设备选型与典型计算

设备选型与典型设备计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或手册中查对已有标准图纸的设备确定标准图的图号和型号随着工设备标准化的推进，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。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。HG/TSH3030-适宜于大小塔径的于800mm的大塔大分离效率高，塔径较料800mm2.12.2塔设备初选结果（１）（２）（３）（４）（５）（６）散装拉西环形开孔环形规整波纹垂直波水平波散装拉西环形开孔环形规整波纹垂直波水平波非波Glitsch2.3常用填料的分类与名称两个 ——塔设中国编（2003四个PlusV7.0模拟水力学参数及选型结果SulzerChemtech填料塔性能计算塔机械强度设计2.4塔设备选型方法（一） 物料的起泡 易起泡物料的塔板间距应选得大些操作弹 要求操作弹性较大时，可选较大的塔板间距安装和维修要 例如开人孔处的塔板间距不小于600mm（二）减少塔顶出口气体中夹带的液体量，顶部空间一般取1.2~1.5m。塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔板到塔封头切线处的距离。当进料系统有15分钟的缓冲时间时，釜液的停留时间可取3~5分钟，否则须取15分钟。但对釜液流量大的塔，停留时间一般也取3~5分钟。的高度U和出料管中心线至基础环的高度V两部分组成。裙座上的人孔通常为长圆形，其尺寸为600*（1000~1800）mm，以方便进出。T0101水的流量为150kmol/h。塔釜氧乙烷的摩尔分数不再升高而增大回流比会导致塔顶冷凝器和塔底再沸器热负荷5.2喷淋水流量99T0101热负荷液相流量气相流量1-5-2-03040506070809812534567-86961823456789T0101 塔径 ，圆整为堰上方液头高度 ，E为液流收缩系数，一般近似取故已 ，查弓形降液管参数图降液管底隙高 应低于出口堰 ，故才能保证降液管底端有良好的液封，一般不应低采用凹形收液盘，深度因塔 ，故塔板需采用分块式，采用单流塔盘，塔板分为4块③安定区和出口安定区故由于塔内环氧乙烷，水，二氧化碳，乙烯均无腐蚀性，因此选择板厚为3mm的碳钢板。 10%-14%，符合设计要求。液沫夹带量在允许范围内。 ，则为防止塔内发生液泛，降液管内液层 应服从下式所表示的关系，即环氧乙烷物系属于不易气泡物系，因此 ，则而板上不设进口堰 按下式计算故按规定选 为限制条件Aspenplus91.2m~1.5m①塔底储液空间依液量停留3~8min而定1~2m我们这里取停留时间 ，间距取1m，则塔底空间高度为圆整 塔体常用裙座支撑，可分为圆柱形和两种，我们这里选择圆柱形裙座圆整 封头选取标准椭圆形封头，取直边 ，曲面高 ，可求得封头高度50.5~0.8MPa85℃，所以我们这里选用常见的低合金高强度钢Q345R作为塔体和封头的材料。因为最大操作压 ，最大工作温 ，所以设计压力温度分别为假 取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得名义厚度同样假 在6~16之间，此 ，取焊缝系数 此时计算压 ，设计温 ，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得上封头厚度为此时计算压力 ，设计温 ，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得下封头厚度为裙座厚度采用和塔筒体一样的厚 查手册可得需要地脚螺栓24个。 DN25T01024T010341T0101热负荷液相流量气相流量102030418217-3447-162831-44-T0102类型为M250X，用cup-tower进行计算，得出如下结果:273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°经济F1/231.4m1273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°经济F1/23SW6塔设 校计算单位压力容器计算软计算条件塔型容器分段数（不包括裙座1压力试验类型上封头下封头名义厚度腐蚀裕量5511圆筒设计压力设计温度长度名义厚度内径/外径123456789圆筒腐蚀裕量纵向焊接接环向焊接外压计算长度试验压力(立) 