第一章塔設(shè)備設(shè) 塔設(shè)備設(shè)計依 塔設(shè)備簡 T4脫碳塔塔設(shè) 塔設(shè)備選擇要 塔型選擇一般原 板式塔的塔盤種類和選 板式浮閥塔的設(shè)計計 使用軟件列 實際塔板數(shù)與塔徑的計 溢流裝 塔板結(jié)構(gòu)設(shè) 塔板流體力學驗 塔板負荷性能 Cup-Tower在塔盤工藝結(jié)構(gòu)計算的運 塔機械工程設(shè) 塔高的計 接管的計 塔體和封頭選 裙座的設(shè) 塔機械強度校 第二章?lián)Q熱器設(shè) 換熱器設(shè)計依 換熱器工藝方案的確 換熱器概 換熱器選 換熱管規(guī)格選 殼程數(shù)和臺 工藝條件選 換熱器（以E1為例）設(shè) 工藝模擬數(shù) 類型選 類型選 溫 壓 傳熱系 尺 詳細結(jié) 換熱器的機械設(shè)計及校 換熱器設(shè)計說明 第三章儲罐的選 儲罐選型依 概 甲醇儲罐的選 甲醇的基本性 工藝要 選型結(jié) 第四章泵的選 泵的概述及選型依 泵的選型原 泵的類型及特 新型節(jié)能泵的應 新型泵（P1）的選 選型方 液體流 揚程計 選型結(jié) 第五章壓縮機選 概述及選型依 壓縮機類型及特 選型原 壓縮機（C3）的選 工藝條 工藝計 選型結(jié) 第一章設(shè)備設(shè)1-1塔設(shè)備設(shè)計依據(jù)內(nèi)容日期及標準GB150-NB/T47041-GB/T25198-HG/T20553-HG/T20592~20635-JB/T4736-表1-2填料塔與板式塔的比較（生產(chǎn)能力低T4脫碳塔塔設(shè)塔設(shè)備選擇要不致發(fā)生大量的夾帶、攔液或液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。高度HETP小。這樣，達到規(guī)定分離要求的塔高可以降低。塔型選擇一般原表1-3填料塔與板式塔的優(yōu)先適用情況板式塔的塔板種類各種塔盤的性能比較種主要塔板的性能和性能的量化比較列表1-4、表1-5如下：表1-4幾種主要塔板的性能比定板大表1-5幾種主要塔板性能的量化比較5393浮閥塔的優(yōu)點其生產(chǎn)能力比泡罩塔高20%~40%，與篩板塔近似。氣液間的良好接觸，故操作彈性比泡罩塔和篩板塔都寬，可以達到7～9。板效率較高，比泡罩塔高10%左右。板式浮閥塔的設(shè)計計算使用軟件列

1-6使用軟件AspenTechCUP-大學（華東SW6-站精餾塔平面布置圖Aspenplus各塔板上的物性參數(shù)，選取塔板上氣液相負荷最大的第13CUP-Tower進行軟件計算，通過比較來檢查計算的正確性。第18塊物性參數(shù)如表1-7：1-7浮閥塔塔板參數(shù)流通截面和降液管所占截面。若AT為塔板截A'為氣體流通截面積Af

Af1 若設(shè)氣體流通截面上的適宜氣速為u'，當塔內(nèi)處理的氣體體積流量為VSA'VS/塔板的計算中，通常是以泛點氣速uf作為uu'(0.6~0.85)u根據(jù)和uf聯(lián)圖查取。如圖1-1圖1-1關(guān)聯(lián) =1-8塔間距參考數(shù)值一般常壓塔取hL50~100mm，減壓塔取hL25~30mm，故取板上液層高度hL=100mm，則液滴沉降高度為HT?hL=275mm。查取關(guān)聯(lián)圖可知液相表面張力σ0.02Nm時的氣體負荷因子C200.081ms，由于所處理的液相表面張力為σ=0.245Nm，則需矯正：C=

