《化工工艺与设备设计》大作业三

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1、大作业三第十组：张圣夫、蒋浩、易横、陈其乐一.乙二醇分离塔精憾段具体设计设计依据《F1型浮阀》JB/T1118-2001《钢制压力容器》GB150-19981工艺参数乙二醇分离塔T105的操作条件及工艺参数见表1。表1：乙二醇分离塔T105操作条件工艺参数一览表操作压力蒸出比进料状态理论板数进料位置0.3MPa5.25液体进料21112设备选型精倔塔主要有板式塔和填料塔两大类，二者各有优缺点，要根据具体情况进行选择。选择吋应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔设备的制造、安装、运转和维修等。乙二醇分离塔的液相负荷不大，但气相负荷较大，因而导致塔径较大，同时这里要求操作弹性，

2、因而最终选择了板式塔。3乙二醇分离塔精憎段详细设计3.1基本水力学数据根据AspenPlus模拟的结果，将精憎段各理论板上的气液负荷及物性数据列丁表2o表2：AspenPlus模拟得到的各理论板上的气液负荷及物性数据塔板液相体积流率/(m3/hr)气相体积流率/(m3/hr)液相密度/(kg/m3)气相密度/(kg/m3)液相粘度/Pas液体表面张力/(N/m)160.53875.2785845.09410.30120.0011210.025641246.345816273.9241704.29733」4380.0002650.016109346.335319085.6392704.3378

3、3.14450.0002650.016110446.327219083」163704.37053.14460.0002650.016112546.321619081.2627704.39303.14470.0002650.016113646.317819079.9900704.40853」4480.0002650.016113746.315219079.1127704.41933.14480.0002650.016114846.313319078.5099704.42723.14490.0002650.016114946.311819078.0986704.43883.14490.00026

4、50.0161141046.539619077.8391704.52203.14490.0002650.0161163.2塔径初选为了确定塔径，首先要确定适宜的操作气速，而适宜的操作气速的选择一般根据泛点气速选择，所以，估算塔径的关键就是泛点气速的求解。以精倔段水力学数据的平均值作为设计和校核的依据，计算所用数据如表3：表3：精徭段水力学数据平均值液相体积流率m3/h气相体积流率m3/h液相密度kg/m3气相密度kg/m3液相粘度Pas液体表面张力N/m46.347518768.6103704.40163.14470.0002650.016113在估算塔径吋，板上清液层高度九的经验值可在50

5、〜100mm选取，根据经验，小塔板间距Ht为0.2〜0.4m,大塔Ht为0.4〜0.6m,初选塔板间距HT=0.6m,板上清液层高度hL=0.1m,则查Smith泛点关联图得：©20=0.113则泛点气速:塔的适宜操作气速应比泛点气速低，根据经验，适宜气速%=(0・6~0.8)u,.。本设计中，取安全系数为0.75,则适宜的操作气速uop=0J5uf=.22m/s圆整后取塔径D=2.4im则实际的空塔气速为1.152m/so3.3塔盘结构设计3.3.1液流型式常用的液流型式主要有单溢流、双溢流、U型流和多溢流，液流型式主要根据塔径和液体流量进行选择。本项冃设计的乙二醇分离塔，塔径为240

6、0mm,平均液体流量为46.3475n?/h,液体流量较小，因而可以选择单溢流形式。3.3.2塔盘型式塔盘是精偲塔内部的主要构件，塔盘由塔盘板、气液接触元件(如浮阀、筛孔、泡罩等)、受液盘、溢流堰、降液管、塔盘支持件与紧固件等部分组成。塔盘按结构特点可分为整块式和分块式两种类型，一般塔径在300〜900mm时，采用整块式塔盘，当塔径在800mm以上时，能在塔内进行装拆，可用分块式塔盘。乙二醇分离塔塔径为2400mm,因而可以选用分块式塔盘。3.3.3塔盘板塔盘板分为平板式、槽式和自身梁式三种，平板式塔盘板需在塔内设置支撑梁，由于塔内设梁，减小了有效面积，且紧固件的装拆件增多，增加了材料消耗。

7、槽式塔盘板和自身梁式塔盘板可用通用模具冲压制成不同长度的塔盘板，由于支承梁直接从塔盘板上压成，既简化了塔盘结构，有增大了塔盘板的刚性，耗材也少。自身梁式塔盘板缺点是自身梁部位不能开孔，槽式塔盘板的开孔率比平板式和自身梁式都高，但当塔盘板的制造有偏差吋，梁上的螺栓孔眼不易对齐，给安装带来困难，此外，焊上的梁板在运输过程屮容易掉下，且易产生焊接变形。综合考虑三种塔盘板的特点，虽然自身梁式塔盘板存在开孔率低的缺点，