2019年第十三届全国大学生化工设计竞赛合肥工业大学（宣城校区）作品年产10万吨醋酸乙烯项目3-典型设备选型设计

2019年“东华科技ー恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛人齐发车团队舲リ:“勾，“次时次时•八さ4簷皖维高新材料股份有限公司年产10万吨醋酸乙烯项目典型设备设计说明书团队成员:戚良元孙大雨杜芮羽曹操马旭

指导老师:姚运金徐超杨则恒姚鑫胡桂菊设备选型目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章塔设备设计 5\o"CurrentDocument"设计概述 5\o"CurrentDocument"设计依据 5塔设备选择 6131塔设备选择要求 6\o"CurrentDocument"塔设备分类 6\o"CurrentDocument"塔型选择一般原贝リ 7\o"CurrentDocument"塔型确定 9\o"CurrentDocument"板式塔塔板选择 10\o"CurrentDocument"流股介质组成与选材（以醋酸乙烯精制塔T-304为例） 15\o"CurrentDocument"设计压カ与设计温度 16\o"CurrentDocument"醋酸乙烯精储塔实际塔板数和进料板 16\o"CurrentDocument"设计条件汇总 17塔设备基础数据 17\o"CurrentDocument"塔内件初步设计 18\o"CurrentDocument"塔体结构校核 19醋酸乙烯精储塔塔结构设计 21塔直径的确定 21\o"CurrentDocument"塔顶空间设计 22\o"CurrentDocument"塔板|司距 22\o"CurrentDocument"人孑し数及尺寸 22\o"CurrentDocument"裙座咼度 22\o"CurrentDocument"开人孔的高度 23\o"CurrentDocument"上封头高度 23\o"CurrentDocument"塔筒体及总高度确定 23\o"CurrentDocument"接管的设计 23\o"CurrentDocument"接管选型 23\o"CurrentDocument"接管的计算 23\o"CurrentDocument"3接管设计结果 25\o"CurrentDocument"4设备筒体壁厚计算 25\o"CurrentDocument"5封头设计 26裙座设计 26裙座选材 26\o"CurrentDocument"裙座与筒体的连接 26\o"CurrentDocument"排一I管 27\o"CurrentDocument"弓|出管通道 27A?L 27设备选型TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"地脚螺栓 27\o"CurrentDocument"醋酸乙烯精制塔T-304装配图预览 29\o"CurrentDocument"基本风压和雪压确定 30\o"CurrentDocument"塔设备抗震能力确定 31塔设备机械校核 32塔设备基本校核情况 32\o"CurrentDocument"组合应カ校核 38\o"CurrentDocument"裙座设计参数计算结果 39\o"CurrentDocument"封头仅T亥 41\o"CurrentDocument"开孔补强计算 44\o"CurrentDocument"第二章换热器选型设计 51\o"CurrentDocument"换热器选型设计概述 51\o"CurrentDocument"换热器类型 51\o"CurrentDocument"换热器的选型软件 53\o"CurrentDocument"换热器选型示例:E-104 54\o"CurrentDocument"换热器选型结构设计 57\o"CurrentDocument"换言器E-104晶备条件图 63\o"CurrentDocument"换热器E-104设备装配图 63\o"CurrentDocument"换热器强度校核 