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精馏塔设计计算校核

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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 0 软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999

DATA SHEET OF PROCESS

EQUIPMENT DESIGN

工程名 ：

PROJECT

设备位号：

ITEM

设备名称：

EQUIPMENT

图 号：

DWG NO。

设计单位： XXXXXXXXXXXXXXXXX

DESIGNER

设 计

Designed by 日期

Date

校 核

Checked by 日期

Date

审 核

Verified by 日期

Date

审 定

Approved by 日期

Date 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 1

塔 设 备 校 核 计 算 单 位 XXXXXXXXXXXXXXXXX

计 算 条 件

塔 型 板式

设 计 压 力 MPa 0.11

容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座） 1

压 力 试 验 类 型 液压

压 力 试 验 计 入 液 柱 高 度 H mm 13925

试 验 压 力（立 试） MPa 0.138

试 验 压 力（卧 试） MPa 0.274

封 头

上 封 头 下 封 头

材 料 名 称 16MnR(正火) 16MnR(热轧)

名 义 厚 度 mm 8 8

腐 蚀 裕 量 mm 2 2

焊 接 接 头 系 数 0.85 0.85

封 头 形 状 椭圆形 椭圆形

圆 筒

1 2 3 4 5

设 计 温 度 ℃ 150

圆 筒 长 度 mm 13600

圆 筒 名 义 厚 度 mm 8

圆 筒 内 径 mm 1200

材 料 名 称（即 钢 号） 16MnR(正火)

