘类型优点缺点 适用场合泡罩板较成熟、操作稳定结构复杂、造价髙、塔板阻カ大、处理能力小特别容易堵塞的物系浮阀板效率髙、操作范围宽浮阀易脱落分离要求髙、负荷变化大筛板结构简单、造价低、塔板效率高易堵塞、操作弹性较小分离要求髙、塔板数较多舌型板结构简单、塔板阻カ小操作弹性窄、效率低分离要求较低的闪蒸塔浮动喷射板压降小、处理量大浮板易脱落、效率较低分离要求较低的减压塔可以知道，浮阀塔和其他几类塔板相比，具有结构简单、造价低，生产能力大，操作弹性大,塔板效率较高的优点。但是,其缺点是处理易结焦、高粘度的物料时,阀片易与塔板粘结;在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象,使塔板效率和操作弹性下降。尤其是当浮阀因磨损脱落时，会形成大筛孔，造成大量的漏液，影响塔板效率。所以综合后选择筛板塔。2.2.4填料塔的塔盘种类和选型填料塔是ー个圆筒塔体,塔内装载一层或多层填料,气相由下而上、液相由上而下接触,传热和传质主要在填料表面上进行,因此,填料的选择是填料塔的关键。填料的种类很多，许多研究者还在不断地试图改进填料,填料塔的命名也以填料名称为依据，如金属鲍尔环塔、波网填料塔。常用的填料还有拉西环填料、鲍尔环填料、矩鞍形填料、阶梯形填料、波纹填料、波网(丝网)填料、螺旋环填料、十字环填料等。填料塔制造方便，结构简单,便于采用耐腐蚀材料,特别适用于塔径较小的情况，使用金属材料省，一次投资较少,塔高相对较低。表2.2-2常用填料的分类与名称填料类型填料名称散装填料环形拉西环形拉西环，环,十字环,内螺旋环开孔环形鲍尔环,改进型鲍尔环,阶梯环鞍形弧鞍形,矩鞍形,改进矩鞍形环鞍形金属环矩鞍形,金属双弧形，纳特环其他新型塑料球形,花环形,麦勒环形规整填料波纹型垂直波纹型网波纹型,板波纹型水平波纹型SpraypakyPanapak非波纹型珊格形GlitschGrid板片形压延金属板,多孔金属板绕圈形古德洛形,Hyperfii填料根据材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。(1)陶瓷填料陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其最大缺点。在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。(2)金属填料金属填料可用多种材质制成,选择时主要考虑腐蚀问题。碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用;不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐除C1ー以外常见物系的腐蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差,在某些特殊场合(如极低喷淋密度下的减压精储过程）,需对其表面进行处理,才能取得良好的使用效果;钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。一般来说，金属填料可制成薄壁结构,它的通量大、气体阻力小，且具有很高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,应用范围最为广泛。（3）塑料填料塑料填料的材质主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等,国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。塑料填料质轻、价廉,具有良好的韧性,耐冲击、不易碎，可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低,多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。选择散装填料鲍尔环。塔设备设计（以T0304为例）塔设备设计方法说明（1）使用AspenPlusV9.0软件内置的塔内件设计模块ColumnInternals对塔的基础参数、塔内件结构进行详细设计,并进行水力学校核;（2）使用SW6-201I进行塔的机械计算与强度校核。所需的软件如下表所示。表2.3-1塔设备设计所用软件ー览表序号 名称 来源 用途1AspenPlusV9.0 AspenTech公司 详细设计2 SW6-201I 全国化工设备设计技术中心站 设备校核塔设计条件根据aspenエ艺计算结果确定设计条件；（1）设计压カ该塔工作压カ为3.5bar,设计压カ取其工作压カLI倍,因此设计压カ为0.385MPa。（2）设计温度该塔工作温度最高为116C,因此设计温度取116+15=131℃。（3）设备直径