1511023456789内件及偏心载荷介质密度0塔釜液面离焊接接头的高度0塔板分段数12345塔板型式塔板层数0度0最高一层塔板高度0最低一层塔板高度0填料分段数12345填料顶部高度填料底部高度填料密度3集中载荷数12345集中载荷集中载荷高度器中心线距离塔器附件及基础系数基本风压0基础高度塔器保温层厚度0保温层密度0裙座防火层厚度0防火层密度0管线保温层厚度0最大管线外径0笼式扶梯与最大管线的相对位置场地土类型I场地土粗糙度类别A地震设防烈度7设计地震分组地震影响系数最大值6阻尼比塔器上平台总个数0平台宽度0度0塔器上最低平台高度0裙座裙座结构形式裙座底部截面内径mm裙座与壳体连接形式裙座高度mm裙座材料名称裙座设计温度℃裙座腐蚀裕量5裙座名义厚度mm裙座材料许用应力料裙座与筒体连接段在设M裙座上同一高度处较大孔个数2裙座较大孔中心高度mm裙座上较大孔引出管厚度mm5度地脚螺栓及地脚螺栓座地脚螺栓材料名称力M0地脚螺栓个数0地脚螺栓公称直径mm全部筋板块数0距mm0筋板内侧间距0筋板厚度0筋板宽度mm0盖板类型径mm盖板厚度盖板宽度mm0垫板有径mm垫板厚度垫板宽度mm基础环板外径基础环板内径mm基础环板名义厚度计算结果容器壳体强度计算元件名称压力设计名义厚度(直立容器校核取用厚度(许用内压(许用外压(下封头第1段圆筒第1段变径段第2段圆筒第2段变径段第3段圆筒第3段变径段第4段圆筒第4段变径段第5段圆筒第5段变径段第6段圆筒第6段变径段第7段圆筒第7段变径段第8段圆筒第8段变径段第9段圆筒第9段变径段第10段圆筒上封头裙座名义厚度(取用厚度(风载及地震载荷裙座与筒体1－下封操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m03m04ma压力试验时质量风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2)00000n MII(2/T)2Ym(hh)(h T kn MII(2/T)2 m(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 00000n地震弯矩MIIF(hh)B.24 k00000偏心弯矩Meme00000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算 max(MIIM,MII0.25MIIM 00000垂垂直地震力Fmh mh(i1,2,..,nk ii kn00000应力计算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBA112323许用值A223123许用值A312许用值A42许用值(pT9.81Hw)(Diei)/许用值校核结果注1ij中i和j的意义如下i=1操作工 j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉i=2检修工 j=2重力及垂直地震力引起的轴向应力（压i=3液压试验工 j=3弯矩引起的轴向应力（拉或压[]t设计温度下材料许用应力 B设计温度下轴向稳定的应力许用值注2:A1:轴向最大组合拉应 A2:轴向最大组合压应A3:液压试验时轴向最大组合拉应 A4:液压试验时轴向最大组合压应:试验压力引起的周向应力注3:单位如下 计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座基础环板抗弯断面模 (D4D4Zb 基础环板面 (D2D2Ab 4基础环板计算力矩max(MC b2,MC l2m基础环板需要厚度基础环板厚度厚度校核结果 M00/Z(mgF00)/ 中大b 0.3M00M)/Z g/ 地脚螺栓受风载时最大拉应力MwMemmin 地脚螺栓受地震载荷时最大拉应力M000.25M00MmgF 0 地脚螺栓需要的螺纹小径d4BAb 地脚螺栓实际的螺纹小径地脚螺栓校核结果筋板压应力 nl1G筋板许用应力筋板校核结果盖板最大应力 3Fl 1 4(l'd)2(l'd) 盖板许用应力盖板校核结果裙座与壳体的焊接接头校核焊接接头截面上的塔器操作质量焊接接头截面上的最大弯矩m0对接接头校核对接接头校核对接接头横截面Dit对接接头抗弯断面模数D2it对接焊接接头在操作工况下最大拉应力4MJ mJJgFJ max D Dit it对接焊接接头拉应力许可值对接接头拉应力校核结果搭接接头校核搭接接头横截面A0.7D ot搭接接头抗剪断面模数Z0.55D2 ot搭接焊接接头在操作工况下最大剪应力MJ mJJgFJmax Zw 搭接焊接接头在操作工况下的剪应力许可值搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3MJJ mJJ eZw 搭接焊接接头在试验工况下的剪应力许可值搭接接头拉应力校核结果主要尺寸设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度容器总容积直立容器总高壳体和裙座质量附件质量内件质量保温层质量平台及扶梯质量操作时物料质量液压试验时液体质量吊装时空塔质量直立容器的操作质量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小质量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大质量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基础环板底截面距离直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s风载对直立容器总的横推力N地震载荷对直立容器总的横推力N操作工况下容器顶部最大挠度容器许用外压GB150.3-计算压力设计温度内径曲面深度 设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数PT1.25Pc 压力试验允许通过的应力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh=压力计算2[]t KDi0.5e=GB150.3-计算压力设计温度内径曲面深度 设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数PT1.25Pc 压力试验允许通过的应力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh=压力计算2[]t KDi0.5e=压力容器计算软GB150.3-计算压力设计温度内径 (板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数 =2[]t =e=n-C1-C2=n PT1.25P[] 的应力水平T0.90s T=pT.