分離乙醇—水混合液的篩板精餾塔設計_化工課程設計任務書-資料下載頁

【導讀】生產能力：年處理量8萬噸，每天工作24小時；原料：乙醇含量為20%的常溫液體；分離要求：塔頂，乙醇含量不低于90%，塔底，乙醇含量不高于8%；

　　

【正文】 30 . 1 3 9 0 . 0 0 6 4 6 /0 . 0 3 2 9 0 . 9 9 9 69 6 4 . 8 24 6 1 8hV m s?????????? 20 . 0 0 2 2 2 0 6 0 0 . 4 1 6 23 3 . 1 4 2 . 6Zm??? ? ??? 0 .4 1 6 2 1 .5 1 .9 1 6 2Hm? ? ?底 人孔 人孔是安裝或檢修人員進出塔的唯一通道，人孔的設置應便于進入任何一層塔板，由于設置人孔處塔間距離大，且人孔設備過多會使制造時塔體的彎曲度難于達到要求，一般每隔 6~8 塊塔板才設一個人孔，需經常清洗時每隔 3~4 塊塔板才設一個人孔 .本塔中共 25 塊板，需設置 3 個人孔，每個孔直徑為 400mm，人孔伸入塔內部應與塔內壁修平，其邊緣需倒棱和磨圓，人孔法蘭的密封面形及墊片用材，一般與塔的接管法蘭相同，本設計也是如此，取 人孔所在板增至 800mm 裙座 裙座高度應考慮的問題包括： 化學與環境工程學院 0409402 班 29 / 42 1. 底部接管的高度和出入孔的位置 2. 塔底抽出泵的灌泵液位 3. 塔底再沸器熱虹吸循環或強制循環的要求 4. 檢修方便 5. 減壓塔底液封要求 6. 支撐應力要求 設計時一般取裙座高度為 ，本塔為常壓操作，取裙座 2m. 進料所在板的板間距由 450mm 增至 550mm 或 600mm， 筒體 與封頭 筒體 由 D= 選鋼板材料為： GB 3274 則 ? ? MPat 113?? ， 100%探傷 1?? ， ? ? 3 31 .1 1 2 0 .3 3 1 1 0 9 0 0 0 .5 32 1 1 3 1 .0 1 2 0 .3 3 1 1 02 tPD mmP? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? 0 .5 3 0 .2 5 1 3n mm? ? ? ? ? ? ? 取壁厚為 3mm 封頭 封頭分為橢圓形封頭、碟形封頭等幾種，本設計采用標準橢圓形封頭，由公稱直徑 D=2600mm ? ? 3 31 . 1 1 2 0 . 3 3 1 1 0 * 9 0 0 0 . 5 32 1 1 3 1 . 0 0 . 5 1 2 0 . 3 3 1 1 02 0 . 5t PD mmP? ?? ? ???? ? ?? ? ? ? ?? mmn ??????? ，取壁厚為 3mm 得曲面高度 mmhi 650? ，直邊高度 mmh 250 ? 。 塔總高： ? ?0 . 4 5 ( 2 5 1 ) 0 . 8 0 . 4 5 3 2 1 . 2 ( 0 . 2 2 5 0 . 0 2 5 ) 1 8 . 3 0LHH H H H H H m?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?封裙 頂增 底 1 . 5 2 接管 進料管 進料管的結構類型很多，有直管進料管、彎管進料管、 T 型進料管。本設計采用直管進料管。管徑計算如下 /Fu m s?取 化學與環境工程學院 0409402 班 30 / 42 /LF kg m? ? 30 . 1 5 0 6 0 . 0 0 3 1 5 /0 . 0 8 9 0 . 9 1 5 9 0 8 . 4 64 6 1 8SFV m s?????????? 4 0 .0 0 3 1 5 8 9 .5 83 .1 4 0 .5d m m???? 查標準系列選取 108 4mm? ? 經計算，實際流速 u= 回流管 采用直流回流管 取 smuR /? /LD kg m? ? 30 . 0 2 1 6 0 . 0 0 0 9 7 1 /0 . 7 8 0 . 2 27 6 2 . 3 34 6 1 8SDV m s?????????? 4 0 . 0 0 0 9 7 1 4 9 . 7 43 . 1 4 0 . 