该塔上下两段圆整后均为1.6米,为便于塔的机械制造,初取该塔直径为1.6米。(4)介质名称、组成和流量见表2.3-3塔进出口流股信息(5)塔板数及进料板位置该塔理论塔板数为34块,理论进料板位置为第18块表2.3-2设计结果表项目设计压カ/MPa设计温度/C设备直径/mm理论塔板数理论加料板位置T03040.38513116003418表2.3-3塔进出口流股信息进口塔顶出口塔底出口摩尔流量kmol/hr521.1034261.4741259.6294质量流量kg/hr33858.1611519.1922338.98体积流量cum/hr42.1826115.8418428.04603各组分质量流量kg/hr水<0.01<0.01<0.01醋酸16.68518<0.0116.68518乙酸酎<0.01<0.01<0.01乙醛11523.9611518.315.654567二醋酸亚乙酯<0.0100醋酸乙烯22317.510.87729522316.63各组分质量分率水<0.01<0.01<0.01醋酸<0.01<0.01<0.01乙酸酎<0.01<0.01<0.01乙醛0.340360.999924<0.01二醋酸亚乙酯<0.0100醋酸乙烯0.659147<0.010.999塔内件结构参数设计在AspenPlusV9.0软甲内的ColumnInternals模块中新建塔内件设计,如下图所示。

图2.3-!新建塔内件设计点击AddNew按钮添加塔板,全塔共有9块理论板。根据估算,此塔需要的塔径1600mm。根据AspenPlusエ艺计算得出的气液相负荷,选用单溢流塔板,板间距为0.6m。通常塔底存液时间取5-10分钟，但因为本流程生产负荷较大,故取塔底液体停留时间为5分钟。将塔内件的参数输入，如下图所示。图2.3-2图2.3-2塔内件基础参数设置点击塔板后的View按钮，可以对塔板结构进行详细设计。对T0304中的塔板进行详细设计。根据《化工エ艺设计手册》中的参数对塔板参数进行调整，使塔内流体流动参数符合设计规定的同时满足エ艺需要。塔板的参数如下图所示。

I❷几何尺寸I设计参数丨塔板几何尺寸摘要1It*1f-f I I。几何尺寸」!ft计参数I塔板几何尺寸挖要将上述结构参数归结为下列表中所示数据。表2.3-4T0304塔板详细结构参数一基本参数属性值单位塔板类型筛板直径1.6m板间距0.6m降液管数1孔径10mm横截面积2.0106m2有效传质区面积1.0832m2

1.5469净面积1.5469表2.3-5T0304塔板详细结构参数一降液管参数] 属性侧降液管单位1降液管底隙高度26mm降液管顶部宽度450mm降液管底部宽度450mm降液管顶部面积0.4637Ill2降液管底部面积0.4637m2表2.3-6T0304塔板详细结构参数一溢流堰参数属性边缘降液管单位溢流堰高度0.035m溢流堰长度1.439m表2.3-7T0202塔板详细结构参数-盘面参数属性AB单位流路长度1.00491.0049m输入完成后可点击运行,运行结果无警报、无报错,说明塔内件设计合理塔的水力学校核最后将塔内件设置自设计(Interactivesizing)改为(Rating)校核对设计好的塔内件进行负荷性能计算以及水力学校核，校核结果可导出。全塔校核结果如下图所示。塔板视图n® 塔板视图n® ««主要水力学数据见下表,详细的塔设备设计及水力学校核结果见塔设计文件夹内附件T0304醋酸乙烯精制塔水力学校核报告书。

