【《碳酸乙烯酯法合成乙二醇的塔的设计及选型计算案例》1700字】

碳酸乙烯酯法合成乙二醇的塔的设计及选型计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u3723碳酸乙烯酯法合成乙二醇的塔的设计及选型计算案例 1197201塔设计依据 151392塔型的确定 2157583塔盘类型的确定 2323744塔的工艺设计 21塔设计依据该工艺的塔型主要是吸收分离塔，以A101为例该设计选型即要符合工艺规范和国家标准，又要不会对生产造成违背。在所有工艺设计中，安全问题极其重要，由于在化学工业生产过程中，会存在一些需要高温高压的生产条件，少数情况下生产的产品可能为易燃易爆的危险物品，安全环境不合格则可能会导致重大的人身和财产损失隐患。在以安全为前提的情况下，我们要尽可能的对资源进行最大化利用，实现生产最大化。 表4-1塔模拟参数H101-OUTP101-OUTCIRCULA1EO相态汽相液相汽相液相温度12021.225.671.6摩尔汽相分率1010摩尔液相分率0101摩尔焓-26.0828-127.707-25.0009-105.332质量焓-951.61-1590.38-1040.37-1461.14摩尔熵-11.82255-101.22081-17.734019-77.145166质量熵-0.5424937-1.2978993-0.7379686-1.07233645摩尔密度0.67700116.36391.235111.8803质量密度18.49771311.0229.68051070.51平均分子量27.32380.299621.030971.9412压力，bar22222222焓流量-60.307091-361.75522-41.087624-381.97464摩尔流量2306.342807.532241647.896993465.97525质量流量63016.1085225441.75339841.6106248615.251体积流量3301.8643240.72141791.1940277.46552塔型的确定塔形的选择非常重要，它关系到生产能力、产品纯度、设备费用等多方面因素，所以要求我们必须在安全且合理的情况下，选则最恰当的塔型。基础的两种塔型分别是板式塔与填料塔，它们都能够实现精馏、吸收、萃取等工艺流程，而两者都存在着优缺点。填料塔为一种立式圆柱，塔体中由较多填料所填充，填料组成通常为各种固体的物料，填料的方法主要包括散装填料及规整填料等方法。填料塔的优势：生产能力较大且填料塔的操作范围相对较小、适用于小塔径生产、压降较小、分离效率较高等。板式塔是立式塔柱且塔内有许多相互间隔一定距离的塔板组成。而板式塔的通常适合塔径相对较大的塔，板式塔的优点：压降较大，操作稳定、易于清洗、塔效率高等。所以通过比较，板式塔更适宜上述的工艺条件，则该设计的吸收塔采用板式塔。3塔盘类型的确定塔盘能够实现将物质和热量快速传递，使液体混合物或气体混合物达到分离效果。塔盘类型主要含有泡罩塔盘、浮阀塔盘、筛孔塔盘等几种。依照上面的工艺结果可选用筛孔塔盘。4塔的工艺设计（1）介质与选材查《腐蚀数据手册》[11]并且依据强度等方面得，材料选用碳钢16MnR。（2）设计压力与温度吸收塔的工作压力为1.2Mpa，则设计压力选取为工作压力1.1倍。P=1.1Pw吸收塔最大温度为120℃，设计温度比最大温度大10~15℃，即取工作温度为130℃。（3）塔体的计算空塔气速能够通过史密斯关联图法计算。先求出umax，后设定空塔气速等于最大气速的0.7倍。其中umax=CρL−ρV查阅文献和书籍，选择板间间距为HT=800mm，选择板上液层高度为hL=100mm，则HT-hL=700mm。图4-1smith关联图查史密斯关联图知，C20=0.073C=C20因此umax所以空塔气速为u=0.7umax=0.7×空塔气速下的塔径为D=4Vsπu由塔径标准对塔径圆整后，取D=1.1m塔径圆整后空塔气速为u=V安全系数uumax=0.43650、602（4）筒体厚度及封头厚度设计筒体选材为16MnR，查文献和书籍得知，在这个设计温度下，此材料的许用应力值为163MPa，取计算压力为1.42MPa，塔径D=1.1m。筒体厚度δ=PcD取腐蚀裕量C1为2mm，则筒体壁厚δc=27.31+2=29.31mm本设计选择标准椭圆封头，且封头的材质也选择使用16MnR。封头厚度δ‘=P取腐蚀裕量C1为2mm，封头的设计厚度δ’c=δ‘+C1（5）流型的选择及负荷性能图根据Aspen模拟，由于环氧乙烷吸收塔模拟塔半径为1.1m，塔流量Ls=240.7214m3/h，计算过后对塔进行校核。由Aspen模拟结果，得到塔板的负荷性能图。如下图4-2某块塔板的负荷性能图（6）塔的水力学结果表4-2环氧乙烷吸收塔A101水力学结果塔板%液泛率总压降%降液管持液量干板压降干板压降总压降barbarmmmm271.673638580.013836539431.088678980.00835283051919631916371.651630230.014350448031.893294240.0088274855395.01413450151.4602253471.373602630.014447591831.741512740.0088773726391.41766443151.6612161571.914949980.014480805831.520468120.0088717823791.47449583151.5720506671.025639630.014405422931.147758690.0088006327591.03717710150.6521747767.139082660.011915333328.591857030.0066525922868.24452398121.2314882860.745912500.011976916029.073919250.0041277911736.39573080105.6033584960.988654980.012030506829.107514070.0041741428836.71614012105.82143161060.946482420.012048160729.087014420.0041771377336.66583641105.75564351160.881611600.012059914229.063876660.0041754117036.58543602105.67035091260.823007580.012069574929.043538780.0041734487936.51269028105.59435921360.772346260.012077745129.026091310.0041716662736.44980798105.52893281460.729398400.012084739129.011290420.0041701766036.39655609105.47344321560.692870350.012090706528.998710590.0041689128836.35129885105.42625841660.661436520.012095754128.987946130.0041677846536.31234700105.38577671760.634546170.012100036928.978766590.0041668023036.27903179105.35120021860.611354060.012103647428.970901100.0041659187036.25028922105.32147881960.591166040.012106666628.964123870.0041650987936.22525819105.29573162060.572882370.012109079328.958131110.0041642588836.20273037105.27245012160.547590870.012109281928.950824240.004162664013623631122260.323163780.012070624428.898880090.0041427410335.99110