化工原理课程设计乙醇水浮阀塔精馏工艺设计(10)

K?t抗压强度及轴向稳定性条件?max??2??3?{tK???cr??式中???t?????????1.3MPa,??cr??0.06E?e/Ris?173.0020t

?max??2??3?41.37MPa

因此裙座底部0-0截面满足抗压强度及轴向稳定性条件。

6.8 焊缝强度

裙裾与塔体采用对接焊，焊缝承受的组合拉应力为：

1?14Mmaxm\0g528.34?10650734.02?9.81??????7.98MPa22?Dit?es?Dit?es0.785?1800?15??15?1800t0.6K??????0.6?1.2?77?55.44MPaWt??0.6K?????Wt因此焊缝强度足够，式中?????为焊缝材料在操作温度下的许用应力，从表中取77MPaW6.9 水压试验时塔的强度和稳定性验算：

6.9.1 水压试验时，塔体1-1截面的强度条件：

?T?(PT?P)(Di??e)2?e?'?0.9?s?

式中： P'是液注静压力，因塔高29.07m,故取P'=0.29MP 0.9?s??0.9?235?0.9?190.35 Mpa ?T??（1800+7.2）?0.101?1.25?133/114???60.98MPa?0.9?s

2?7.2?0.9 因此满足水压试验强度满足要求。

6.9.2水压试验时裙裾底部1-1截面的强度和稳定性验算

0?00.9K?mmaxg0.3Mw\S????{2K??cx?s Ts??esDis?4D?esis 式中：0.9K?s?0.9?1.2?233?253.8Mpa，K??cx?s?264Mpa

0.9K?114990.451?9.810.3?633.45\S ??13.31Mpa?{ 由于??TsK??cx?s??1800?150.785?18002?15

因此满足强度与轴向稳定性要求。

七、设计结果概要及汇总

7.1 全塔工艺设计结果总汇

表7－1 精馏塔工艺设计结果总表

项目 进料温度/℃ 含乙醇的摩尔分数 塔顶xD 塔底xw 平均摩尔流量(kg/h） 塔顶MD 原料MF 流量(kmol/h） 塔底Mw 设计结果 85.18 0.86 原料xF 0.128 0.000196 42.14 21.61 18.03 109.53 739.11 629.58 4.582 3.3739 塔顶产品D 原料F 塔底产品W 精馏段V 上升蒸汽质量流量(kg/s） 提馏段V2

精馏段L 下降液体的质量流量(kg/s） 提馏段L2 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 2.709 5.8929 81.70 92.57 26.74 19.22 34.40 25.56 827.31 931.49 1.18 0.852 22.61 38.90 0.3628 0.3104 平均温度（℃） 液相平均摩尔质量（kg/kmol） 气相平均摩尔质量（kg/kmol） 液相平均密度（kg/m3） 气相平均密度（kg/m3） 液体表面张力mN/m2 液体黏度（mPa.s）

表 7－2 塔的总体计算及设计结果总表

项目 塔径D/m 板间距HT/m 实际空塔气速m/s 堰长lw/m 堰高hw/m 板上液层高度hL/m 降液管底隙高度h0/m 浮阀数N/个

设计结果 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 1.8 0.45 1.5 1.56 1.17 0.0568 0.0494 0.156 0.028 0.054 291.05 255 阀孔气速u0/（m/s） 阀孔动能因数F0 开孔率 孔心距t/m 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 提馏段 精馏段 板压降/pa 提馏段 精馏段 液体在降液管内的停留时间/s 提馏段 精馏段 降液管内清液层高度Hd/m 提馏段 精馏段 泛点率/％ 提馏段 精馏段 气相负荷上限Vs.max/（m3/s） 提馏段 精馏段 气相负荷下限Vs.max（m3/s） 提馏段 精馏段 操作弹性 提馏段 精馏段 实际塔板数 提馏段 全塔效率 液相负荷上限Ls.max 液相负荷下限Ls.min 回流比 保温层厚度 mm 塔高 m 塔底部空间高度 m 塔顶部空间高度 m 人孔数 裙座高度 m 人孔直径 m 人孔高度 m

11.25 14.05 12.22 12.97 13.42% 10.75% 0.075 681.94 767.59 25.18 10.98 0.156 0.1558 69.76 60.48 4.84 6 1.572 1.55 3.0788 3.891 47 10 45.09% 0.016 0.001 1.5 100 32.07 1.29 1.2 8 3 0.45 0.6 表7-3 塔的附属设备选型

项目 进料管 回流管

选取型号 Φ76Χ4 Φ76Χ4 塔釜出料管 塔顶蒸汽出料管 塔釜进气管 筒体材质 封头 除沫器 法兰 冷凝器 再沸器 离心泵 Φ76Χ4 Φ530Χ9 Φ530Χ10 A3 dg1800Χ6 JB1154-73 40-100 Pg6Dg70HG5010-58 Pg6Dg70HG5010-58 Pg6Dg50HG5010-58 Pg6Dg500HG5010-658 Pg6Dg70HG5010-58 FLA700-135-16-4 FB 500-30-40-2 Is80-50-200

7.2 主要符号说明

主要符号说明 符号 意义 Aa 基板鼓泡区面积 Ad 降液管截面积 Af 总降压管截面积 An 塔板上方气体通道截面积 Ao 浮阀塔板阀孔总截面积 AT 塔截面积 C 计算液泛速度的负荷因子 C20 液体表面张力为20mN/m时的负荷因子 Co D D do E ET eV

单位 m2 m2 m2 m2 m2 m2 - - - m Kmol/s m - - - 孔流系数 塔径 塔顶产品流率 阀孔直径 液流收缩系数 塔板效率 单位质量气体夹带的液沫质量

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