精馏塔的设计详解-共21页
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精馏塔设计书精馏塔是化学和石油工业中常用的一种分离设备,其设计非常重要。
本文将从精馏塔的结构、操作条件、材料选择等方面进行详细介绍和建议,以帮助读者更好地进行精馏塔的设计。
一、结构设计1.1 塔体结构精馏塔的塔体一般分为直立式和横卧式两种类型。
直立式适合于处理高粘度、高沸点和易结晶的物料,横卧式适合于处理低粘度、低沸点和易挥发的物料。
在塔体的结构设计上,需要根据具体的工艺要求,确定塔的高度、直径和壁厚等参数,保证其能够在长期运行中保持稳定的分离效果。
1.2 塔盘结构塔盘是精馏塔的关键部件,其结构应该符合两相流动的要求,在连续计量流量的同时,实现物料的良好分离。
在设计塔盘时,需考虑填料的种类、布置和高度等因素,以保证塔盘的稳定性和分离效率。
二、操作条件2.1 进料方式精馏塔的进料方式有顶进、底进、侧进等多种方式,需根据具体的物料性质、流量和工艺特点等因素来选择。
在进料过程中,需控制进料速度和温度,避免液位过高和温度变化过大导致塔内压力波动,影响精馏效果。
2.2 温度和压力控制精馏塔的温度和压力是影响精馏效果的重要因素。
在运行过程中,需控制塔底温度和塔顶温度,避免出现气液两相不均匀、突然变化和温度不足等现象。
同时,还需控制塔内的压力,保证物料能够在塔内正常流动,达到良好的分离效果。
三、材料选择3.1 塔体材料精馏塔的塔体材料应该根据物料的性质和使用环境等因素选用。
常用的材料有碳钢、不锈钢、玻璃钢和聚合物等。
在选择材料时,需考虑其耐腐蚀性、强度和可焊性等因素,以保证塔体的稳定性和可靠性。
3.2 塔盘材料对于均相物料的精馏,塔盘一般选用不锈钢、有机玻璃或塑料等材料;对于非均相物料的精馏,塔盘则需选用更耐磨、更耐腐蚀的材料,如钛合金和镍基合金等。
总之,精馏塔的设计需要考虑多方面的因素,包括结构、操作条件和材料选择等,以保证其达到良好的分离效果和稳定性能。
通过科学、合理的设计,可实现更加高效、节能的生产过程,大大提高生产效率和质量,为工业生产带来更大的经济效益。
塔板式精馏塔设计(图文表)(一)设计方案的确定本设计任务为乙醇-水混合物。
设计条件为塔顶常压操作,对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程。
酒精精馏与化工精馏过程不同点就在于它不仅是一个将酒精浓缩的过程,而且还担负着把粗酒精中50多种挥发性杂质除去的任务,所以浓缩酒精和除去杂质的过程在酒精工业中称为精馏。
物料中的杂质基本上是在发酵过程中生成的,只是很少数的杂质是在蒸煮和蒸馏过程中生成的。
本次设计的精馏塔用板式塔,内部装有塔板、降液管、各种物料的进出口及附属结构(如全凝器等)。
此外,在塔板上有时还焊有保温材料的支撑圈,为了方便检修,在塔顶还装有可转动的吊柱。
塔板是板式塔的主要构件,本设计所用的塔板为筛板塔板。
筛板塔的突出优点是结构简单造价低,合理的设计和适当的操作能使筛板塔满足要求的操作弹性,而且效率高,并且采用筛板可解决堵塞问题,还能适当控制漏液。
设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属不易分离物系,最小回流比较小,采用其1.5倍。
设计中采用图解法求理论塔板数,在溢流装置选择方面选择单溢流弓形降液管。
塔釜采用间接蒸汽加热,塔顶产品经冷却后送至储罐。
(二)精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率乙醇的摩尔质量 M 乙醇=46kg/kmol纯水的摩尔质量 M 水 =18kg/kmolx F =18/65.046/35.046/35.0+=0.174x D =18/1.046/9.046/9.0+=0.779x W =46/995.018/005.018/005.0+=0.0022.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.174×46+18×(1-0.174)= 22.872 kg/kmol M D =0.779×46+18×(1-0.779)= 39.812 kg/kmol M W =0.002×46+18×(1-0.002)= 18.056 kg/kmol3.