64\o"CurrentDocument"第三章反应器设计说明 88\o"CurrentDocument"设计概述 88\o"CurrentDocument"设计依据 88\o"CurrentDocument"设计基础 89\o"CurrentDocument"醋酸乙烯合成反应器设计 89\o"CurrentDocument"反应器分夫 89\o"CurrentDocument"催化剂的选择 91\o"CurrentDocument"反应器速率模型 92醋酸乙烯合成反应器的选型 93反应条件选择 93\o"CurrentDocument"反应器选型 93\o"CurrentDocument"反应物流参数 99\o"CurrentDocument"换热任务核算 105\o"CurrentDocument"反应器构件计算 107反应ノ玉降^^^^ 111设备选型TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"R-201エ艺条件图 112\o"CurrentDocument"反应器sw6校核 112\o"CurrentDocument"第四章气液分离器设计 120\o"CurrentDocument"设计依据 120\o"CurrentDocument"设计目标 120气液分离器的分类 120\o"CurrentDocument"立式和卧式重力分离器 120立式和卧式丝网分离器 120气液分离器的设计（V-102以为例） 121气液分离器エ艺参数 121\o"CurrentDocument"类型选择 121\o"CurrentDocument"气液分离器设计ー览表 130\o"CurrentDocument"第五章泵的选型 131\o"CurrentDocument"概述 131\o"CurrentDocument"泵类型和特点 131\o"CurrentDocument"泵选型原则 132\o"CurrentDocument"具体泵的选型 135\o"CurrentDocument"选型方法 135j扌クjイLi_'LI,,"................................................................................................................................1P0306选型 137^[1居もg^\ 137\o"CurrentDocument"泵的工作曲线 139\o"CurrentDocument"泵的尺寸图 139\o"CurrentDocument"泵的安装信息 140\o"CurrentDocument"泵选型汇总 141\o"CurrentDocument"第六章储罐、回流罐、缓冲罐的选型 1\o"CurrentDocument"选型依据 1\o"CurrentDocument"储罐简述 1\o"CurrentDocument"储罐系列 2\o"CurrentDocument"选型原则 3储罐 4醋酸 4\o"CurrentDocument"乙醛 4\o"CurrentDocument"醋酸乙烯 5\o"CurrentDocument"乙快 6选纟n果 7\o"CurrentDocument"回流罐选型 7设备选型TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"T-302回流罐 8\o"CurrentDocument"T-402回流罐 8\o"CurrentDocument"第七章压缩机的选型 10\o"CurrentDocument"设计概述 10\o"CurrentDocument"选型依据 10\o"CurrentDocument"选型原则 11\o"CurrentDocument"压缩机选型ー览表 12设备选型第一章塔设备设计设计概述塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之ー。