(Die)=T2e[]t (D)= t 2 =tT0103环的乙烯量越多，但相应的二氧化碳也会增多，故这里取回流比为1.96。喷淋液流量-表全塔操作工况热负荷液相流量气相流量1--20304050607080900000001732637465467788193924302123456789T0103 塔径 ，圆整为堰上方液头高度 ，E为液流收缩系数，一般近似取故已 ，查弓形降液管参数图降液管底隙高 应低于出口堰 ，故才能保证降液管底端有良好的液封，一般不应低采用凹形收液盘，深度因塔 ，故塔板无需分块，采用整块式③安定区和出口安定区故由于塔内碳酸钾有些许腐蚀性，因此选择板厚为3mm的不锈钢板。 10%-14%，符合设计要求。液沫夹带量在允许范围内。 ，则为防止塔内发生液泛，降液管内液层 应服从下式所表示的关系，即乙烯及二氧化碳物系属于不易气泡物系，因此 ，则而板上不设进口堰 按下式计算故按规定选 为限制条件Aspenplus151.2m~1.5m①塔底储液空间依液量停留3~8min而定1~2m我们这里取停留时间 ，间距取1m，则塔底空间高度为圆整 塔体常用裙座支撑，可分为圆柱形和两种，我们这里选择圆柱形裙座圆整 封头选取标准椭圆形封头，取直边 ，曲面高 ，可求得封头高度5因为使用碳酸钾溶液喷淋，因此有些许腐蚀性，而操作压力为0.45~0.4512MPa，最大操10.80Cr18Ni10Ti（1）因为最大操作压 ，最大工作温 ，所以设计压力温度分别为 在6~16之间，设计温度 取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得名义厚度裙座厚度采用和塔筒体一样的厚 ，由工艺条件知全塔共有15块塔板，所以塔内筛 查手册可得需要地脚螺栓24个。 DN3250T0104T01011T0103热负荷液相流量气相流量102030405060708090012-34-5-6-7-898---1-2-3-4-5-6--7--8-9------T0102类型为M250Y，用cup-tower进行计算，得出如下结果:规整填 1273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°经济F1/230.5m1273849512/30/202011:5161234567891%2345678/91/6m2/7m38%4%9/5°经济F1/23SW6塔设 校计算单位压力容器计算软计算条件塔型容器分段数（不包括裙座1压力试验类型上封头下封头名义厚度腐蚀裕量5511圆筒设计压力设计温度长度名义厚度内径/外径123456789圆筒腐蚀裕量纵向焊接接环向焊接外压计算长度试验压力(立) 1511023456789内件及偏心载荷介质密度0塔釜液面离焊接接头的高度0塔板分段数12345塔板型式塔板层数每层塔板上积液厚度最高一层塔板高度最低一层塔板高度填料分段数12345填料顶部高度0填料底部高度0填料密度0集中载荷数12345集中载荷集中载荷高度集中载荷中心至容器中心线距离塔器附件及基础塔器附件质量计算系数基本风压0基础高度塔器保温层厚度0保温层密度0裙座防火层厚度0防火层密度0管线保温层厚度0最大管线外径0笼式扶梯与最大管线的相对位置场地土类型I场地土粗糙度类别A地震设防烈度7设计地震分组影响系数最大值6阻尼比0塔器上平台总个数0平台宽度0塔器上最高平台高度0塔器上最低平台高度0裙座裙座结构形式裙座底部截面内径mm裙座与壳体连接形式裙座高度mm裙座材料名称裙座设计温度℃裙座腐蚀裕量5裙座名义厚度mm裙座材料许用应力料裙座与筒体连接段在设M裙座上同一高度处较大孔个数2裙座较大孔中心高度mm裙座上较大孔引出管厚度mm5度地脚螺栓及地脚螺栓座地脚螺栓材料名称力M0地脚螺栓个数0地脚螺栓公称直径mm全部筋板块数0距mm0筋板内侧间距0筋板厚度0筋板宽度mm0盖板类型径mm0盖板厚度0盖板宽度mm0垫板无径mm0垫板厚度0垫板宽度mm0基础环板外径0基础环板内径mm0基础环板名义厚度0注：基础环厚度不得小于16毫米计算结果容器壳体强度计算元件名称压力设计名义厚度(直立容器校核取用厚度(许用内压(许用外压(下封头第1段圆筒第1段变径段第2段圆筒第2段变径段第3段圆筒第3段变径段第4段圆筒第4段变径段第5段圆筒第5段变径段第6段圆筒第6段变径段第7段圆筒第7段变径段第8段圆筒第8段变径段第9段圆筒第9段变径段第10段圆筒上封头裙座名义厚度(取用厚度(风载及地震载荷裙座与筒体1－下封操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m03m04ma压力试验时质量风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2)00000n