腐 蚀 裕 量 mm 2

纵 向 焊 接 接 头 系 数 0.85

环 向 焊 接 接 头 系 数 0.85

圆 筒 外 压 计 算 长 度 mm 0

变 径 段

1 2 3 4

设 计 温 度 ℃

变 径 段 下 端 内 径 mm

变 径 段 上 端 内 径 mm

材 料 名 称

腐 蚀 裕 量 mm

纵 向 焊 接 接 头 系 数

横 向 焊 接 接 头 系 数 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 2

变 径 段 轴 向 长 度 mm

变 径 段 外 压 计 算 长 度 mm

变 径 段 大 端 过 渡 段 转 角 半 径 mm

变 径 段 小 端 过 渡 段 转 角 半 径 mm

内 件 及 偏 心 载 荷

介 质 密 度 kg/m3 954

塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度 mm 1200

塔 板 分 段 数 1 2 3 4 5

塔 板 型 式 筛板

塔 板 层 数 18

每 层 塔 板 上 积 液 厚 度 mm 60

最 高 一 层 塔 板 高 度 mm 13200

最 低 一 层 塔 板 高 度 mm 5800

填 料 分 段 数 1 2 3 4 5

填 料 顶 部 高 度 mm

填 料 底 部 高 度 mm

填 料 密 度 kg/m3

集 中 载 荷 数 1 2 3 4 5

集 中 载 荷 kg 4000

集 中 载 荷 高 度 mm 50000

集 中 载 荷 中 心 至 容 器 中

心线 距 离 mm 2000

塔 器 附 件 及 基 础

塔 器 附 件 质 量 计 算 系

数 1.2 基 本 风 压 N/m2 300

基 础 高 度 mm 16

塔 器 保 温 层 厚 度 mm 100 保 温 层 密 度 kg/m3 300

裙 座 防 火 层 厚 度 mm 100 防 火 层 密 度 kg/m3 300

管 线 保 温 层 厚 度 mm 100 最 大 管 线 外 径 mm 450

笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位

置 180

场 地 土 类 型 II 场 地 土 粗 糙 度 类 别 C

地 震 烈 度 8级 地 震 远 近 参 数 近震

塔 器 上 平 台 总 个 数 3 平 台 宽 度 mm 900

塔 器 上 最 高 平 台 高 度 mm 15000 塔 器 上 最 低 平 台 高

度 mm 6500 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 3

裙 座

裙 座 结 构 形 式 圆筒形 裙 座 底 部 截 面 内 径 mm 1200

裙 座 与 壳 体 连 接 形 式 对接 裙 座 高 度 mm 28000

裙 座 材 料 名 称 Q235-B 裙 座 设 计 温 度 ℃ 20

裙 座 腐 蚀 裕 量 mm 2 裙 座 名 义 厚 度 mm 16

裙 座 材 料 许 用 应 力 MPa 113

裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数 2 裙 座 较 大 孔 中 心 高

度 mm 900

裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内

径（或 宽 度） mm 450 裙 座 上 较 大 孔 引 出

管 厚 度 mm 16

裙座上较大孔引出管长度 mm 80

地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座

地 脚 螺 栓 材 料 名 称 16Mn 地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应

力 MPa 170

注：以 下 设 计 参 数 均 参 照 JB4710-92 表 5-6 并 计 算 确 定

地 脚 螺 栓 个 数 16 地 脚 螺 栓 公 称 直 径 mm 36

全 部 筋 板 块 数 32 相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间

距 mm 140

筋 板 内 侧 间 距 mm 140

筋 板 厚 度 mm 24 筋 板 宽 度 mm 180

盖 板 类 型 整块 盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直

径 mm 95

盖 板 厚 度 mm 40 盖 板 宽 度 mm 240

垫 板 有 垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直

径 mm 75

垫 板 厚 度 mm 26 垫 板 宽 度 mm 130

基 础 环 板 外 径 mm 1500 基 础 环 板 内 径 mm 1000

基 础 环 板 名 义 厚 度 mm 24 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 4

计 算 结 果

容 器 壳 体 强 度 计 算

元 件 名 称 压 力 设 计

名 义 厚 度 (mm) 直 立 容 器 校 核

取 用 厚 度 (mm) 许 用 内 压 (MPa) 许 用 外 压 (MPa)

下 封 头 8 8 1.441

第 1 段 圆 筒 8 8 1.438

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 8 8 1.441

裙 座

名 义 厚 度 (mm) 取 用 厚 度 (mm)

16 16 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98

全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 5

风 载 及 地 震 载 荷

0－0 A－A 1－1 2－2 3－3 4－4 5－5

操 作 质 量 33727.3 33069.6 7770.26

最 小 质 量 30021 29363.4 6232.77

液 压 试 验

时 质 量 46945.5 46287.9 6232.77

风 弯 矩 1.14338e+09 1.09767e+09 1.42926e+08

地 震 弯 矩 2.90706e+08 2.7887e+08 5.85057e+07

偏 心 弯 矩 7.848e+07 7.848e+07 7.848e+07

最 大 弯 矩 1.22186e+09 1.17615e+09 2.21406e+08

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课程设计--精馏塔分离苯-甲苯混合物

课程设计--精馏塔分离苯-甲苯混合物

课程设计--精馏塔分离苯-甲苯混合物 武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书

I 目 录

摘要 ........................................................................................................................................... II

Abstract .................................................................................................................................. III

引言 ............................................................................................................................................ 1

第一章 概述 .............................................................................................................................. 1

1.1精馏塔设计任务 .......................................................................................................... 2

1.2精馏塔设计方案的选定 .............................................................................................. 2

塔设计

塔设计

5.3精馏塔设计

5.3.1概述

在炼油、化工等工业中，精馏操作是分离液体混合物的最常用的手段。其操作原理是利用液体混合物中各组分挥发度的不同，在气、液两相相接触时，易挥发组分向气相传递，难挥发组分向液相传递，使混合物达到一定程度的分离。用于实现精馏操作的气液传质设备即精馏塔。这类塔设备的基本功能在于提供气、液两相以充分接触的机会，使物质和热量的传递能有效地进行；在气液接触之后，还应使气、液两相能及时分开，尽量减少相互夹带。

常用的精馏塔分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内装有若干层塔板，液体依靠重力自上而下流过每层塔板；气体则依靠压强差的推动，自下而上穿过各层塔板上的液层而流向塔顶，气、液两相在塔内进行逐级接触。填料塔内则装有各种形式的填料，气、液两相沿塔做连续接触，其传质和传热的场所为填料的润湿表面。