物料衡算 D=30024812.3948000000⨯⨯=167.454 kmol/hF=D+WF ·x F =D ·x D +W ·x W解得 F=756.464 kmol/h W=589.01 kmol/h{(三)塔板数的确定1.回流比的选择由任务书提供的乙醇-水物系的气液平衡数据绘出x-y 图;由于设计中选用泡点式进料,q=1,故在图中对角线上自点a(x D,x D)作垂线,与Y轴截距oa=x D/(R min+1)=0.415 即最小回流比R min=x D/oa-1=0.877取比例系数为1.5,故操作回流比R为R=1.5×0.877=1.3162.精馏塔的气液相负荷的计算L=RD=1.316×167.454=220.369 kmol/hV=L+D=(R+1)D=2.316×167.454=387.823 kmol/h L ’=L+qF=220.369+756.464=976.833 kmol/h V ’=V+(q-1)F=V=387.823 kmol/h3.操作线方程精馏段操作线方程为 y=1+R R x+11+R x D =1316.1316.1+x+11.3161+×0.779即:y=0.568x+0.336提馏段操作线方程为y=F q D R qF RD )1()1(--++x-F q D R DF )1()1(--+-x W=1.316*167.454+1*756.464(1.316+1)*167.454x-756.464167.454(1.3161)*167.454-+×0.002 即:y=2.519x-0.0034.采用图解法求理论塔板数塔顶操作压力P D=101.3 KPa单板压降△P=0.7 kPa进料板压力P F=0.7×18+101.3=113.9 kPa塔底操作压力P W=101.3+0.7×26=119.5 kPa精馏段平均压力P m=(101.3+113.9)/2=107.6 kPa 压力P m=(113.9+119.5)/2=116.7 kPa2.操作温度计算计算全塔效率时已知塔顶温度t D=78.43 o C进料板温度 t F=83.75 o C塔底温度t W=99.53 o C精馏段平均温度t m=(t D+t F)/2=(78.43+83.75)/2=81.09 o C提馏段平均温度t m=(t W+t F)/2=(99.53+83.75)/2=91.64 o C3.平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算由x D=y1=0.779 查上图可得x1=0.741M VDm=0.779×46+(1-0.779)×18=39.812 g/molM LDm=0.741×46+(1-0.741)×18=38.748 g/mol进料板平均摩尔质量计算 t f=83.74 o C由y F=0.518 查上图可得x F=0.183M VFm =0.518×46+(1-0.518)×18=32.504 g/mol M LFm =0.183×46+(1-0.183)×18=23.124 g/mol 精馏平均摩尔质量M Vm =( M VDm + M VFm )/2=36.158 g/molM Lm =( M LDm + M LFm )/2=30.936 g/mol4.平均密度计算气相平均密度计算由理想气体状态方程计算,即ρVm =RT PMv =)15.27309.81(314.8158.366.107+⨯⨯=1.321 kg/m 3 液相平均密度计算液相平均密度依1/ρLm =∑αi /ρi 计算 塔顶液相平均密度计算t D =78.43 o C 时 ρ乙醇=740 kg/m 3 ρ水=972.742 kg/m 3ρLDm =)742.972/1.0740/9.0(1+=758.14 kg/m 3进料板液相平均密度计算t F =83.75 o C 时 ρ乙醇=735 kg/m 3 ρ水=969.363 kg/m 3ρLFm =)363.969/636.0735/364.0(1+=868.554 kg/m 3塔底液相平均密度计算t W =99.53 o C 时 ρ乙醇=720 kg/m 3 ρ水=958.724 kg/m 3ρLWm =)724.958/995.0720/005.0(1 =957.137 kg/m 3精馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLDm )/2=(758.14+868.554)/2=813.347 kg/m 3提馏段液相平均密度计算ρLm =(ρLFm +ρLWm )/2=(957.137+868.554)/2=912.846 kg/m 35.