塔设备选型

塔设备选型1.1设计 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 设计依据 标准号 《钢制压力容器》 GB151-2011 《压力容器用钢板》 GB6654-96 《钢制化工容器设计基础规定》 HG20580-98 《钢制化工容器材料选用规定》 HG20581-98 《钢制化工容器强度计算规定》 HG20582-98 《钢制化工容器结构设计规定》 HG20583-98 《钢制化工容器制造技术规定》 HG20584-98 《化工设备设计基础规定》 HG/T20643-98 《压力容器无损检测》 JB4730-20051.2塔设备设计原则塔设备设计应满足以下原则：(1)生产能力大。在较大的气(汽)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(汽)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，并且塔设备应保证能长期连续操作。(3)流体流动阻力小，即流体透过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度。(4)结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这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。1.3塔型的选择1.3.1板式塔与填料塔的比较精馏塔按传质元件区别可分为两大类，即板式精馏塔和填料精馏塔。根据上述 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，可对板式塔和填料塔的性能作一简要的比较，详见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1-1所示。表1-1板式塔与填料塔的对比 项目 板式塔 填料塔 空塔气速 空塔气速小 空塔气速大 塔效率 效率稳定，大塔效率比小塔效率有所提高 塔径在1400mm一下效率较高，塔径增大，效率常会下降 液气比 适应范围较大 对液体喷淋量有一定要求 持液量 较大 较小 材质要求 一般用金属材料制作 可用非金属耐腐蚀材料 安装维修 较容易 较困难 造价 直径大时一般比填料塔造价低 直径小于800mm，一般比板式塔便宜，直径增大，造价明显增加 重量 较轻 重1.3.2塔型选择时应考虑的因素选择塔型时应考虑的因素有很多，主要有：物料性质、操作条件、塔设备的性能，以及塔设备的制造、安装、运输和维修等，具体如下：·与物性有关的因素a）易起泡的物系，如处理量不大时，以选择填料塔为宜。因为填料能使泡沫破裂，在板式塔中则易引起液泛。b）具有腐蚀性的介质，可选用填料塔，如必须用板式塔，宜选用结构简单、造价便宜的筛板塔、穿流式塔盘或舌形塔盘，以便及时更换。c）具有热敏性的物料需减压操作，以防过热引起分解或聚合时，应选用压力降较小的塔型，如可采用装填规整填料的塔、湿壁塔等，当要求真空度较低时，宜用筛板塔和浮阀塔。d）粘性较大的物系，可以选用大尺寸填料。板式塔的传质效率太差。含有悬浮物的物料，应选择液流通道较大的塔型，以板式塔为宜。可选用泡罩塔、浮阀塔、栅板塔、舌形塔和孔径较大的筛板塔等。不宜使用小填料。e）操作过程中有热效应的系统，用板式塔为宜。因塔盘上有液层，可在其中安放换热管，进行有效的加热或冷却。·与操作条件有关的因素a）若气相传质阻力大(即气相控制系统，如低粘度液体的蒸馏，空气增湿等)，宜采用填料塔，因填料层中气相呈湍流，液相为膜状流。反之，受液相控制的系统，宜采用板式塔，因为板式塔中液相呈湍流，用气体在液层中鼓泡。b）大的液体负荷，可选用填料塔，若用板式塔时，宜选用气液并流的塔型(如喷射型塔盘)或选用板上液流阻力较小的塔型(如筛板和浮阀)。此外，导向筛板塔盘和多降液管筛板塔盘都能承受较大的液体负荷。c）低的液体负荷，一般不宜采用填料塔。因为填料塔要求一定数量的喷淋密度，但网体填料能用于低液体负荷的场合。d）液气比波动的适宜性，板式塔优于填料塔，故当液气比波动较大的宜用板式塔。e）操作弹性，板式塔较填料塔大，其中以浮阀塔为最大，泡罩塔次之，一般地说，穿流式塔的操作弹性较小。·其他原因a）对于多数情况，塔径大于800mm时，宜用板式塔，小于800mm时，宜用填料塔。但也有例外，鲍尔环及某些新型填料在大塔中的使用效果可优于板式塔。同样，塔径小于800mm时，也有使用板式塔的。b）一般填料塔比板式塔重。c）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价格，随塔径增大而减小。