对塔设备基本性能的要求主要包含以下几个方面：

（1）气液两相充分接触，相际传热面积大；

（2）生产能力大，即气液相处理能力大；

（3）操作稳定，操作弹性大；

（4）流体流动阻力小，流体通过塔设备的压降小；

（5）结构简单、耗用材料少，制造与安装容易；

（6）耐腐蚀和不易堵塞。

对于本次设计中，主要涉及到两个分离塔——二甲醚塔和甲醇塔，甲醇塔采用填料塔，二甲醚塔采用板式塔，首先我们用Aspen Plus进行塔选型初步的工艺计算，得到塔设备的大体数据，然后应用Cup-tower进行塔选型计算与校核。

表5-2 二甲醚塔T201操作参数

操作压力 操作温度 回流比 加料状态 理论板数 加料位置

8.1bar 36.28℃ 0.53 气液混相 20 10

5.3.2 二甲醚塔设计 5.3.2.1二甲醚塔工艺尺寸设计

浮阀均选用圆形浮阀，F1型重型浮阀，33g，单溢流。二甲醚塔T201主要工艺尺寸设计如下所示。

1、塔经D

根据Aspen plus塔板水力学数据及cup-tower校核结果，塔径D为2000mm。

乙醇水精馏塔设计计算书

乙醇水精馏塔设计计算书

前言

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点（或沸点）的不同，控制塔各节的不同温度，达到分离提纯的目的。

化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为乙醇和水的挥发度相差不大。精馏是多数分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

本次设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算——物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，调试出塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。目录

目录 .................................................................................................................. 4

精馏塔的设计计算方法

精馏塔的设计计算方法

精馏塔的设计计算方法

各位尊敬的评委老师、领导、各位同学：

上午好！

这节课我们一起学习一下精馏塔的设计计算方法。

二元连续精馏的工程计算主要涉及两种类型：第一种是设计型，主要是根据分离任务确定设备的主要工艺尺寸；第二种是操作型，主要是根据已知设备条件，确定操作时的工况。对于板式精馏塔具体而言，前者是根据规定的分离要求，选择适宜的操作条件，计算所需理论塔板数，进而求出实际塔板数；而后者是根据已有的设备情况，由已知的操作条件预计分离结果。

设计型命题是本节的重点，连续精馏塔设计型计算的基本步骤是：在规定分离要求后（包括产品流量D、产品组成x D及回收率η等），确定操作条件（包括选定操作压力、进料热状况q及回流比R等），再利用相平衡方程和操作线方程计算所需的理论塔板数。计算理论塔板数有三种方法：逐板计算法、图解法及简捷法。本节就介绍前两种方法。

首先，我们看一下逐板计算法的原理。

该方法假设：塔顶为全凝器，泡点液体回流；塔底为再沸器，间接蒸汽加热；回流比R、进料热状况q和相对挥发度α已知，泡点进料。

从塔顶最上一层塔板（序号为1）上升的蒸汽经全凝器全部冷凝成饱和温度下的液体，因此馏出液和回流液的组成均为y1，且y1=x D。

根据理论塔板的概念，自第一层板下降的液相组成x1与上升的蒸汽组成y1符合平衡关系，所以可根据相平衡方程由y1 求得x1。

从第二层塔板上升的蒸汽组成y2与第一层塔板下降的液体组成x1符合操作关系，故可用根据精馏段操作线方程由 x1求得y2。

按以上方法交替进行计算。

因为在计算过程中，每使用一次相平衡关系，就表示需要一块理论塔板，所以经上述计算得到全塔总理论板数为m块。其中，塔底再沸器部分汽化釜残夜，气液两相达平衡状态，起到一定的分离作用，相当于一块理论板。这样得到的结果是：精馏段的理论塔板数为n-1块，提馏段为m－n块，进料板位于第n板上。

逐板计算法计算准确，但手算过程繁琐重复，当理论塔板数较多时可用计算机完成。