液体平均表面张力计算液体平均表面张力依σLm =∑x i σi 计算塔顶液相平均表面张力计算t D =78.43时 σ乙醇=62.866 mN/m σ水=17.8 mN/m σLDm =0.779×17.8+0.221×62.886=84.446 mN/m 进料板液相平均表面张力计算t F =83.75时 σ乙醇=61.889 mN/m σ水=17.3 mN/m σLFm =0.183×17.3+0.817×61.889=53.729 mN/m 塔底液相平均表面张力计算t W =99.53时 σ乙醇=58.947 mN/m σ水=15.9 mN/m σLWm =0.005×15.9+0.995×58.947=58.732 mN/m 精馏段液相平均表面张力计算σLm =(84.446+53.729)/2=69.088 mN/m 提馏段液相平均表面张力计算σLm =(58.732+53.729)/2=56.231 mN/m6.液体平均粘度计算液体平均粘度依lgμLm=∑x i lgμi计算塔顶液相平均粘度计算t D=78.43o C时μ乙醇=0.364mPa·s μ水=0.455 mPa·slgμLDm=0.779lg(0.455)+0.221lg(0.364)=-0.363μLDm =0.436 mPa·s进料液相平均粘度计算t F=83.75 o C时μ乙醇=0.341mPa·s μ水=0.415 mPa·slgμLFm=0.183lg(0.415)+0.817lg(0.341)=-0.452μLFm=0.353 mPa·s塔底液相平均粘度计算t W=99.53 o C时μ乙醇=0.285mPa·s μ水=0.335 mPa·slgμLWm=0.002lg(0.335)+0.998lg(0.285)=-0.544μLWm=0.285 mPa·s精馏段液相平均粘度计算μLm=(0.436+0.353)/2=0.395 mPa·s提馏段液相平均粘度计算μLm=(0.285+0.353)/2=0.319 mPa·s(五)精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算精馏段的气液相体积流率为V S =ρ3600VM =2.949 m 3/s L S =ρ3600LM =0.0023 m 3/s 查史密斯关联图,横坐标为Vh Lh (vlρρ)21=949.20023.0(321.1347.813) 1/2=0.0196取板间距H T =0.45m ,板上液层高度h L =0.06m , 则H T -h L =0.39m 查图可得C 20=0.08 由C=C 20(20L σ)0.2=0.08(69.088/20)0.2=0.103u max =C (ρL -ρV )/ ρV =2.554 m/s取安全系数为0.7,则空塔气速为 u=0.7u max =1.788 m/sD=4V s /πu=788.1/14.3/949.2*4=1.39 m 按标准塔径元整后 D=1.4 m 塔截面积A T =(π/4)×1.42=1.539 ㎡ 实际空塔气速为 u=2.717/1.539=1.765 m/s 2.精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为Z 精=(N 精-1)H T =7.65 m 提馏段有效高度为Z 提=(N 提-1)H T =3.15 m在进料板上方开一人孔,其高度为 1m 故精馏塔的有效高度为 Z=Z 精+Z 提+1=7.65+3.15+1=11.8 m(六)塔板主要工艺尺寸的计算1.溢流装置计算因塔径D=1.4 m ,可选用单溢流弓形降液管 堰长l W =0.7×1.4=0.98 m 2.溢流强度i 的校核i=L h /l W =0.0023×3600/0.98=8.449≤100~130m 3/h ·m 故堰长符合标准 3.