5DD m m???? 查標準系列選取 57 ? ? 塔底出料管 取 smuW /? 直管出料 /Lw kg m? ? 30 . 1 5 0 6 0 . 0 0 2 8 7 /0 . 0 3 2 9 0 . 9 6 7 19 6 4 . 8 24 6 1 8SwV m s?????????? 4 0 .0 0 2 8 7 8 5 .5 13 .1 4 0 .5wD m m???? 查標準系列選取 89 ? ? 塔頂蒸汽出料管 直管出氣 取出口氣速 20 /u m s? /LD kg m? ? 化學與環境工程學院 0409402 班 31 / 42 30 . 0 3 2 5 6 0 . 0 0 1 1 8 6 /0 . 7 8 0 . 2 29 4 0 . 5 14 6 1 8SDV m s?????????? 4 0 .0 0 1 1 8 6 8 .6 93 .1 4 * 2 0wD m m??? 查標準系列選取 14 2mm? ? 塔底進氣管 采用直管 取氣速 23 /u m s? 39 6 4 .8 2 /Lw kg m? ? 30 . 0 3 2 5 6 0 . 0 0 0 6 4 /0 . 0 0 3 2 9 0 . 9 6 7 19 4 0 . 5 14 6 1 8SwV m s?????????? 4 0 .0 0 0 6 4 6 .4 03 .1 4 2 0wD m m???? 查標準系列選取 14 2mm? ? 法蘭 公稱直徑 /mm 法蘭外徑 /mm 螺栓孔中心圓直徑/mm 螺栓孔直徑/mm 螺栓孔數/mm 螺紋/mm 法蘭厚度/mm 法蘭內徑/mm 法蘭重量 /kg 進料管 100 210 170 18 4 M16 18 110 塔頂蒸汽管 10 75 50 11 4 M10 12 15 塔底出料管 10 75 50 11 4 M10 12 15 塔底進氣管 80 190 150 18 4 M16 18 91 回流管 50 57 140 14 4 M12 16 59 化學與環境工程學院 0409402 班 32 / 42 由于常壓操作，所以法蘭均采用標準管法蘭、平焊法蘭，由不同的公稱直徑，選用相應法蘭。 進料管接管法蘭 、 回流管接管法蘭 、 塔底出料管法蘭 、 塔釜蒸汽進氣法蘭 都采用 HG/2059297鋼制管法蘭用聚四氟乙烯包覆墊片 化學與環境工程學院 0409402 班 33 / 42 第六章 附屬設備的計算 熱量衡算 0℃的塔頂氣體上升的焓 Hv tD溫度下，即 ℃ 1 3 .5 4 / ( )PC K J K g K?? 2 4 .1 9 0 / ( )PC K J K g K?? 12 ( 1 ) 3 . 5 4 0 . 7 7 8 8 4 . 2 5 0 . 2 2 1 2 3 . 6 8 4P D P D P DC C x C x? ? ? ? ? ? ? ? 1t =30℃溫度下 )./( KKgKJC P ? )./( KKgKJC P ? 1 1 2 ( 1 ) 2 . 5 9 0 . 7 7 8 8 4 . 1 7 4 0 . 2 2 1 2 2 . 9 4 / ( K g . K )P P D P DC C x C x K J? ? ? ? ? ? ? ? 1 1 2 ( 1 ) 2 . 5 9 0 . 0 3 2 9 4 . 1 7 4 0 . 9 6 7 1 4 . 1 2 2 / ( . )P P W P WC C x C x K J K g K? ? ? ? ? ? ? ? tw 溫度下，即 ℃ 1 3 .8 8 / ( )PC K J K g K?? 2 4 .2 1 8 / ( )PC K J K g K?? ? ?12 ( 1 ) 3 . 8 8 0 . 0 3 2 9 4 . 2 4 0 . 9 6 7 1 4 . 2 0 7 / .P W P W P WC C x C x K J K g K? ? ? ? ? ? ? ? tD溫度下，即 ℃ 1 720r KJ kg? 2 2117r KJ kg? 12 ( 1 ) 72 0 0. 77 88 21 17 0. 22 12 10 29 .0 2 /DDr r x r x KJ k g? ? ? ? ? ? ? ? 