表2.3-8T0304水力学数据塔板数液泛因子降液管液位高度/板间距停留时间261.9727.234.35361.9127.214.35461.8627.194.34561.7927.164.34661.7227.144.33761.6327.104.33861.5027.054.32961.3226.984.311061.07426.894.211160.7526.764.271260.4126.644.231360.1926.584.181460.1326.574.121560.1726.604.051661.9727.234.011761.9127.214.351862.7130.534.171962.3230.424.152062.3430.444.152162.4230.484.152262.6230.594.152363.1130.834.152464.2231.394.162566.4932.574.172670.1434.574.202774.6037.174.262878.5039.584.332981.0741.244.373082.4742.184.403183.1642.654.413283.4742.874.423383.6042.974.42从上表数据可得到,该塔的液泛因子均处于60%~85%(0.6~0.85)之间,所有降液管内液位高度与塔板间距的比值在在0.2~0.5之间,液体在降液管内停留时间均大于4s,符合其要求范围。塔主要结构尺寸确定实际塔板数当塔板设计合理且操作条件在正常范围内时,则板效率比较固定,不易受设计条件或操作条件的变化而变化。因此,物料性质是影响塔板效率的最重要的因素，取O'connell法计算塔板效率:号=Llx0.49x(ax4)《2458=VKDaFa*V由AspenPlus模拟出的物性数据可得:全塔平均温度为や=82.8。。,在828c下,PSA0.6002ocF=—= =5.228ドPs0.1148Ps.0.3396ocD=—= =5.927DPg0.0573PSA1.538a.v= = =4.337HPs0.3546oc=5.122，4=0.1884。经计算得E?=1,1X0.49X(aX^)-°-245=0.544〇在AspenPlus中由塔设备的エ艺计算得到的理论塔板数为34块,则由:式中:Ntー实际板数;N 理论板数。计算得全塔实际板数为63块。塔高的计算(1)筒体的高度为了方便清洗、检查、维修,应在塔上开设人孔,拟在塔筒体每6~7块塔板开设ー个人孔(DN500),共开设11个人孔,其中第一个与最后ー个人孔开设在塔顶与塔底部空间,其余在塔板段。普通塔板板间距Ht为600mm,开设人孔的塔板间距Ht’为800mm。因此可求得塔板段的塔高Hb为:Hb=<11—2)X800+(62-11-2)x600=39000.00mm为了满足塔顶空间高度的作用是安装塔板和开人孔的需要,也使气体中的液体自由沉降,减少塔顶出口气中的液滴夹带,空间高度一般取1.00-1.50m,此处取Hd=1.50m；塔底空间高度具有贮存槽的作用，塔底釜液最好能在塔底有10~15min的储量，以保证塔底料液不至排完。对于塔底产量较大的塔,塔底容量可取小些，取2~5min的储量。此处Hw取1.50m〇综上,塔的筒体高度Hi为:%="8+"d+Hw=39000+1500+1500=42000mzn(2)封头的高度封头的选型根据《GB/T25198-2010压カ容器封头》选型。该塔内径为!600mm,选用DN=1600的EHA型标准椭圆封头,总深度H2d=425mm。(3)裙座的高度裙座的型式分为圆柱形和圆锥形两种。裙座高度是指从塔底封头切线到基础环之间的高度。此处选用DN=1600mm的圆柱形裙座,裙座高度由塔底封头切线至出料管中心线的高度U和出料管中心线至基础环的高度V两部分组成。则裙座高度H3：H3=U+V=0.75XD+2000=0.75X1600+2000=3200综上,全塔的总高度H为:

H=%+/+%=42000+425+3200=45725mmx45630mm2.353塔直径的计算根据aspen模拟结果及考量最终选择塔径1600mm接管的计算接管的管径计算使用《HG/T20570.6-1995管径的选择》中的计算方法进行计算,计算后的管径通过《SH/T3405-2012石油化工钢管尺寸系列》进行圆整。(1)塔顶气体出料管取气体流速为20.00m/s,气体体积流率为3461.53m3/h,所以:I4V4X3461.53/3600ム=——=, =0.247m11兀ムJ3.14X20管径圆整为273x8mm(DN250),气体实际流速为:Vuv=~~~； =16.4m/sqム23600(2)回流管取回流液体流速へ=2m/s,液相体积流量L=27.67m3/h,则回流管径为6.9 =0.07m-X2X3600屮圆整后取管子规格为①76x3.5mm(DN65)实际流速V

河V

河23600=1.70m/s(3)进料管(3)进料管取进料管液体流速为ム=2m/s,液相体积流量L=0.015m3/s,则进料管圆整后管径圆整后管径①102x5.5mm(DN100)实际流速Vuv=~~~； =1.85m/sJd323600（4）塔底液体出料管取料液流速为ム=2m/s,液相体积流量L=72.41m3/h,则出料管V 72.41d4= =k =0.113ml-uv3600 |-X2X3600圆整后取管子规格0114x4mm(DN100)实际流速L河福二つ2（5）塔底气体进料管取气体流速为ム=20m/s,气相体积流量L=3473.24nPた,则进料管V 3473.24de=ヌ =k =0.248m|-uv3600 |-X20X3600圆整后取管子规格①273x7mm(DN250)实际流速:Vuv=-~~； =16.5m/s彳d523600上述接管计算结果列于下表表2.3-9T0304接管ー览表名称估速预流体积流率初选管径外径壁厚m/sm3/hmmmmmm塔顶气体出料管20.003461.53247.00273.008回流管2.0027.677076.003.5进料管2.0027.6798102.005.5塔底液体出料管2.0072.41113114.004塔底气体进料管20.003473.24248273.007