MII(2/T)2Ym(hh)(h T kn MII(2/T)2 m(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 00000n地震弯矩MIIF(hh)B.24 k00000偏心弯矩Meme00000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算 max(MIIM,MII0.25MIIM 00000n垂直地震力FmhF00/mhi1,2,..,n ii kk00000应力计算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBA112323许用值A223123许用值A312许用值A42许用值(pT9.81Hw)(Diei)/许用值校核结果注1ij中i和j的意义如下i=1i=1j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（i=2j=2重力及垂直地震力引起的轴向应力（i=3液压试验工况j=3弯矩引起的轴向应力（拉或压[]t设计温度下材料许用应 B设计温度下轴向稳定的应力许用注A1:轴向最大组合拉应力A2:轴向最大组合压应力A3:液压试验时轴向最大组合拉应力A4:液压试验时轴向最大组合压应力:试验压力引起的周向应力注3:单位如下 计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座基础环板抗弯断面模 (D4D4Zb 基础环板面 (D2D2Ab 4基础环板计算力矩max(MC b2,MC l2m基础环板需要厚度基础环板厚度厚度校核结果 力 M00/Z(mgF00)/ 中大b 0.3M00M)/Z g/ 地脚螺栓受风载时最大拉应力MwMemmin 地脚螺栓受地震载荷时最大拉应力M000.25M00MmgF 0 地脚螺栓需要的螺纹小径d4BAb 地脚螺栓实际的螺纹小径地脚螺栓校核结果筋板压应力 nl1G筋板许用应力筋板校核结果盖板最大应力 3Fl 1 4(l'd)2(l'd) 盖板许用应力盖板校核结果裙座与壳体的焊接接头校核焊接接头截面上的塔器操作质量焊接接头截面上的最大弯矩m0对接接头校核对接接头横截面Dit对接接头抗弯断面模数D2it对接焊接接头在操作工况下最大拉应力4MJ mJJgFJ max D Dit it对接焊接接头拉应力许可值对接接头拉应力校核结果搭接接头校核搭接接头横截面A0.7D ot搭接接头抗剪断面模数Z0.55D2 ot搭接焊接接头在操作工况下最大剪应力MJ mJJgFJmax Zw 搭接焊接接头在操作工况下的剪应力许可值搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3MJJ mJJ eZw 搭接焊接接头在试验工况下的剪应力许可值搭接接头拉应力校核结果主要尺寸设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度容器总容积直立容器总高壳体和裙座质量附件质量内件质量保温层质量平台及扶梯质量操作时物料质量液压试验时液体质量吊装时空塔质量直立容器的操作质量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小质量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大质量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基础环板底截面距离直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s风载对直立容器总的横推力N地震载荷对直立容器总的横推力N操作工况下容器顶部最大挠度容器许用外压GB150.3-计算压力设计温度内径曲面深度 设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数PT1.25Pc 压力试验允许通过的应力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh=压力计算2[]t KDi0.5e=GB150.3-计算压力设计温度内径曲面深度 设计温度许用应力试验温度许用应力钢板负偏差腐蚀裕量焊接接头系数PT1.25Pc 压力试验允许通过的应力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=2i6 2h i h=2[]t =eh=nh-C1-C2=min=nh= 2[]t KDi0.5e=压力容器计算软GB150.3- =2[]t =e=n-C1-C2=n PT1.25P[ 的应力水平T0.90s T=pT.(Die)=T2e[]t (D)= t 2 =tT0105会增加再沸器和冷凝器的负荷，因此选择回流比为7.8。板数为25。