0℃的塔頂氣體上升的焓 Qv 塔頂以 0℃為基準11 1 . 0 1* 3 6 0 0 3 . 6 8 4 7 8 . 2 1 1 . 0 1 3 6 0 0 1 0 2 9 . 0 2 4 0 . 6 11570876. 855 /V V P D D VDQ H V C t V r Mk j h? ? ? ? ? ? ? ? ? ??溫度由 ℃到 30℃的熱量變化1 1 1 1 1 ( 1. 01 0. 01 1 39 .0 8 ) 36 00 3. 68 4 78 .2 1( 1. 01 0. 11 69 42 .0 8 36 00 2. 81 30 /P D D PQ V C t V C tk j h??? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 溫度由 ℃到 30℃的熱量變化 2 2 2 1 1 2 . 9 2 1 * 3 6 0 0 * 4 . 2 0 7 * 9 9 . 0 7 2 . 9 2 1 * 3 6 0 0 * 4 . 1 2 2 * 3 03110282. 09 /P W D PQ L C t L C tK J h? ? ? ?? 化學與環境工程學院 0409402 班 34 / 42 回流液的焓 HR 0. 67 3 3. 64 8 78 .2 1 36 00 69 80 7. 80 /RRQ H k j h? ? ? ? ? ? 塔頂餾出液的焓 HD 因 餾出口與回流液口組成一樣，所以 ? ?3 .6 8 4 / k g .PC KJ K? t 0 . 0 1 1 4 0 . 6 1 3 6 0 0 3 . 6 8 4 7 8 . 2 1 4 6 3 3 5 0 . 9 7 /D D P DQ H D C k j h? ? ? ? ? ? ? ? 冷凝器消耗的熱量 QC ? ? ? ? ? ? 101 4 0 . 7 8 3 2 . 9 7 1 5 2 9 8 0 3 8 1 . 5 6 9 8 0 7 0 . 8 0 1 . 8 4 1 0 /C V RQ D R H H k j h? ? ? ? ? ? ? ? ? 進料口的熱量 QF t 溫度下，即 ℃ )./( KKgKJC P ? )./( KKgKJC P ? 12 ( 1 ) 3 . 6 4 0 . 0 8 9 4 . 2 5 0 . 9 1 1 4 . 1 9 / ( . . )P F P F P FC C x C x K J K g K? ? ? ? ? ? ? ? 2t =25℃溫度下 )./( KKgKJC P ? )./(1 8 7 KKgKJC p ? 2 3 4 ( 1 ) 2 . 4 9 0 . 0 8 9 4 . 1 8 7 5 0 . 9 1 1 4 . 0 3 / ( . )P P F P FC C x C x K J K g K? ? ? ? ? ? ? ? 22 0 . 1 5 0 6 2 0 . 4 7 3 6 0 0 4 . 2 0 7 8 8 . 2 9 0 . 8 6 7 92 1 . 2 2 3 6 0 0 4 . 0 3 2 54077477. 706 /F L F P W F L F PQ F M C t F M C tK J h? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? 塔釜殘液的焓 QW t 0 . 1 3 9 * 1 8 . 0 1 * 4 . 2 0 7 * 3 6 0 0 * 9 7 . 9 0 3 5 4 5 7 4 2 . 6 /W P WQ W C k j h? ? ? 附屬設備的選型 再沸器 塔釜熱損失為 10%, 則 ?? 設再沸器損失能量 Q 損 = CDB F WQ Q Q Q Q Q?? ? ? ? 損 加熱器實際熱負荷 0 .9 CDB W FQ Q Q Q Q? ? ? ?1 0 1 01 .8 4 1 0 3 5 4 5 7 4 2 .6 4 6 3 3 5 0 .9 7 4 0 7 7 4 7 7 .7 0 6 1 .8 4 1 0 k j / h? ? ? ? ? ? ?