2.3.7开口方位及尺寸图2.3-5管口分布示意图管口表樹微オ时越版鄉双帆職MQDN250PL250-6RFHG/T20592-2009RF測网峭bDN100PL100-6RFHG/T20592-2009RF150植都橢CDN100PL100-6RFHG/T20592-2009RF150神dDN250PL250-6RFHG/T20592-2009RF200UWfeDN65PL65-6RFHG/T20592-2009RF150朧MI-11DN500///A1ADN500//150出图2.3-6接管表图具体方位见T0304条件图。塔机械结构参数设计（以T0304为例）材料本塔是醋酸乙烯乙醛精微分离塔,由于塔内压カ为0.385MPa,且设计温度为131摄氏度,故塔体材料选择Q245R,封头和塔体材料ー样。裙座不直接与塔内介质接触,也不承受塔内介质的压カ,裙座筒体材料选用Q345R。

筒体壁厚计算采用内径Di计算壁厚,取焊接接头系数为①=0.85,查得上『=147MPa由公式6=Pc公式6=PcDl计算可得,~ 0.385X20000= =3.08mm2X147X0.85-0.385又由《化工机械基础》(陈国恒、陈刚主编)知，壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度6mm为:碳素钢和低合金钢制容器不小于3mm;高合金钢制容器不小于2mm〇故取あ=3.08mm〇则名义厚度5。=8d+2.3=5.4mm,圆整彳可も=6mm〇由GB150-2011,综合考虑风压载荷,应カ,稳定性等因素,故选择名义厚度6n=12mm封头壁厚对于标准椭圆封头厚度:=—— =3.08mm2。F。ー腐蚀裕量可取2mm,钢板负偏差可取〇.3mm,名义厚度至少取8mm。考虑风载荷、地震载荷的影响,下封头底部截面轴向压应カ较大，且为便于焊接,封头壁厚选择12mm。裙座设计(1)裙座与筒体的连接当直径较大时,为了制造方便,裙座一般选用圆筒形,与筒体的连接采用对接,焊缝采用全焊透连续焊。焊接长度:l=2x6g=2xl0=20mm根据JB/T4710-2005中规定确定裙座筒体缺口尺寸:当封头厚度为8〜18mm时,宽度100mm,缺口半径50mm0(2)裙座厚度裙座厚度不得小于筒体厚度,结合SW6计算结果确定裙座厚度为15mm。(3)排气管塔内温度约131℃,故设置保温层,保温层的厚度为50mm,密度为300kg/m3。塔内为易燃物质,故考虑裙座的防火问题,由于裙座直径大于1000mm,在裙座的内外层敷设防火层。防火层厚度50mm,防火层材料为石棉水泥层。基于以上的结构,根据系列标准,设置4个排气管,规格为089X4mm，排气管距裙座筒体上部的距离为180mm。(4)引出管通道引出管公称直径为100mm时,采用卷焊管,通道内径管规格250mm。(5)检查孔裙座上必须开设检查孔，以方便检修。选择圆形检查孔，由于裙座直径在800〜1600mm之间，所以圆形检查孔数量为1,直径D=450mm,M=250mm,中心髙H=900mm。强度核算(以T0304为例)塔设备校核 1计算单位1 安徽工程大学柚子皮团队计算条件播板式［（不^®®）1液压封头下蝌材料名称Q245RQ245R名义厚度(mm)1212腐蚀裕量(mm)22焊接接头系数0.850.85封头形状椭圆形椭圆形圆筒设计压カ(Mpa)设计温度(C)长度(mm)名义厚度(mm)内径ノ外径(mm)材料名称(即钢号)10.38513145725121600Q245R2345

678910圆筒腐蚀裕量(mm)纵向焊接接头系数环向焊接接头系数外压计算长度(mm)试验压カ(立)(Mpa)试验压カ(卧)(Mpa)120.850.8500.40.8527322345678910闕银偏胸kg/m30mm012345筛板17mm0mm0最懸栃敏mm012345mmmmkg/m312345kg麒mm

^4«^む至^m纖离mm1.2N/m2500sammm350mm0kg/m30IDm50防^^^kg/m3300mm0最大崎径mm090IA低于7度第一组地震影响系数最大值6皿3.28545e・660.010mm0Wkgi^i®mm0艘mm0裙座圆筒形雌mm1600对接mm3200斗锵Q345R雌母ゆC131mm2mm15MPa189裙座与筒体连接段的材料Q345R裙座与筒体连接段在设计温度下许用应カMPa189裙座与筒体连接段长度mm12敬2裙座较后冲し高度mm1000裙瓯虎羽L引出酗径藏簸mm0裙瓯傲冴し引出^mm0裙座上较大孔引出管长度mm016MnM170

Pa13径mm760相邻筋隰的侧睚mm498.886聽mm498.886mm24mm190整块mm100盖^MSmm40m/r/