溢流堰高度h W平直堰堰上液层高度h ow =100084.2E (L h /l W )2/3由于L h 不大,通过液流收缩系数计算图可知E 近似可取E=1h ow =100084.2×1×(L h /l W )2/3=0.0119 mh W =h L -h ow =0.06-0.0119=0.0481 m 4.降液管尺寸计算查弓形降液管参数图,横坐标l W /D=0.7 可查得A f /A T =0.093 W d /D=0.151 故 A f =0.093A T =0.143 ㎡ W d =0.151W d =0.211 ㎡留管时间θ=3600A T H T /L H =27.64 s >5 s 符合设计要求5.降液管底隙高度h oh O =L h /3600l W u 0’=0.0023/0.98×0.08=0.03 m h W -h O =0.0481-0.03=0.0181 m >0.006 m 6.塔板布置塔板的分块 D=1400 mm >800 mm ,故塔板采用分块式。
第一章生产工艺流程的确定本设计的任务为分离正庚烷和正辛烷混合物的精馏塔设计。
对于此二元混合物的分离,采用常压下的连续精馏操作装置。
本设计采用饱和蒸汽进料,将原料以饱和蒸汽状态送人精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液体在泡点下一部分经回流装置回流至塔内,其余的部分经产品冷凝冷却器冷凝冷却后送人储罐。
塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。
该物系属于易分离物系,最小回流比较小,操作回流比为最小回流比的2倍。
本设计带控制点的生产工艺流程图见附图-1。
第二章精馏塔2.1 精馏塔的物料衡算通过查阅资料知,一个大气压下,正庚烷的沸点为98.4℃,正辛烷的沸点125.6℃,所以混合液中,正庚烷是易挥发成分。
2.1.1已知条件:混合液的流量:F=12t/h正庚烷的含量:x F=0.42正庚烷的回收率:φ=0.98釜残夜中正庚烷的含量:x w =0.032.1.2物料衡算过程:混合液的平均相对分子质量:M F=0.42*100+0.58*114=108.12Kg/kmol混合液的流量:F=12*1000/108.12=110.99Kmol/h总物料衡算:110.99=D+W110.99*0.42=D* x D +W* x w0.98=D* x D /F*x F计算结果:D=79.77 W=31.22 x D=0.5732.2 塔板数的确定2.2.1塔板理论数N T的求取正庚烷—正辛烷属于理想物系,采用图解法求理论板层数。
(1)由资料查得正庚烷—正辛烷在101.3KPa的气液平衡数据如下:温度(℃):98.4 105 110 115 120 125.6X: 1.0 0.656 0.487 0.311 0.157 0.0y: 1.0 0.810 0.673 0.491 0.280 0.0绘出x-y图,见附图2。
(2)求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。
在附图2中对角线上,自点e(0.42,0.42)作垂线ef即为进料线,该线与平衡线的交点坐标y q = 0.42 x q=0.26最小回流比为R min= (x D- y q )/ (y q - x q)=(0.573-0.42) / ( 0.42-0.26) = 0.96取操作回流比为R=2 R min=2*0.96=1.92(3)求精馏塔的气液负荷线L=RD=1.96*79.77=156.35V=(R+1)D=(1+1.96)*79.77=232.93L=L=156.35V=V-F=232.93-110.99=122.0(4) 求操作线方程精馏段操作线方程为y=L x /V + D x D /V =0.658x+0.196提馏段操作线方程为y=L x /V -W x W /V =1.282x-0.008(5)图解法取理论板层数采用图解法取理论板层数,如附图2所示。
工程精馏塔方案设计一、引言精馏是一种利用物质在不同温度下汽化和冷凝的性质分离复杂混合物的过程。
工程精馏塔是将混合物加热至汽化,然后在塔内冷凝成液体,使得混合物中的不同成分以不同速度沿着塔的高度分离出来的装置。