它可使气(或汽)液或液液两相进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见操作有:精億、吸收、解吸和萃取等。此外,エ业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。在化工厂中塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个エ艺设备投资费用的较大比例,它所耗用的钢材重量在各类エ艺设备中也属较多。因此塔设备的设计和研究受到化工、炼油等行业的极大重视。本章将对醋酸乙烯精制エ段中的醋酸乙烯精储塔T-304进行设计。设计依据《化工设备设计全书ー塔设备》(2003-5)《压カ容器》(GB150-2011)《塔式容器》(NB/T47041-2014)《压カ容器封头》GB/T25198-2010)《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》(HG/T20553-2011)《钢制管法兰、垫片和紧固件》(HG/T20592〜20635-2009)《补强圈》(JB/T4736-2002)设备选型塔设备选择塔设备选择要求(1)生产能力大。在较大的气液流速下,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象;(2)操作稳定、弹性大。当塔设备的气液负荷量有较大的波动时,仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应能保证长期连续操作;(3)流体流动的阻カ小,即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动カ消耗,以降低经常操作费用。对于减压蒸億操作，较大的压カ降还将使系统无法维持必要的真空度;(4)结构简单、材料消耗小、制造安装容易。可以减少基建过程中的投资费用;(5)耐腐蚀和不易堵塞,方便操作、调节和检修。塔设备分类工业上通常选用的塔型主要为填料塔和板式塔两种。它们都可以用作蒸僧和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。(1)填料塔;塔内装有一定高度的填料，是气液接触和传质的基本构件；属微分接触型气液传质设备；液体在填料表面呈膜状自上而下流动;气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相的传质和传热；两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。(2)板式塔:塔内装有一定数量的塔盘，是气液接触和传质的基本构件；属逐级(板)接触的气液传质设备；气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热;两相的组分浓度呈阶梯式变化。两种塔型的比较见下表;表1-1填料塔与板式塔的比较塔型项目填料塔板式塔! 压降 ]国小，较遒用す要求压カ降小的场合1我大 1设备选型空塔气速（生产能力）稍小，但新型填料也可比板式塔高些较大塔效率中1500mm以下效率高，塔径增加,效率常会下降效率较稳定，大塔板比小塔板效率高液气比对液体喷淋量有一定要求。适用范围较大持液量较小较大材质可用非金属耐腐蚀材料一般用金属材料制作安装检修较困难较容易造价中800mm以下较便宜,直径增大,造价显著增加大直径时造价较低质量较大较小塔型选择一般原则选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。（一）下列情况优先选用填料塔:（1）在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;（2）对于热敏性物料的蒸储分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔;（3）具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如陶瓷、塑料等；（4）容易发泡的物料,宜选用填料塔。