1.4板式塔中板型的选择1.4.1塔盘的选择板式塔的塔盘有泡罩、筛板、浮阀及穿流式，其性能比较如1-2表所示：表1-2板式塔塔盘比较 塔板形式 蒸汽量 液量 效率 操作弹性 压力降 造价 可靠性 泡罩 良 优 良 优 差 高 优 筛板 优 优 优 优 优 低 优 浮阀 优 优 优 优 良 高 优 穿流式 优 低 差 差 优 低 良各塔板的优缺点及用途比较如表1-3所示表1-3塔板优缺点比较 塔板形式 结构 优点 缺点 用途 泡罩型 圆形泡罩 复杂 弹性好；无泄漏 费用高；板间距大；压降比较大 用于具有特殊要求的场合 S型泡罩 稍简单 简化了泡罩的形式 费用高；板间距大；压降比较大 用于具有特定要求的场合 筛板型 筛孔塔板 简单 弹性好；费用低；板效率高；处理量大 易漏液 用途广泛 浮阀型 条形浮阀 较简单 操作弹性好；板效率高；处理量大 费用较高；安装较困难 适用于加压及常压下的气液传质过程 重盘式浮阀 T型浮阀 穿流型式 筛板 简单 正常负荷下板效率高；费用最低；压降小 未定操作范围窄；要么扩大孔径，否则易堵塞物料 适于处理变动小且不析出固体物的系统 波纹筛板 比筛板压降稍高气液分布好 栅板 处理量大；压降小；费用低 操作弹性较小；处理量小时，效率剧烈下降 适于粗精馏1.4.2溢流形式的选择塔盘上液相流动形式取决于液相负荷的范围，单流型是最常用的；当塔径较大，或液相负荷较大时，宜采用双流型。甚至三、四流型或阶梯型；在液气比很小时才采用U形流型。下表1-4是液相负荷（）与塔板溢流型式的关系表。表1-4液相负荷(）与塔板溢流形式的关系 塔径D/mm 液体流量Ls() U流型 单溢流 双溢流 阶梯式双溢流 600 <5 5～25 — — 900 <7 7～25 — — 1000 <7 <45 — — 1400 <9 <70 — — 2000 <11 <110 90～160 — 3000 <11 <110 110～200 200～300 4000 <11 <110 110～230 230～350 5000 <11 <110 110～250 250～400 6000 <11 <110 110～250 250～450 应用场合 用于较低液、气比 一般场合 用于高液、气比或大型塔板 用于极高液、气比或超大型塔板下表给出了几种主要塔板性能的量化比较。几种主要塔板性能的量化比较 塔板类型 塔板效率 处理能力 操作弹性 压降 结构 成本 泡罩板 1.0 1.0 5 1 复杂 1 筛板 1.2~1.4 1.4 3 0.5 简单 0.4~0.5 浮阀板 1.2~1.3 1.5 9 0.6 一般 0.7~0.9 舌型板 1.1~1.2 1.5 3 0.8 简单 0.5~0.61.5环己烷精制塔T302的 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 设计1.5.1概述T302为环己烷精制塔。根据AspenPlus模拟的结果可得环己烷精制塔T302各塔板参数，各塔板参数详见表1-5。本工艺的主要物料为含有部分氢气和甲烷的环己烷，物料洁净、腐蚀性小，粘度小，且无悬浮物，整套装置产量及气液相负荷较大，结合表1-1，本项目设计小组拟采用板式塔。又参照表1-2和1-3各种塔板形式的比较，可知浮阀塔板集合了泡罩塔和筛板塔的优点，它结构简单、造价低、制造方便、生产能力大、操作弹性大，因此本工艺选用浮阀塔板，溢流形式为单溢流。 序号 温度（） 液体体积流量（cum/h） 气体体积流量（cum/h) 液相密度（kg/cum) 气相密度（kg/cum) 液相黏度（cp) 液相表面张力（dyne/cm) 1 269.59852 2.73269177 1.17325576 779.5783 213.173639 0.603677 27.9392 2 355.91318 3.84372961 3.90594755 780.0315 609.443501 0.271314 17.6784 3 360.733337 3.94180762 5.01698282 780.3319 647.467626 0.26182 17.1692 4 361.130468 3.94831746 5.1150573 780.5091 650.240404 0.261175 17.139 5 361.203073 3.94811071 5.1215648 780.6415 650.542084 0.261095 17.1391 6 361.241386 3.94739345 5.12135809 780.7429 650.638883 0.2611099 17.14331 7 361.268865 3.8655396 5.12064882 780.8204 650.700006 0.261142 17.1477 8 378.153461 5.55592046 3.52604566 781.2086 780.523168 0.230019 15.282 9 378.259503 5.55888967 4.26337776 781.2456 781.164205 0.229879 15.2728 10 378.273082 5.55858133 4.26634697 781.281 781.212422 0.229875 15.2746 11 378.286487 5.55824369 4.26603863 781.3175 781.258612 0.229888 15.2765 12 378.300279 1.29254272 4.26570095 781.355 781.306139 0.2189 15.27741.5.2CYH精馏塔T302具体工艺设计1.5.2.1塔径D的计算因精馏段气相流量较大，故以精馏段数据确定全塔塔径更为安全可靠，本设计以精馏段数据为设计依据。