在化工行业中,精馏塔被广泛应用于炼油、石化、化肥、精细化工等领域。
本文将对工程精馏塔的方案设计进行详细描述。
二、塔的基本结构1. 塔的整体结构工程精馏塔一般由进料系统、塔体、塔盘、提馏器、冷凝器、产品收集系统等部分组成。
其中,塔体是精馏塔的主体部分,通常为圆筒形,具有一定的高度。
在塔内还会设置多个塔盘,用于提供表面积,增加塔内混合物的接触,增强分离效果。
提馏器用于将混合物加热至汽化,而冷凝器则用于将汽化后的混合物冷凝成液体。
产品收集系统则用于收集不同组分的产品。
2. 塔的材质工程精馏塔通常采用不锈钢、碳钢等金属材质制作。
在选择材质时,需要考虑塔内物料的腐蚀性、温度、压力等因素,以保证塔的安全运行和长期使用。
三、塔的工艺参数1. 操作压力工程精馏塔的操作压力取决于混合物的成分、馏出物的温度要求等因素。
一般来说,操作压力在1-10 MPa之间。
2. 操作温度操作温度是工程精馏塔设计中的重要参数。
根据混合物的成分和相对挥发度不同,操作温度会有所不同。
通常,操作温度在-50℃至350℃之间。
3. 塔盘位数塔盘的设置数量根据原料和产品的成分要求来确定,一般选择7-40个塔盘。
4. 塔内液体流速塔内流体的速度对提高分离效果至关重要。
一般来说,在塔盘上游和下游的液体流速分别为0.1-0.6 m/s。
5. 塔内填料填料直接影响精馏的分离效果,一般选择比表面积大、孔隙率适中的填料。
6. 塔的冷却介质冷却介质一般为水或其他冷却液体,用于冷却冷凝器,使得汽化的混合物冷凝成液体。
7. 塔的进料和出料系统进料系统需要根据不同的原料类型设计合适的进料方式,而出料系统则需要根据得到的产品来设计。
四、塔的方案设计1. 塔的类型选择在工程精馏塔的方案设计中,需要根据原料的性质和产品的要求选择合适的塔类型。
目录一.前言 (3)二.塔设备任务书 (4)三.塔设备已知条件 (5)四.塔设备设计计算 (6)1、选择塔体和裙座的材料 (6)2、塔体和封头壁厚的计算 (6)3、设备质量载荷计算 (7)4、风载荷与风弯距计算 (9)5、地震载荷与地震弯距计算 (12)6、偏心载荷与偏心弯距计算 (13)7、最大弯距计算 (14)8、塔体危险截面强度和稳定性校核 (14)9、裙座强度和稳定性校核 (16)10、塔设备压力试验时的应力校核 (18)11、基础环设计 (18)12、地脚螺栓设计 (19)五.塔设备结构设计 (20)六.参考文献 (21)七.结束语 (21)前言苯(C6H6)在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。
苯可燃,有毒,也是一种致癌物质。
它难溶于水,易溶于有机溶剂,本身也可作为有机溶剂。
苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。
苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph表示。
因此苯也可表示为PhH。
苯是一种石油化工基本原料。
苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
甲苯是有机化合物,属芳香烃,分子式为C6H5CH3。
在常温下呈液体状,无色、易燃。
它的沸点为110.8℃,凝固点为-95℃,密度为0.866克/厘米3。
甲苯不溶于水,但溶于乙醇和苯的溶剂中。
甲苯容易发生氯化,生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷,它们都是工业上很好的溶剂;它还容易硝化,生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯,它们都是染料的原料;它还容易磺化,生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸,它们是做染料或制糖精的原料。
甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质,因此它可以制造梯思梯炸药。
甲苯与苯的性质很相似,是工业上应用很广的原料。
但其蒸汽有毒,可以通过呼吸道对人体造成危害,使用和生产时要防止它进入呼吸器官。
