6附录六塔设备设计说明书

塔设备设计依 塔设备简 T0502醋酸乙烯精馏 塔设备选择要 塔型选择一般原 板式塔的塔板种 各种塔盘的性能比 板式塔的塔盘种类和选 浮阀塔的优 生产能力 操作弹性 塔板分离效率 气体压强降及液面落差较 塔的造价较 使用软件列 实际塔板数与塔径的计 物性参数，整塔设计条件如表所示 塔径的计 塔板间距 板上液层高度 塔径初步核 ①雾沫夹 ②停留时 ③溢流堰设 塔板结构设 浮阀 浮阀排 塔板流体力学验 塔板压 溢流液泛校 液体在降液管内的停留时 雾沫夹带量校 严重漏液校 塔板负荷性能 气相负荷下限 气相负荷上限 液相负荷下限 液相负荷上限 溢流液泛 AspenPlus优化塔负荷性能和结构参 Traying Traying Cup-Tower优化塔的负荷性 塔板信息输 工艺条件输 浮阀校核结 塔机械工程设计（塔设备设计说明书 设计条 工艺参 塔高的计 塔设备校核计 校核内 2003-GB150-NB/T47041-GB/T25198-HG/T20553-HG/T20592～20635-JB/T4736-JB/T4710-（生产能力9292.036kg/hr动，在此情况下，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应能的物料，需要在塔内设置内部换热组的滞液以便与加热或冷却管进行有效将几种主要塔板的性能比较列表1-4如下：5393其生产能力比泡罩塔高20%~40%，与筛板塔近似。7～9。板效率较高，比泡罩塔高10%左右。板塔的造价贵，为筛板塔的120%～130%。

AspenPlusAspenTech中国石油大学（华东162738<495Aspenplus17CUP-Tower进行软件计算，通过比较来检查计算的正确性。第17块物性参数如表1-8：液相质量气相质量液相密度气相密度液相体积气相体 流量Lkg/h流量Vρkg/m3ρkg/

64037.62963819.827856.254613.474363874.78806918368.7808AT为塔板截面积，A'为气体流通截面积，Af为降 1- A'=VS/u。塔板的计算中，通常是以泛点气速作为的上限。一般取：u’=（0.6~0.85）

ρL-ρL-=斯关联图查取。如图1-1：1-1 HT的选取与塔高、塔径、物性性质、分离效率、操作弹性以及塔hL=100mm,则液滴沉降高度为HT-hL=500mmCC(σL)0.20.10(0.0165835)020.1526m/泛点气速

uf

ρL-ρL-

856.25461-856.25461-

u'0.62.394πD 44ππ

AT

π4

π4

u'π

4π

1.13m/

lw0.5~0.7lw lw0.62.4由《化工原理》（管国锋编制）2-2查弓形降液管的参数，如下图所示：Af0.09,Wd 1-2弓形降液管的几何关系Af=0.09AT=0.09×4.52=0.4068m2弓形降液管宽度Wd=0.15D=0.15×2.4=0.36mτAfHT0.4068×0.611.75s5s D=2.2m

lw2

74.788061.4421-3how

E(

)3

1.06（（

3uOL=0.428m/shO

D>900mm2.5mws’0.08m;ws0.075m；d.根据之前计算可知，降液管宽度为Wd=0.33m;eF1u0F0

5.9014m/N=724

N4

d02

0.03924

Wd=0.33m,ws’0.08m,wsr2-r2-Aα

r

1(rxDWdWS1.20.4050.795m

rDWC1.20.051.15mπ

sin1(Ad D 181.44 π2.4

4

ω1d2Ad20.3取ω1dA

D1.152-1.152-

1.152sin-1(0.795)]取同一横排的阀孔中心距t0.075m，则相邻两排间的距离为

t

0.062m7240.075

阀孔气速u0πd024

0.03924

F0 8-12塔板的开孔率为：Nd0)26860.039)2

uOC11

hfhd1

因阀孔气速u06.23msuOChd

Vu00

5.34

3.474362856.25461

0.0429m/hfhdhl0.04290.040.0829phfLg0.0558856.254619.81468.71式中hπ0.153 LS)20.153u20.1530.4282Hdhwhowhfhπ0.10.08290.028H'd(HThw)0.5(0.60.0556)0.3278HdHd'τAfHT0.4068×0.611.75s5s ZLDWd2.40.3AbAT2Af4.5220.40683.7064泛点率都在80%以下，故可知雾沫夹带能够满足要求。5πd02N5π0.03924(VS)min 2.198m4VS 1.36LVS 1.36LSZLLVS 1.362.1LS0.7 11.2整理变形，得：VS27.47 3（LS)min