设板间距=0.45m，板上清液层高度为=0.07m计算两相流动参数=0.42由（）及FLV查Smith关联图得=0.05m/s，故=0.0486m/s液泛气速=0.02m/s对于一般液体，泛点率为0.6～0.8，此处泛点率取0.8，则表观空塔气速=0.016m/s故塔径0.752m，圆整为0.8m。1.5.2.2塔高的计算实际塔板数的确定：,圆整取24.釜液高度的计算：0.20塔顶空间高度取1.0m塔板间距：每隔6块塔板开一人孔，共需人孔4个（不包括塔顶和塔底的）,开设人孔处的塔板间距改为0.80m，进料口处离上板高度为0.80m.塔筒体高度的计算：其中：——塔高（不包括裙座），m——塔顶空间，m——塔板间距，m——开有人孔的塔板间距，m——进料段高度，m——塔底空间，m——实际塔板数——人孔数目则H=1.0+（24-2-4）×0.45+4×0.8+0.8+1.2=14.3m裙座高度为2.0+1.5D/2=2.6m封头高度取0.6m塔的总高为：Z=14.3+2.6+0.6=17.5m1.5.2.3塔板结构设计由于液体流量为5.14m3/h，塔径为0.8m，根据表5-4，塔板溢流形式应该选择单流型（1）溢流堰尺寸·堰长lw溢流堰选择平直堰，取堰长lw=0.65D=0.528m·堰高hw堰上液层高度近似取E=1，则可由列线图查出值。查得=0.024m堰高hw由选取清液层高度hL确定hw=hL-how=0.07-0.024=0.046m·降液管底隙高度ho选取凹形受液盘，考虑降液管阻力和液封，即一般ho<how，因此可选取底隙高度ho=40mm·降液管宽度Wd和面积Af查降液管宽度与面积图，lw/D=0.65,得：Af/AT=0.07Wd/D=0.14由以上设计结果得弓形降所占面积Af=0.5027×0.07=0.035m2降液管宽度Wd=0.112m液体在降液管中的停留时间，即=13.70s>3～5s故降液管尺寸满足要求。1.5.2.4塔板布置及浮阀数目排列取阀孔动能因子Fo=10，求得孔速：uo=m/s求每层板上的浮阀数：采用F1型浮阀，取孔直径do=40mm，则浮阀数8.17,圆整取9.取塔板边缘区宽度Wc=0.04m，溢流堰前的安定区宽度Ws=0.08m对单流型塔板，开孔区面积如下，即：Aa=其中：X=0.28m;R=0.36m;则鼓泡区面积Aa=0.36m2浮阀排列方式采用等腰三角形叉排。三角形的底边固定为75mm，则估算三角形的高h（排间距），53mm1.5.2.5塔板流体力学校核（1）压降气相通过浮阀塔的压强降hp=hc+h1+h·干板阻力因uo小于uoc，故0.024m液柱·板上充气液层阻力：本设备分离环己烷和甲醇等的混合物，取充气系数β=0.6，则h1=β（hw+how）=0.0042m液柱·液体表面引力的阻力h=2.26×10-4m液柱此阻力很小，可以忽略不计。因此，与气体流经一层浮阀塔板的压强降所相应的液柱高度为：hp=0.024+0.042=0.066m则单板压降0.066×780.76×9.81=505.51Pa（2）液泛·为防止液泛现象的发生，要求控制降液管中清液层的高度，即要求<，而，hp为气体通过塔板的压强降所相当的液柱高度，前已算出hp=0.064m液柱·液体通过降液管的压头损失因不设进口堰，则=0.00454液柱·板上清液层高度hL=0.07m则Hd=0.066+0.00454+0.07=0.141m取=0.6，又已选定HT=0.45m，hw=0.046m，则=0.6×（0.45+0.046）=0.2976m可见<，符合防止淹塔要求。（3）雾沫夹带按下列式计算泛点率，即F=其中Z=D-2Wd=0.576mAb=AT-2Af=0.4329m2CF=0.05代入数据得F=泛点率在80%以下，故可知雾沫夹带量能满足<0.1Kg（液）/Kg（气）的要求。1.5.2.6塔板的负荷曲线计算（1）过量雾沫夹带线（气相负荷上限线）由泛点率整理得出过量雾沫夹带线（2）液泛线由式==确定液泛线。忽略式中的，将式，，，F=代入上式得：=++因物系一定，塔板结构尺寸一定，则、、、、及等均为定值，而uo与VS有如下关系，即其中阀孔数N与孔径d0亦为定值，因此可将上式简化成VS与LS的关系如下：，即（3）液相负荷上限线降液管的最大流量应保证在降液管中的停留时间不低于3～5s，以5秒作为液体在降液管中停留时间的下限，则0.00315m3/s（4）漏液线对于F1型重阀，依式计算，则又知，以=5作为规定气体最小负荷标准，则==0.02196m3/s(5)液相负荷下限线取堰上液层高度how=0.006m作为液体负荷下限条件，依how的计算式计算出LS的下限值，该线为与气量流量无关的竖直线，将所求值代入上式可得严重漏液线曲线为取E=1，则=0.001220m3/s（6）操作线操作线斜率为（7）负荷性能图根据上述六个方程，可以利用Excel办公软件做出该塔的负荷性能图，如下所示：图1-7PO精馏塔负荷性能图从图中可以看出，设计点位于正常操作区的内部，表明该塔板对气液负荷的波动有较好的适应能力。