（二）下列情况优先选用板式塔:（1）塔内液体滞液量较大,操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定;（2）液相负荷较小；（3）含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；¢4）在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料,需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。这是因为一方面板式塔的结构上容易实现，此外,塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热;设备选型（5）在较高压カ下操作的蒸億塔仍多采用板式塔。其他因素对塔设备选择的影响（6）对于多数情况,塔径小于800mm时,不宜采用板式塔,宜用填料塔。对于大塔径,对加压或常压操作过程，应优先选用板式塔;对减压操作过程，宜采用新型填料。（7）一般填料塔比板式塔重。（8）大塔以板式塔造价较廉。因填料价格约与塔体的容积成正比，板式塔按单位面积计算的价格，随塔径增大而减小。表1-2塔设备选型原则考虑因素 选择顺序塔径800mm以下，填料塔大塔径,板式塔具有腐蚀性的物料填料塔穿流式塔筛板塔喷射型塔污浊液体大孔径筛板塔穿流式塔喷射型塔浮阀塔泡罩塔操作弹性浮阀塔泡罩塔筛板塔真空操作填料塔导向筛板网孔塔板筛板浮阀塔板大液气比多降液管筛板塔填料塔喷射型塔浮阀塔筛板塔存在两液相的场合穿流式塔设备选型填料塔塔型确定通过分析可知本项目具有大的液气比,所以选择板式塔。板式塔主要有筛板塔、浮阀塔和泡罩塔。板式塔的设计主要是选择塔型、选择流体流动形式、操作状态ーー鼓泡或喷射态等。板式塔一般认为用于大型塔是经济合理的,比一般填料塔具有效率高和能力大的优点。工业上需分离的物料及

其操作条件多种多样,为了适应各种不同的操作要求，迄今已开发和使用的塔板

类型繁多。这些塔板各有各的特点和使用体系，现将几种主要塔板的性能比较。

表1-3几种塔板性能比较表塔盘类型 优点 缺点 适用场合泡單板成熟,操作稳定结构复杂，造价高,塔板阻カ大特别易堵塞的物系浮阀板效率高，范围广浮阀易脱落分离要求高、负荷变化大筛板结构简单,造价低易堵塞，操作弹性小分离要求高、塔板数较多舌型板结构简单,阻カ小操作弹性底，效率低分离要求低的闪蒸塔塔型的结构与选择。筛板塔和其他几类塔板相比,具有结构简单、造价低,生产能力大，操作弹性大,塔板效率较高的优点。但是，筛板塔缺点是易堵塞,操作弹性小。导向筛板塔是20世纪60年代开发应用的ー种新型塔器，自问世以来,在石化、化工、化纤、香料、酒精、原子能等エ业中得到了广泛地应用。这种塔型主要是在普通筛板的基础上进行了两项改进:（1）塔板上除了筛孔外，还开有一定数量的导向孔,从导向孔水平喷出的气体，对板1上液体有推进作用,这样有效地减少或消除了液面梯度和液相返混。（2）在液体进ロ区设置了鼓泡促进器，使液体ー进入塔板即被鼓泡活化,增大了有效传质面积。与传统塔型相比,导向筛板塔的生产能力大、压カ降低、传质效率高。并且结构简单,造价低廉，维修方便。综上所述,我们选用导向筛板作为塔板。除了塔板结构之外，塔的其他附件也十分重要，塔设备的总体结构均包括:ab合肥工业大学（宣城校区）人齐发车团队设备选型塔体、内件、支座及附件。塔体是典型的高大直立容器,多由筒节、封头组成。当塔体直径大于800mm时,各塔节焊接成一个整体;直径小的塔多分段制造,然后再用法兰连接起来。内件是物料进行エ艺过程的地方,由塔盘或填料支承等件组成。支座常用裙式支座。附件包括人、手孔,各种接管、平台、扶梯、吊柱等。板式塔塔板选择本项目采用的高效导向筛板，由北京化工大学的李群生设计。