苯和甲苯都是重要的基本有机化工原料。
工业上常用精馏方法将他们分离。
精馏是分离液体混合物最早实现工业化的典型单元操作,广泛应用于化工,石油,医药,冶金及环境保护等领域。
它是通过加热造成汽液两相体系,利用混合物中各组分挥发度的差别实现组分的分离与提纯的目的。
实现精馏操作的主要设备是精馏塔。
精馏塔主要有板式塔和填料塔。
板式塔的核心部件为塔板,其功能是使气液两相保持密切而又充分的接触。
塔板的结构主要由气体通道、溢流堰和降液管。
本设计主要是对板式塔的设计。
一.塔设备任务书简图与说明比例设计参数与要求工作压力MPa 0.004 腐蚀速率mm/a 0.01设计压力MPa 0.0044 设计寿命 a 20工作温度ºC120 浮阀个数设计温度ºC150 浮阀间距介质名称苯、甲苯保温材料厚度/mm 100介质密度 kg/m3799.054保温材料密度kg/m3300基本风压 Pa 300 存留介质高度 mm 52.5/49地震烈度9 壳体材料Q235-A场地类别Ⅱ内件材料塔形筛板塔裙座材料Q235-A塔板数目21 偏心质量 kg 2019塔板间距 mm 500 偏心距 mm 1000接管表符号公称尺寸连接面形式用途符号公称尺寸连接面形式用途a1,2 450mm -人孔g 45mm 突面回流口b1,2 -突面温度计h1-3 25mm突面取样口c -突面进气口i1,2 -突面液面计d1,2 38mm 突面加料口j 38mm突面出料口e1,2 -突面压力计k1-3 450 mm 突面人孔f 127mm 突面排气口条件内容修改修改标记修改内容签字日期塔径(原设计算错)备注甲苯-苯精馏塔设计单位名称化工系2班刘丽娟工程名称提出人刘丽娟日期08.7.25三 . 塔设备已知条件表二:已知条件列表四. 塔设备设计计算1、 选择塔体和裙座的材料设计压力是指设定的容器顶部的最高压力,由“工艺部分”的工艺条件可知塔顶表压为='p 4kPa ;通常情况下将容器在正常操作情况下容器顶部可能出现的最高工作压力称为容器的最大工作压力用w p 表示,即w p =='p 0.004MPa ;取设计压力==w p p 1.10.0044MPa 。
设计温度是指容器在正常操作情况下,在相应设计压力下,设定的受压组件的金属温度,其值不得低于容器工作是器壁金属达到的最高温度。
本设计塔内最高温度塔底取得max 120t =ºC,设计温度可以取为150t =ºC。
从上可知,设计压力和设计温度都属于低压、低温状态,塔体和裙座的材料可用: Q235-A ,GB912,热轧,厚度为3~4mm ,常温下强度指标=b σ375MPa 、=s σ235MPa ,设计温度下的许用应力=t][σ113MPa 。
2、 塔体和封头壁厚的计算2.1 塔体壁厚的计算塔体的壁厚是值塔体计算出来的有效厚度,有效厚度可以用下式计算21C C n e --=∆+=δδδ(式中δ为理论计算厚度,mm ;∆为除去负偏差以后的圆整值,mm ;n δ为名义厚度,mm ;1C 为钢板厚度负偏差,mm ;2C 为腐蚀裕量,mm 。
) 2.1.1理论计算厚度ppD t i-=ϕσδ][2,其中i D 指塔体的内径,由工艺部分计算可知i D =1.2m ;ϕ为焊接头系数,本设计采用双面焊、局部无损探伤,ϕ=0.85。
p pD t i -=ϕσδ][2==-⨯⨯⨯0044.085.0113212000044.00.03mm 对于碳素钢和低合金钢制容器,mm 3min ≥δ,而δ<min δ,且mm 97.2min =-δδ>1C (钢板厚度按8~25mm 计)。
假设腐蚀裕量2C =2mm 。
n δ=min δ+2C =5mm21C C n e --=∆+=δδδ=5-0.5-2=2.5mm2.2 封头壁厚的确定根据塔径i D =1200mm ,取用标准椭圆形封头,可选用EHA 的标准椭圆形封头(JB/T 4746-2019),公称直径DN=1200mm ,曲面高度300mm ,直边高度25mm ,内表面积1.665m 2,容积0.255m3,厚度6mm ,质量49kg 。