) 0.00097m3/取3s作为液体在降液管中停留时间的下限，则（LS）max

0.60.40680.08136m3/3Hdhwhowhfhπ求得液泛线方程。H'd(HThw)0.5(0.60.0556)0.3278u0 0.785d02N

0.7850.0392

则hd

vu00

塔板不设进口堰时hπ0.153(LS)25.1682LS2联立上式可得：VS23.7221.84LSORGIN9.1绘图软件绘出该板式塔塔板性能负荷图，如下图：得到的板1-5B，分别读得气相流量的下限Vmin以及上限Vmax，则操作弹性为：Vmax21.30Vmin----------离---- - -AspenPlus运用AspenPlus对T0502的每一块塔板进行结构和工艺的设计，并选择TrayingSizing进行校核，优化负荷性能和结构参数，经过反复设计与核算，得TrayingAspenPlusSizingandRatingTrayingSizing进行塔设计得到表1-7的设计结果。1-7T502TrayingSizingSectionstarting2SectionendingColumnDowncomerarea/ColumnSidedowncomerFlowpathSidedowncomerSideweirTrayingT0502的结构与水力学核算，核算每一块塔板的液泛因子，停留时间，得到结果如表1-8,1-9,1-10所示：1-8T0502TrayingRatingSectionstarting2SectionendingColumnMaximumflooding

PANELSectionpressure 1-9T0502TrayingRating7Maximumvelocity/Design

1-10T0502TrayingRating ty/redrop Backup之间，降液管停留时间（Downcomerres.time）均大于4s，设计合理。根据Aspen软件的模拟结果，下面运用Cup–TowerT0502进行水力学1-11所示：eliquidevaporvaporVolumeflowliquidvaportovaporliquidfromvaportoCC12345678900AspenPlusCupTowerT0502塔径CupTowerT05021-8CupTowerT05021-9CupTowerT0502#—1#—17283941#—1511#—611728394151/6/1/1m6#2m738/149/5%1%2%3m4m5m6m7m8m9m111m1m1m1m15263748123456---7---8---91/1m1m1m---11111%1m2s222m2/2s123-%4-56 CupTower计算结果和详细设计计算结果都能够满足工艺要求，在设定结果162738<49542 666620/核331112345678912110234567890012345积液厚度mm板高度12345/12345kg度mm心线距离00mm00mm00厚度00I度类别A度0总个数00平台高度0平台高度0面内径mm称度℃3用应力aa处较大孔个数1中心高度径（度料名称a数5地脚称螺直栓径公mm盖螺板栓上孔地直脚径mmmm0有mm基础板内义厚度容元校核1第1段2圆筒23圆筒第3段4圆筒第4段5圆筒第5段6第6段7圆筒78第8段9圆筒910操作质 m0m01m02m03m04m05ma最小质 m0m010.2m02m03m04ma风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) 0000nMca MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 0000n地震弯 MIIF(hh)注:计及高振型时,此项按B.24计 k0000偏心弯 Meme0000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算时 max(MIIM,MII0.25MIIM 0000n垂直地震力FmhF00/mhi1,2,..,n ii kk000011PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBA112323A223123A312A42(pT9.81Hw)(Diei)/1ijiji=1操作工况 j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉）i=2检修工况 j=2重力及垂直地震力引起的轴向应力（压）i=3液压试验工况 j=3弯矩引起的轴向应力（拉或压）[]t设计温度下材料许用应力 设计温度下轴向稳定的应力许用值A1:轴向最大组合拉应 A2:A3:液压试验时轴向最大组合拉应力 A4:液压试验时轴向最大组合压应力注3:单位如下质量: 弯矩: 应力:(D4D4Z 基础环板面 (D2D2Ab 4max(MC b2,MC l2 x y M00/Z(mgF00)/bmaxmax0 0.3M0M)/Zmg/ 力M00Mmg M000.25M00MmgF d1 4BAb 0筋板压应力 nl1G 3Fl1 4(l'd)2(l'd) 0(D4D4Z 基础环板面 (D2D2Ab 4max(MC b2,MC l2 x y M00/Z(mgF00)/bmaxmax0 0.3M0M)/Zmg/ 力M00Mmg M000.25M00MmgF d1 4BAb 0筋板压应力 nl1G 3Fl1 4(l'd)2(l'd) 质量0头DitD2/it最大拉应力4MJ mJJgFJDmax0D2it it-搭接接头横截面A0.7D otZ0.55D2 ot最大剪应力MJ mJJgFJmax 的剪应力许可值最大剪应力0.3MJJ mJJ e 的剪应力许可值00m0m01m02m03m04m05mamminm010.2m02m03m04mammaxm01m02m03m04mamwsssN0推力F1KN00所GB150.3- 力t力PT1.25Pc[0.1375T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=TK=1 D2=622i ih =