一种导向筛板塔，包括塔体(6)、塔板(4)、受液盘(1)、降液管(2)、溢流堰,在开有筛孔的塔板上设有导向孔,其特征在于:每个导向孔为侧面开缝并与塔板相连的凸起，且开缝的水平中心线与塔板水平方向平行,使导向孔喷出的气体完全沿水平方向推动液体前进;在塔板的不同区域,导向孔呈非均匀分布，且每个导向孔对称中心线与塔板的溢流堰中心线方向有转角，导向孔的分布及转角以:从导向孔喷出的气体推动液体前进,传递给液体的动量与液体克服前进阻カ所需要的动量相等的原则布置,在塔板上设有凸起的斜台状鼓泡促进器,鼓泡促进器上亦有筛孔及导向孔。(2)根据叔利要求1所述的筛板塔,其特征在于，塔板上导向孔分布及装角布置按照以下的塔板上液体不同区域的流速分布公式确定:TOC\o"1-5"\h\z讐+爭=0 ①oxoyタ鬻=ー瓦+〃式翳+ボ)一;+T"-Wx) ②タ肝=ー募+氏顎+診ー紅y+T-y-も) ③公式中:P—流动微元体所受的压カ; p 液体密度;等,嚓ー一速度U对t的随体导数;内ーー湍流粘性系数;Uy,ux 液体的速度向量; h 液层高度TSX,TSy 单位面积板面对微元流动体的曳カ;TVX,TVy——气体穿过液层时单位面积板面每秒带走的动量;设备选型TVX,TVy 导向孔气体每秒带入液层中的动量。（3）根据权利要求1所述的筛板塔,其特征在于,塔板导向孔对称中心线与塔板的溢流堰中心线方向的转角在塔板中心区域呈0-30。范围变化，在两侧弓形区域呈0-90。范围变化。（4）根据权利要求1所述的筛板塔，其特征在于，导向孔与塔板相连的凸起呈圆弧状过渡，使开缝水平中心线与塔板水平方向平行。（5）根据权利要求1所述的筛板塔,其特征在于,鼓泡促进器背流面与塔板的水平方向呈1-30。倾角。（6）根据权利要求1所述的筛板塔，其特征在于,塔板上设有诱导液体向两侧弓形区域流动的导流板。（7）根据权利要求1所述的筛板塔，其特征在于，溢流堰上开有缺口。当板式塔用于传质过程时,由于物料在塔板上需要从上游向下游流动,这样就有一个液位落差,而且如果物料粘度越大,液流路线越长,液位落差就越大。液位落差的存在,致使上游物料液层厚实而下游物料液层较薄,这样在上游上升气体难以穿过塔板引起塔板上液体鼓泡，在下游气速过大会将过薄的液层吹开,气液在塔板上不能均匀流动，降低了塔板效率和生产能力。所以如何使气液在各塔板上均匀流动是板式塔设计的关键。中国专利912070846公开了一种低温精馆塔导向筛板,该专利在塔板上除均匀分布有筛孔外,还均匀分布有导向孔,且该导向孔的对称中心线与筛板平面的垂直线构成锐角，这样使通过该孔的气流向上方倾斜喷出,利用气体斜喷时在水平方向的分量推动液体沿塔板流动，使筛板上的整个液层的厚度差减小,达到改善气液分布均匀的作用。但是该专利采用同向、均匀分布的导向孔，不能完全满足塔板液流均匀、稳定分布的需要,因为通常在圆形塔板中间液体流动较快，而两侧液体流动较慢，尤其在塔板两侧的弓形区域内液流不均匀,甚至会使两侧出现液相返混,降低塔板效率。另外,从导向孔斜向上方喷出的气流容易带着雾滴进入上层塔板,造成雾沫夹带现象。除此之外,该设计的气流容易带着雾滴进入上层塔板，造成雾沫夹带现象。除此之外，该专利没有克服目前常用的塔板存在的“非活化区’’问题，即:在液流的上游区域，由于液体在从降液管流下的过程中，释放了所含的气体,因此刚进入上游区域的液体是实在的液体,难以被上升的气体穿过而形起鼓泡（气液是在鼓泡表面进行传质

设备选型的）,这样在塔板上形成“非活化区’一般达30%左右,极大的影响塔板效率和生产能力。当液面梯度较大，大到降液管内液体达到上层塔板.上溢流堰时,就会出现液泛,此时上层塔板的液体流不下来,整个塔上每层塔板的液体都流不下来，塔的操作陷入瘫痪状态,需要停车处理。本发明针对现有技术的不足,解决塔板不同区域气液稳定、均匀分布及减少塔板“非活化区’’等影响塔板效率的技术问题，设计出ー种高效导向筛板,从而大幅度提高导向筛板塔的分离效率和生产能力,同时可以防止堵塔和液泛发生，尤其适合高粘度物料的精億。本发明采取的主要技术方案:包括塔板、塔体、塔板上有受液盘、降液管、溢流堰，在开有筛孔的塔板上设有导向孔,每个导向孔为侧面开缝并与塔板相连的凸起，且开缝的水平中心线与塔板水平方向平行,使导向孔喷出的气体完全沿水平方向推动液体前进。