在给定的气液负荷比条件下，塔板的气液相负荷的上、下限分别由降液管液泛和严重漏液所限制。由图查得上限为3.6m3/s,下限为0.4m3/s，得该塔的操作弹性==9。可见，设计比较合理、适宜。1.5.2.7塔板主要工艺尺寸及水力学核算结果所设计的单溢流浮阀塔的主要设计结果如表1-6所示：表1-6环己烷精馏塔T0401手算结果汇总 结构及尺寸 操作性能 塔内径D（m） 0.8 空塔气速u（m/s） 0.016 板间距HT（m） 0.45 泛点率u/uf 0.08 液流型式 单流型 动能因子F0 10 降液管截面积与塔截面积比Af/AT 0.07 孔口流速U0（m/s） 0.39 出口堰堰长lw(m) 0.528 鼓泡区面积Aa（m2） 0.36 弓形降液管宽度Wd（m） 0.112 塔板横截面积AT（m2） 0.5027 出口堰堰高（mm） 0.046 孔心距（mm） 75 降液管底隙（mm） 0.040 堰上液层高度how（mm） 24 边缘区宽度（mm） 0.04 单板压降（Pa） 505.51 破沫区宽度（mm） 0.08 降液管清液层高度Hd（mm） 141 板厚度b（mm） 5 进口堰与降液管水平距离h1（mm） 42 浮阀个数 82 降液管液体停留时间（s） 13.70 浮阀直径（mm） 40 釜液高度为（m） 0.501.6环己烷精制塔T303的工艺设计1.6.1概述T303为环己烷精制塔。根据AspenPlus模拟的结果可得环己烷精制塔T302各塔板参数，各塔板参数详见表1-5。本工艺的主要物料为含有部分氢气和甲烷的环己烷，物料洁净、腐蚀性小，粘度小，且无悬浮物，整套装置产量及气液相负荷较大，结合表1-1，本项目设计小组拟采用板式塔。又参照表1-2和1-3各种塔板形式的比较，可知浮阀塔板集合了泡罩塔和筛板塔的优点，它结构简单、造价低、制造方便、生产能力大、操作弹性大，因此本工艺选用浮阀塔板，溢流形式为单溢流。 序号 温度（） 液体体积流量（cum/h） 气体体积流量（cum/h) 液相密度（kg/cum) 气相密度（kg/cum) 液相黏度（cp) 液相表面张力（dyne/cm) 1 170.662747 19.260864 0 775.311728 0 211.672278 41.1 2 352.19698 31.033044 19.260864 780.418072 775.311728 0.445 18.2 3 353.091659 31.143348 32.784048 780.667714 780.144954 0.442 18.1 4 353.305014 31.141044 32.894352 780.842205 780.382222 0.441 18.1 5 353.500332 31.140792 32.892048 780.970586 780.547405 0.44 18.1 6 353.683502 31.142268 32.891796 781.065438 780.668952 0.44 18.1 7 353.857557 31.145076 32.893272 781.133919 780.758764 0.439 18 8 354.024758 31.148784 32.896044 781.184847 780.824481 0.438 18 9 354.186786 31.153176 32.899752 781.222177 780.872735 0.437 18 10 354.344883 31.158072 32.90418 781.249368 780.907268 0.437 18 11 354.499965 31.163328 32.909076 781.269259 780.933057 0.436 18 12 354.652706 31.168872 32.914332 781.283098 780.951942 0.436 18 13 354.803601 31.17456 32.91984 781.294089 780.965952 0.435 17.9 14 354.953016 31.180392 32.925564 781.301934 780.975558 0.435 17.9 15 355.101218 31.186332 32.931396 781.307324 780.983041 0.434 17.9 16 355.248404 31.192344 32.937336 781.311003 780.988202 0.434 17.9 17 355.394719 31.198392 32.943312 781.313760 780.992597 0.433 17.9 18 355.540269 31.20444 