10表全塔操作工况热负荷液相流量气相流量13-203040506070809000000.00000000.004表全塔液相摩尔分数174121373825456558456626573588059845305185135999590517517585538565465548597565645545表全塔气相摩尔分数182384756275855495-85-55-6-36-2-1-91-3-5-5-95--404精制塔T0105计算 进料板气相平均密度： 塔径 ，圆整为1111塔底液相平均密度 1111 塔径 ，圆整为因精馏段的塔 ，提馏段的塔 ，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形 ，选用平直堰，堰上液层高 由下式计算，即 弓形降液管宽 和截面 ，查弓形降液管参数图则 降液管底隙高 应低于出口堰 ，故才能保证降液管底端有良好的液封，一般不应低选用凹形收液盘，深 ，故塔板无需分块，采用整块式③安定区和出口安定区故由于塔内环氧乙烷，水，，乙烯均无腐蚀性，因此选择板厚为3mm的碳钢板。 10%-14%，符合设计要求。液沫夹带量在允许范围内。 ，则为防止塔内发生液泛，降液管内液层 应服从下式所表示的关系，即环氧乙烷物系属于不易气泡物系，因此 ，则而板上不设进口堰 按下式计算故按规定选 为限制条件6.3Aspenplus251.2m~1.5m①塔底储液空间依液量停留3~8min而定1~2m我们这里取停留时间 ，间距取1m，则塔底空间高度为圆整 塔体常用裙座支撑，可分为圆柱形和两种，我们这里选择圆柱形裙座圆整 封头选取标准椭圆形封头，取直边 ，曲面高 ，可求得封头高度52.40.4~0.5MPa85℃，所以我们这里选用常见的低合金高强度钢Q345R作为塔体和封头的材料。2.5因为最大操作压 ，最大工作温 ，所以设计压力温度分别为假 在6~16之间，设计温 ，取焊缝系 ，则可得计算取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得名义厚度同样假 在6~16之间，此 ，取焊缝系数 此时计算压 ，设计温 ，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得上封头厚度为此时计算压力 ，设计温 ，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得下封头厚度为裙座厚度采用和塔筒体一样的厚 6.6 ，由工艺条件知全塔共有25块塔板，所以塔内筛 查手册可得需要地脚螺栓12个。 T0301 进料板液相平均密度：（1）精馏段塔径计算由，式中C由求取，其中 取板间 ，板上液层高 ，0.1579 29提馏段平均摩尔质量 29塔底液相平均密度 29提馏段液相平均表面张力 29提馏段液相平均黏度 29由，式中C由 0.31.4m。 ，选用平直堰，堰上液层高 由下式计算，即近似 ，弓形降液管宽 和截面由，查弓形降液管参数图则：降液管底隙高 应低于出口堰 ，故才能保证降液管底端有良好的液封，一般不应低选用凹形收液盘，深度①塔板的分块 ，故塔板采用分块式。查塔板块数表得塔板分为4块②边缘区宽度确定因为塔的半径比较大，我们选择塔的边缘区域 ③开孔区面积计算开孔区面 计算为其中进堰前安定区和出堰前的安定区宽度取值为0.07m和0.09m。 ④筛板计算及其排列 筛板按正三角形排列，取孔中心距t为：n①塔板压降计算实际塔板数为 32 ②液面落差③液沫夹带故在本设计中液沫夹带量在允许的范围内。④漏液 计算漏 ⑤液泛为防止塔内发生液泛，降液管内液层 应服从下式所表示的关系，即 板上不设进口堰 按下式计算所 ，故本设计中不会发生液泛现象 为50%~60%，我们运行Aspenplus，而且经优化已经得到的实际塔1.2~1.5，①塔底储液空间依液量停留3~8min而定③塔底液面至最下层塔板之间要留有1~2m的间距。 塔体常用裙座支撑，可分为圆柱形和两种，我们这里选择圆柱形裙座封头选取标准椭圆形封头，取直边 ，曲面高 ，可求得封头高度0.75以我们这里选用常见的低合金高强度钢Q345R作为塔体和封头的材料。 取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得名义厚度同样假 在6~16之间，此 ，取焊缝系数 此时计算压 ，设计温度，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得上封头厚度为此时计算压力 ，设计温 ，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得下封头厚度为裙座厚度采用和塔筒体一样的厚 查的筛孔塔板单位重量载荷为，由工艺条件知全塔共有32块塔板，所以塔内筛 查手册可得需要地脚螺栓24个。 乙二醇脱水塔设备计算一览12平均压 3精馏段气相流量4精馏段液相流量/5提馏段气相流量6提馏段气相流量789精馏段塔径提馏段塔径堰长堰高板上液层高度堰上液层高度降液管底隙高度安定区宽边缘区宽筛板直径孔中心距单板压降T0302 进料板液相平均密度：由，式中C由求取，其中 0.7 16提馏段平均摩尔质量 16塔底液相平均密度 16提馏段液相平均表面张力 16提馏段液相平均黏度 29由，式中C由 0.71.4m。 ，选用平直堰，堰上液层高 由下式计算，即近似 ，弓形降液管宽 和截面由，查弓形降液管参数图则：降液管底隙高 应低于出口堰 ，故才能保证降液管底端有良好的液封，一般不应低 ，故塔板采用分块式。查塔板块数表得塔板分为4块因为塔的半径比较大，我们选择塔的边缘区域 开孔区面 计算为0.05m0.06m。