3、设备质量载荷计算塔设备的操作质量kg m o /: e a m m m m m m m m ++++++=05040302010 塔设备的最大质量kg m /max :e a w m m m m m m m m ++++++=04030201max 塔设备的最小质量kg m /min :e a m m m m m m m +++++=04030201min 2.0 3.1 塔体质量1o m 单位长度筒体的质量:]1200)101200[(1085.7785.0])2[(4226221-+⨯⨯⨯=-+=⨯=-i n i m D D s m δρπρ=148.5kg/m由工艺部分计算可知塔高H=10.55m ,取裙座高度h=1.55m ; 筒体质量:1110.55148.5m m H m =⨯=⨯=1566.7kg 裙座质量:31 1.5148.5m m h m =⨯=⨯=222.75kg由前面可知一个封头质量G=77kg ,则有封头质量:=2m 77×2=98kg⇒1o m =1231566.7222.7598m m m ++=++=1887.5kg3.2 塔段内件质量2o m查数据可知筛板塔质量 2/65m kg q N =;由工艺部分计算可知塔盘数为N=21块⇒2220.78521 1.2654o i N m ND q π==⨯⨯⨯=1542 kg3.3 保温层质量3o保温材料密度为 =2ρ300kg/m 3,厚度为 =s δ100mm 筒体部分保温层的质量:222])2()22[(4ρδδδπH D D s i s n i +-++=220.785[1.41 1.4]10.5530069.8kg ⨯-⨯⨯=封头部分保温层的质量:直边部分+曲面部分直边部分:kg 166.0300025.0]4.141.1[785.022=⨯⨯-⨯曲面部分近似计算为:内表面积×厚度×密度 ⇒ 1.665×0.1×300=50kg⇒ 封头部分质量=2×(0.166+50)=100.23kg所以,3o m =69.8+100.23=170kg3.4 平台、扶梯质量4o m本设计用5个钢制平台,笼式扶梯,查资料可知刚直平台和笼式扶梯的单位质量分别为:2/150m kg q p =,2/40m kg q F =。
4o m =F F p n i n i H q nq D B D +⨯++-+++21])22()222[(422δδδδπ=220.785[3.22 1.42]0.5415040(9.45 1.55)⨯-⨯⨯⨯+⨯+=2632.4kg3.5 操作时塔内物料质量5o m由工艺部分计算可知精馏段塔盘数为9,m h w 0633.0=,m h o 0083.0=,31/04.826m kg L =ρ;提馏段塔盘数为12,m h w 06.0'=,m h o 0086.0'=,32/18.931m kg L =ρ⇒5o m =)(])''()[(42122112L L f L o w L o w i V h N h h N h D ρρρρπ+++++=0.785×21.2[(0.063390.0083)826.04(0.06120.0086)931.18]0.255(826.04931.18)⨯++⨯++⨯+=1754.7kg.3.6 附件质量a按经验取附件质量 a m =0.251o m =0.25×1887.5=471.9kg 3.7 充液质量 wmw m =2220.785 1.210.55100020.25510004i w f w D H V πρρ+=⨯⨯⨯+⨯⨯=12435.7kg3.8 偏心质量em当塔设备的外侧挂有分离器、再沸器、冷凝器等附属设备时,可将其视为偏心载荷。
本设计中将再沸器挂于塔上,所以再沸器构成塔的偏心质量,再沸器质量为2000kg ,偏心距为1000mm 。
所以 e m =2000kg 。
3.9 操作质量、最小质量、最大质量e a m m m m m m m m ++++++=05040302010=1887.5+1542+170+2632.4+1754.7+471.9+2019=10458.5kge a m m m m m m m +++++=04030201min 2.0=1887.5+0.2×1542+170+2632.4+471.9+2019=7470.2kg e a w m m m m m m m m ++++++=04030201max=1887.5+1542+170+2632.4+12435.7+471.9+2019=21139.5kg4、 风载荷和风弯距的计算塔设备受风压作用时,塔体会发生弯曲变形。