在塔板的不同区域,导向孔呈非均匀分布,且其对称中心线与塔板的溢流堰中心线方向有0-90°转角,促使塔板上不同区域液流分布均匀、稳定。从塔板不同区域的气液动量衡算出发,导向孔的分布及转角按照从导向孔喷出的气体推动液体前进，传递给液体的动量与液体克服前进阻カ所需要的动量相等的原则布置。此外,为了有效的减少“非活化区”，本发明在塔板上设有凸起的斜台状鼓泡促进器，将上游区域的液层厚度降低，同时使液流的迹径发生变化,诱导和促进液体发生鼓泡。该促进器背流面与塔板的水平方向呈1-30°倾角。除此之外,本发明在塔板上设有诱导液体向两侧弓形区域流动的导流板。使塔板流动均匀。溢流堰上开有缺口，控制液流路径,起到均布的作用。上述的导向孔分布及转角布置按照以下塔板上液体不同区域的流速分布公式确定:TOC\o"1-5"\h\zduxduy. 公 +--=0 （1）dxdyDuxDtdPd2Uxd2Ux,し DuxDtー菽+”,（前・守）——%）DuyDuy dP .d2up = 1-H~7Dt dydy282Uy1 ,上述塔板导向孔对称中心线与塔板的溢流堰中心线方向的转角在塔板中心设备选型区域呈0-30。范围变化,在两侧弓形区域呈0-90°范围变化。上述凸起的斜台状鼓泡促进器是截面为三角形凸起斜台。上述导向孔与塔板相连的凸起呈圆弧过渡,至使开缝水平中心线与塔板水平方向平行。本发明的效果（1）本发明根据塔板不同区域液流稳定、均匀流动的需要合理设置和分布导向孔，且导向孔的开缝方向与水平方向平行,使从其中喷出的气体,水平推动塔板上液体均匀前进，使其流动接近于“活塞流’’,提高;了塔板的传质效率。同时,强化物料在塔板上的流动，避免了粘性物料、大直径塔等的液面落差大、易堵塔、液泛、雾沫夹带、液相返混等问题。（2）设在液流上游的鼓泡促进器诱导液体鼓泡,基本消灭了塔板上的“非活化区”（可由30%降至5%左右）。增大了塔板上气泡数量和气液接触面积，大幅度地提高了板效率。同时增大了气液通道和塔的生产能力。本发明使塔板效率提高20~50%,生产能力提高30~80%以上,提高了产品质量，降低了生产消耗，节能达50%（与鼓泡塔相比）,可扩产100%。且重量轻、成本低，其造价相当于泡罩塔板的40~50%,浮阀塔板的60~70%,降低了一次性投资。具体实施方式:图1是本发明导向筛板塔局部结构原理图。图2是图1的俯视图。图3是鼓泡促进器的结构。图4是导向孔结构图。以下结合附图,对本发明进一步详细说明。如图1、图2、图3所示本导向筛板塔由塔体6、塔板4、受液盘1、降液管2、导向孔3、鼓泡促进器5、溢流堰内14、溢流外堰13、导流板12组成。在开有筛孔11的塔板上，设有导向孔3,每个导向孔为与塔板相连圆弧过渡的凸起,侧面开缝，且开缝的水平中心线与塔板水平方向平行,使导向孔喷出的气体完全沿水平方向推动液体前进。导向孔呈非均匀分布,在塔板中心区域的导向孔开缝方向与塔板溢流堰中心线方向转角呈〇。左右，两侧弓形区域的导向孔开缝方向设备选型与塔板溢流堰中心线方向转角呈1-30°不等,塔板各区域的导向孔分布密度及转角布置根据不同区域的流速进行动量衡算,即:以从导向孔喷出的气体推动液体前进，传递给液体的动量与液体克服前进阻カ所需要的动量相等。不同区域的流速分布公式:运+弧=0 ①dxdy此外,为了有效的减少“非活化区’’,本发明在塔板上游区域设有凸起的斜台状鼓泡促进器5,将上游区域的液层厚度降低，同时使液流的迹径发生变化,诱导和促进液体发生鼓泡。该促进器背流面与塔板的水平方向呈1-30。倾角。本发明导向筛板塔的工作过程如下:自上层塔板降液管2流下的液体，经过塔板4上游鼓泡促进器5时厚度被减薄,同时被诱导出现气泡，沿塔板向下游流动。气体从塔板4下方以一定的气速通过塔板上的导向孔3和筛孔11,通过筛孔的气体继续上升至上ー层塔板。通过导向孔的气体水平前进,将动能传递给液体,从而推动液体沿水平方向均匀稳定流动至更下ー层塔板，气体则上升至上ー层塔板,完成一个塔板的传质过程。理论上已证明，当液体沿塔板均匀流动接近于“活塞流’’时,塔板的分离效率最高;本发明中合理设置和分布导向孔,使从其中喷出的气体,水平推动塔板上液体均匀前进，使其流动接近于“活塞流”，提高了塔板的传质效率。