故 筛板按正三角形排列，取孔中心距t为：n干板阻 计由故气体通过液层的阻 计气体通过液层的阻 由下式计算， 液体表面张力的阻 计液体表面张力所产生的阻 由下式计算，即气体通过每层塔板的液柱高度按下式计算故在本设计中液沫夹带量在允许的范围内。 ，则实际孔 为防止塔内发生液泛，降液管内液层 应服从下式所表示的关系，即 板上不设进口堰 按下式计算所 ，故本设计中不会发生液泛现象 为50%~60%，我们运行Aspenplus，而且经优化已经得到的实际塔1.2~1.5，①塔底储液空间依液量停留3~8min而定③塔底液面至最下层塔板之间要留有1~2m的间距。 塔体常用裙座支撑，可分为圆柱形和两种，我们这里选择圆柱形裙座封头选取标准椭圆形封头，取直边 ，曲面高 ，可求得封头高度0.75因为乙二醇和二乙二醇介质都基本没有腐蚀性，而操作压力为0.4MPa，最大操作温度为140℃，所以我们这里选用常见的低合金高强度钢Q345R作为塔体和封头的材料。因为最大操作压 最大工作温 所以设计压力温度分别为 在6~16之间，设计温度，此时 取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得名义厚度同样假 在6~16之间，此 ，取焊缝系数 此时计算压 取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得上封头厚度为此时计算压力 ，设计温 ，所以其计算厚度为取厚度负偏 ，腐蚀含 ，所以可得下封头厚度为裙座厚度采用和塔筒体一样的厚 查的筛孔塔板单位重量载荷为，由工艺条件知全塔共有20块塔板，所以塔内筛 查手册可得需要地脚螺栓24个。 12平均压 3精馏段气相流量4精馏段液相流量/5提馏段气相流量6提馏段气相流量789精馏段塔径提馏段塔径堰长堰高板上液层高度堰上液层高度降液管底隙高度安定区宽边缘区宽筛板直径孔中心距单板压降固定床反应器。固体催化剂通常呈颗粒状，粒径2～15mm，堆积成一定高度（或厚度）的床层，3轴向绝热式。流体沿轴向自上而经床层，床层同外界无热交换此外尚有由上述基本形式串联组合而成的反应器，称为多级固定床反应器。例如：当反应热效应大或需分段控制温度时，可将多个绝热式固定床反应器串联成多级绝热式固定R0101255℃、2.02MPa下，乙烯和氧气在银催化剂作用下生成环氧乙烷，并有少量副产物二副反应C0101R0101反应器R0101物R0102温度压力11摩尔流量质量流量体积流量热焓-摩尔流量0004200h-1。1.4m/s0.14，选取工业上所用 的列管，则单管催化剂体积为束水循环受阻，会导致传热、温度分布不均，故此区域不布管，取不布管区域为为200mm。 因此选择材料为耐高温材料0Cr18Ni10Ti。焊接方式选为双面焊对接对头，100%无损探 根据GB6654《压力容器用钢板》和GB3531《低温压力容器用低合金钢板》规定，对于0Cr18Ni9钢板 厚度 ，圆整后取厚度为0Cr18Ni10Ti的屈服极限为 所以气压试验满足强度要求。取反应器筒体直径为2500mm，厚度为50mm，内径为查表得直边高度h0=50mm。2500mm，50mm，50mm支座采用裙座，材质为Q345R，裙座与塔底的连接采用对接式焊接，裙座筒体外径为2600mm，厚度为18mm，地脚螺栓的结构选择外螺栓作结构形式，螺栓规格为 个数为30个，裙座高度取2m。1450mm 设计思环氧乙烷制碳酸乙烯酯工段由环氧乙烷和二氧化碳发生酯化反应，反应器R0201的①合理性②安全性③先进性④经济性反应器形碳酸乙烯酯反应器R0201 该反应是一个强放热反应，反应过程中产生大量的热，可能会使催化剂高温对反应器材料的选择要求提高，设备的投资费用大大增加；对反应器维修造成，催化剂的再生和更换带来操作上的不便，使得反应流程的操作费大大增加；同时也使产品纯度发生变化，极大地影响后续反应的进行以及乙二醇产品产量和产品纯度。R0201如图3-1所示。图3-1R0201反应器结构示意图其中1—反应器；2—进料口；3—出料口；4—反应区域；5—产物区域；6—移热装置；7—催化剂放置装置；8—移热介质进口；9—移热介质出口；10反应器及催化剂特1②环氧乙烷的单程转化率可以达到9598④反应器的设计，充分发挥了催化剂的优势，大幅度提高了催化剂的使用2反应器内部结构设1采用3应器并联的方式，保证生产过程中有2台并联操作，同时另一台进行催剂的再生或更换。采用2开1备的生产方式可以有效地降低成本，获得较大的相对传热面积，保证碳酸乙烯酯生产的顺利进行。因此实际参加反应的反应器台数m=2台。23.1PressureMole Mass VolumeFlow --Mole 表 PMHS-HEVIMBr离子液与分子筛形成固体颗粒催化剂QH-1技术指粒径BET平均孔径已知环氧乙烷的进料量为451.372kmol/hr，质量流量为19861kg/hr，环氧乙烷乙烯进料量为39722kg。催化剂与环氧乙烷质量比为9%，则催化剂用量为3574.98kg。估算得到反应器的总体 =VD，反应器高度为H，则长径比则单应器体积VH=γD= 由V=111.060 准HG21607-96，取D=4200mm，反应器高度H=8400mm。查阅相关行业标准HG21607-96《异形筒体和封头》，查得封头的公称直径为4200mm，LEHLEH则单应器的实际体积为8为了催化剂的高温失活，延长了催化剂的R101选用材料为碳素钢Q345R①参数确定，。工作压力P=2.5MPa，设计压力；采面焊对接头，局部无 ；查得碳素钢的许用应力，。