32.94936 781.316418 780.995266 0.432 17.8 19 355.685135 31.210524 32.955444 781.318009 780.996988 0.432 17.8 20 355.829375 31.216608 32.961528 781.319399 780.998555 0.432 17.8 21 355.973033 31.222728 32.967612 781.319656 780.999929 0.431 17.8 22 356.116142 31.228812 32.973732 781.320554 781.000231 0.43 17.8 23 356.258727 31.234932 32.979816 781.320282 781.001140 0.43 17.8 24 356.400808 31.241016 32.9859 781.320632 781.001798 0.429 17.8 25 356.5424 31.246776 32.991984 781.321294 781.002185 0.429 17.7 26 356.709032 49.82724 32.898276 781.321734 781.172573 0.428 17.7 27 356.863025 49.851576 33.73776 781.323479 781.259818 0.428 17.7 28 357.003939 49.872204 33.762096 781.325206 781.262444 0.427 17.7 29 357.144442 49.892724 33.782688 781.327561 781.265858 0.427 17.7 30 357.284608 49.913208 33.803244 781.329678 781.268541 0.426 17.6 31 357.424456 49.933584 33.823692 781.332668 781.272525 0.426 17.6 32 357.564004 49.953924 33.844104 781.335397 781.276139 0.425 17.6 33 357.703276 49.974156 33.864408 781.338992 781.281035 0.425 17.6 34 357.842295 49.99428 33.88464 781.343421 781.286362 0.424 17.6 35 357.981091 50.014332 33.904764 781.348116 781.292930 0.424 17.6 36 358.119694 50.034276 33.924852 781.353629 781.299058 0.423 17.6 37 358.258139 50.054148 33.944796 781.359356 781.307207 0.423 17.5 38 358.396466 50.073876 33.964632 781.366413 781.316507 0.422 17.5 39 358.534718 50.093496 33.98436 781.3742 781.326926 0.422 17.5 40 358.672947 50.112972 34.00398 781.383241 781.338418 0.422 17.5 41 358.811207 50.132304 34.023456 781.393508 781.351763 0.421 17.5 42 358.949563 50.151492 34.042788 781.404948 781.366897 0.421 17.5 43 359.088086 50.170464 34.061976 781.418639 781.383756 0.42 17.4 44 359.226856 50.189292 34.080984 781.433392 781.403088 0.42 17.4 45 359.365964 16.08948 34.099776 781.451562 781.425635 0.419 17.41.6.2CYH精馏塔T303具体工艺设计1.6.2.1塔径D的计算因精馏段气相流量较大，故以精馏段数据确定全塔塔径更为安全可靠，本设计以精馏段数据为设计依据。6_1486447607.unknown_1486447612.unknown_1486447614.unknown_1486447616.unknown_1486610835.unknown_1486447615.unknown_1486447613.unknown_1486447609.unknown_1486447610.unknown_1486447608.unknown_1486447605.unknown_1486447606.unknown_1486447604.unknown