同时，本发明强化物料在塔板上的流动，避免了粘性物料、大直径塔等的液面落差大、易堵塔、液泛等问题。设在液流上游的鼓泡促进器诱导液流鼓泡,基本消灭了塔板上的“非活化区''，增大了塔板上气泡数量和气液接触面积,大幅度地提高了塔板效率。根据实验本塔板传质效率是75~95%,阻カ降约为10~40mm水柱/板。同时增大了气液通道和塔的生产能力。本发明可根据实际エ艺要求设计塔体直径和安装塔板层数。设备选型流股介质组成与选材（以醋酸乙烯精制塔T-304为例）设备内流股介质名称、组成（质量分数）和质量流量:表1-4设备内介质名称、组成和质量流量介质名称 质量分数 质量流量kg/hC2H200CH3C00H0.01364312197.0209392CH3CH01.31E-121.89E-08WATER4.85E-157.01E-11DXC0.0002220483.206598949VAC0.98612975914240.74609CH3CH05.07E-060.07326295C0200可见,醋酸乙烯精制塔内内部介质主要为醋酸乙烯和醋酸,其余物质含量过低,可忽略不计。查《腐蚀数据手册》可得,以上四种介质对碳钢耐腐蚀性能优设备选型良,考虑到综合强度及经济性,决定塔体、封头和塔内件均选用S31608。设计压カ与设计温度该T-304醋酸乙烯精储塔的操作压カ为!baro根据GB150-2011,设计压カ为设计温度下的最大工作压カ，一般为正常工作压力的1.05〜1.1倍。这里取塔设计压カ为1,1bar〇全塔温度为72.3℃〜116.3℃,设计温度需要比操作温度高15〜30℃,因此取设计温度为135℃。醋酸乙烯精僧塔实际塔板数和进料板Aspen给出的设备塔板数及进料板位置:表1-5塔板数及进料名称塔板数加料板位置醋酸乙烯精備塔2215Aspen模拟得出的塔板数为理论板数，塔顶采用全凝器，故所有的板均为理论板。当塔板设计合理且操作条件在正常范围内时,则板效率比较固定,不易受设计条件或操作条件的变化而变化。因此,物料性质是影响塔板效率的最重要的因素，取CTconnell法计算塔效率:ET=0.49x(ax/z)-0-245.其中a:两组的相对挥发度。经A叩en模拟得醋酸和醋酸乙烯的相对挥发度为4.7〇〃：以加料摩尔组成为准的液体平均摩尔黏度。进料平均摩尔黏度为0.2702cPo经计算得ら■=0.49x(4.7x0.2702) =0.462所以实际塔板数为Nt=S=JW=47.8,向上圆整为48块。实际进料塔板为N『1=察=息=32.6,向上圆整为33块。

设备选型设计条件汇总表1-6设计条件汇总表设计条件参数设计压カ/MPal.lbar设计温度/七135实际塔板数48加料位置33塔体材料S31608塔设备基础数据.!塔径的初步设计塔径的确定应当根据液气处理量,保证塔的操作条件既不会达到液泛,也有较好的传质性能。传统的计算塔径的方法，是根据液泛气速的经验关联式，算出泛点气速,再取一定的系数得出操作气速，从而算出塔径。为提高设计效率和准确性，我们采用的是AspenRadfrac模块中的塔内件功能,进行初步设计。输入起始塔段为2,结束塔段为21,塔板类型选用筛板（sieve）,初步设定塔板流型为单溢流型。Aspen对塔的内径进行自动设计,得到结果如下:ナゴ题: 导入侵ま导工模灰査谷等仁会発名啓依妁塔通東珞式 內部其な塔重/填料興ラ坏な毒掲信里 填气耳う里 塔区生肖/塔段ア高 洋編情况交互S计计重塔建SIEVE 1meter125466meterエ風」图1・1Aspen计算图得到塔径为1.25466in,常用标准塔径如下:表1-7常用标准塔径（mm）400500600700800100012001400160020002200故将塔径向上圆整为1400mm〇设备选型塔内件初步设计(1)板上流液形式T-304塔径为1400mm,塔内最大液相流量为22m3/ho根据表1-8的塔板流型表,可确定选择塔板流型为单溢流型,证明前述初步设置的单溢流型较为合理。表1-8塔板流型表塔径(mm)/r