②计算厚度反应物无腐蚀性， 根 ，查表得到负偏 复 故最后R10162mmQ345R其 可 ，所以水压试验强度足够反应器操作条件及说2.5MPa，通过控制二氧化碳的气体流量来控制反应器内的压力维持在2.5MPa。此时，需要使反应的温度达到130℃，则在蛇管中通入0.8Mpa的低压蒸汽，加热反应物，逐渐升温至反应温度为R0201R0201首先将固体催化剂装填入反应器R0301酸乙烯酯混合后，水再经过预热与碳酸乙烯酯按一定比例进入反应器R0301上部进料口，两本装置设四应器，三台串联反应，一台备用，以使整个流程保持连续和稳定。③EC/H2O（搅拌桨）；3.2时间为3h，本反应器采用外取热，外设夹套。3.2间歇反应釜示意图1400.4Mpa密度³4总7总过设定的值时，将气体排入闪蒸罐V0302中，必需保持压力的稳定，我们取每个釜内体积V=134.382÷3=44.794m³，取其占塔釜体积的0.667，即装填系数为0.667，则选用封头内径即槽径T为3500mm，则高7000mm，7000/3.5=2.001~6（符合压力容器公称直径要求）5700mm

热负荷为5276.54kw，另一流股的温度变化为55.1℃-140℃，取传热系数（㎡·℃）， =62.15㎡夹套选取Q235-B的材质，可以知道板厚在4.5-16mm，设计温度在140℃时Q235-B的许用应力[]=113Mpa，因为夹套有安全阀，所以P=1.1那么P=0.44Mpa，因为内部夹套无法探伤，故取=0.60，根据夹套的单板厚度负偏 ，单面腐蚀取腐蚀余。16mm ,C2在固-液悬浮操作中，轴向流叶轮的悬浮效率远高于径向流叶轮。达到相同的均匀度，盘式（CY0）涡轮式；直叶涡轮、斜叶涡轮。在这些搅拌器中，CBYA310CBY①搅拌器叶选直径与槽径之比（D/T） 使扭矩增大，设备的投资费用提高。一般是根据叶轮的形式、悬浮状态等。适宜的D/T值范D/T平底 碟形底或椭圆底 球形底 CBYD/T完全悬 均匀悬 D/T=0.4D=1440mm选择搅拌器轴材料为45钢，钢的许用扭应力为[ ]=30-40Mpa，计算系数A=118-107，d=100mm②叶轮位置（C/D）完全悬 均匀悬 C/D=1/3C480mm径之比值为0.6至0.7。当高于此值时，单层叶 R0301的，所以需要二层叶轮即挡板宽度为300mm。槽内设置四挡板，每块挡板的宽度为300mm，以消除液体打旋现象，搅拌器直径D为1440mmC480mmCBY式 ——固体颗粒直径，mm；《工艺系统工程设计技术规定气-液分离器设计》HG/T20570.8-200μm液体量较少，液面高度不是由停留时间来确定，而是通过各个调节点间的最小距离100mm来加以限制的，应采用立式重力分离器。V0204体积流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液体密度和气体密度首先取直径0.3mm，假设液滴沉降速度在过渡流区即 Allen计算 计 =2.42m/s,Re=8.1VGmax0D LLHL 尺寸不小于管接管直径,较低的位置有利于气液分离综上所述，接管直径定为25cm液体出口接管应使液体流速小于等于1m/s。12cm设计温度 设计压力s []t170MPa,s0.85C10.3mmC22mm5mm强度校核：试

V0302体积流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液体密度和气体密度首先取直径0.3mm，假设液滴沉降速度在过渡流区即 Allen计算 计Re=36 =1.10m/s,Re=36VGmax0D LLHL 尺寸不小于管接管直径,较低的位置有利于气液分离综上所述，接管直径定为40cm液体出口接管应使液体流速小于等于1m/s。12cm设计温度 设计压力s []t170MPa,s0.85C10.3mmC22mm5mm强度校核：试V0303

体积流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液体密度和气体密度首先取直径0.3mm，假设液滴沉降速度在过渡流区即 Allen计算 计得 。最终 =2.97m/s,Re=3.1VGmax0D LLHL 尺寸不小于管接管直径,较低的位置有利于气液分离综上所述，接管直径定为35cm液体出口接管应使液体流速小于等于1m/s。12cm设计温度 设计压力s []t170MPa,s0.85C10.3mmC22mm5mm强度校核：试

545253液分离器具有结构简单、操作可靠等特点。本设计对V0102体积流量4gd*(V G]0 3CWρL、ρG——液体密度和气体密度首先取直径0.3mm，假设液滴沉降速度在过渡流区即 Allen计算 计最终 因为容器内气体流速要低于浮动流速，所以D=1.818mD=1.9m。本设计取取封头为标准椭圆封头，公称直径DN=1900mm,则封头曲面高度，取直边是2罐是1罐是2罐是4罐5换热器选型5.1 《管壳式换热器 《管径选择 HG/T20570.6-《化工配管用无缝及焊接尺寸选用系列》HG20553-《石油化工企业尺寸系列 SH3405-《氨制冷装置用卧式蒸发器 JB/T7658.4-《鞍式支座 JB/T4712-数量的40%左右，占总投资的30%~45%。今年来随着节能技术的发展，应用领域不断按作用原理传热的方式分管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U水(Chilledwater)或盐水(brine)。加热器(Heater)Dowtherm generator)（废热锅炉(wasteheatboiler)）：用产生的蒸汽蒸馏器(Vaporizer5.1换热器的结构分类固定管板能力U管内外均能承受高压，管内及检修中热板束类似于管束，可抽出检修，压力不能太表 管壳式换热器优缺点对固定管板式换热传热面积比浮头式换热器大壳程无法机械壳体部件决定于管子故设备相对较低U适用于温度≦500℃，压力≦U10%左右；适用温度可达200不适用于、易燃、易爆、易4分程隔板与壳体密封片处易泄压降降低90%以上；在DN325~1800范围内，可增加5%~16%传热面积；总传热效率相应提高10%（按相同直径要求100%射线探伤；传热死区小，传热效率提高在低雷诺数Re<6000（液相）、造价提高3%~5%。新结构高效换热液相传热Re<600，气相传热1给热系数比光管提高4025换热器的类型很多，每种型式都有特定的应用范围。在某一种场合下性能很好的换热器，如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改变。对、维修的要30GB151，适用于卧式和立式换热器。型号：AES500-1.6-54-6/25-4Ⅰ 表示公称压力 表示公称换热面积为 表示换热管外径为 表示管束为 级，采用较高级冷500mm，1.6MPa，公54m25mm6m，46020℃，低温端5℃；当冷凝带有惰性气体的工艺流体时，冷却剂的出口温度应该低于工艺流体的，一般低于5℃；在冷却反应物时，为了控制反应，应维持反应流体和冷却剂之间的温差不小于10℃。5.3换热器压力降允许范围允许的压力降正方形管子排列，并可用可拆式（浮头式、填料函式、U形管式）换热器。1-2.5m/s；8-30m/s表 换热器流速范围流 热器（E31）作为典型设备进行详细设计。结合工业上的使用，决定选择管壳式换热器，结构上选用固定管板换热器。官箱类似。根据介质工作特点，选取M型后封头。表 TEMA端部形式的选污垢系数(m2.°C管束清洗方法式管箱尾端封头类 型式管侧壳侧U管型--A-U管型C-A--A-抽CCASMCASCMASMMAS≤固定CC或或5式MCAL -A--CAS-MAS≤5 -CAL(2)A：3.0mm只用于管内侧可用高压水喷射的冷却水系统ST当壳侧污垢系数≤0.00035并且管侧可用高压水喷射时，T型封头可使用不BCAMN：LL：3.0mm热管由Φ25mm改为Φ19mm，其传热面积可增加40%左右，节约20%金属以上；但增加低。所以，在管程结垢不是很严重，又允许压力降较高的情况下，采用Φ19mm×2mm的管5.6国内常用换热管规格10x14x19x25x25x32x38x45x57x10x14x19x25x32x38x45x57x有进行的通道。换热管中心距一般不小于1.25倍的换热管外径，常用的换热管中心距如5.7常用换热管中心距换热管外径24952857换热管中心距69520872系列标准长度有：1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9和12m一般选在1～2。折流板圆45％25％1/550mm。然而，对特殊的设计考虑可以取较小的间距。由于折流板有1/2TEMA无支撑直管跨距的0.8倍。400mm100mm5.8换热器设计使用软件列表AspenAspenDesign&表 E0301设计结果从表5.9E0301设计结果表可以看到，换热面积为506.8m2，所需传热系数为517.5W/(m2·K)，实际传热系数（含污垢热阻）657.2W/(m2·K27%，换热换热器液体流速范围表。壳层压降为16.976kPa，管程压降为21.53kPa，均较小。设计源文件详见5.1E0301物料参数针对待输送的流体的理化性质而选择合适的泵，其中尤其考虑流体的流量Q流量是指工艺装置生产中，要求泵输送的介质的量，一般应给出正常、装置的最大流量，或取正常流量的1.1～1.15倍。扬程H指工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的1.05～1.1倍。Ps和出口压力Pd进、出口压力指泵进出接管法兰出的压力，温度T指泵的进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低NPSHA，操作状态6.1流量电机功率7（串联3（串联2（串联12（并联31选型参表6.2P0101物料参温度压强摩尔流量质量流量体积流量焓--出口与进口压差所需扬程6.1P01016.2P0101表6.3P0104物料参温度压强摩尔流量质量流量体积流量焓--出口与进口压差所需扬程6.5P01046.6P01046.7P0104表 P0301物料参温度压强摩尔流量质量流量体积流量焓--出口与进口压差所需扬程6.8P03016.9P03016.10P0301表 P0305物料参温度压强摩尔流量质量流量体积流量焓--出口与进口压差所需扬程6.11P03056.12P03056.13P0305表 P0307物料参温度压强摩尔流量质量流量体积流量焓--出口与进口压差所需扬程6.14P03076.15P03076.16P0307生成垢的成分（硫酸钙、磷酸钙、硅等可利用的热源（水蒸气、电力等pH