=0.081

=0.133muf= =0.133 =f取u'=0.8u，即u'=0.5448，則可求得塔徑為fD =塔徑圓整后，D=1.1m溢流裝以下幾種形式：U型流、單溢流、雙溢流、多溢流。1-2弓形降液管的參數(shù)對于堰長lD的比值，一般單流型可取lw=0.6~1.0 lw0.5~0.7D間。本次可取lw=D因此可查得Af=0.5，Wd=0.4實際塔板截面積

=πD2=3.1416×1.12=1.0m2 弓形降液管面積Αf=0.5×AT=0.5×0.95=弓形降液管寬度Wd=0.4×D=0.4×1.1=出，一般要求τ不應小于3～5s，而對于高壓下操作的塔以及易起泡的物系，τ=AfHT=0.475×0.375=3.3634s> 溢流堰長lw=1.0D=1.0×1.1=Ls×3600=0.05296×3600=190.656=lw

1-3液體收縮系數(shù)計算圖可得E=1.02，則堰上液層高度h0w可由下式計 h0w=1000E

=0.00284×1.02

=出口堰高hw=hL?h0w=0.10.0901=取降液管低隙處液體流速uoL=0.25m這降液管底隙高度為：h0 =0.05296= 塔板結(jié)構(gòu)設(shè)計受液區(qū)和降液區(qū)：一般這兩個區(qū)域的面積相等，均可按降液管截面積安定區(qū)和出口安定區(qū)，通常寬度相等；塔徑D>900mmd.根據(jù)之前計算可知，降液管寬度為Wd=0.44m。0u=F0 =2.15m0N=π

=d 0.785×0.0392×d4 已知降液管寬度Wd=0.44m，分布區(qū)寬度Ws'取0.08m，脫氣區(qū)寬度Ws取0.08m，邊緣區(qū)寬度WC取為0.05m。由于選用的塔板為單溢流形式，故鼓泡區(qū)面計算如下：Aa=2

r2sin

1xr r Dχ=

?Wd+WS=0.55?0.44+0.08=

=0.55?0.05=0.5mr= ?W Aa=2×0.03

+

×0.52× =t=

=164×

=離t=20mm的等腰三角形叉排方式得到最終的浮閥數(shù)，如圖1-4所示。圖1-4浮閥數(shù)數(shù)據(jù)分布u=π =2.16m d 0.785×0.0392×

4F0= = =φ=

=163

=塔板流體力學驗hf=hd+u=

1

1

=1.596mρu 31.12×VLhd=5.34×2ρg=5.34×2×846.9×9.8=L可取充氣系數(shù)為β=0.4hl=βhw+h0w=0.4×0.0099+0.0901=hf=hd+hl=0.00875+0.04=?P=hfρLg=0.04875×846.9×9.8=為防止降液管液泛現(xiàn)象發(fā)生，需控制降液管內(nèi)液層高度Hd<?HThw，式中hπ=

=0.153

=0.00956mHd=hw+h0w+hf+hπ=0.0099+0.0901+0.04875+0.00956=取降液管中層相對密度為φ=0.5，則有h'=φHT+hw=0.5×0.375+0.0099=d顯然hd'>hdτ=AfHT=0.475×0.375=3.3634s>3s 或其中有ZL=D?Wd=1.10.44=Ab=AT?2Af=1.0?2×0.475=1-5泛點符合因子圖得CF=0.110K=1.0，將以上數(shù)據(jù)代入上式，得：F

×100%=前面已計算出F0=12.05>5塔板負荷性能VSmin

=0.3534m塔，取泛點率F1=0.8，則：F1

0.8

1×0.110×整理變形，得：VS=0.115h0w=1000E

3=LSmin

3 =0.000867m3取3s作為液體在降液管中停留時間的下限，則 =HTAf=0.375×0.475=0.059m3S 由Hd=hw+h0w+hf+hπ求得液泛線方程。Hd=φHT+HW=0.5×(0.375+0.0099)=2h0w=1000E

=hf=hd+ hl=βhw+h0w=0.4×0.0099+0.66LS3=0.00396+ρρh=5.34V0=5.34 S=0.0495VShπ=

=0.153

S=3.41LS2V2=3.597?68.89L2?18.67L 圖1-6負荷性能曲線表1-9浮閥塔工藝設(shè)計計算結(jié)----------單板壓降-液體在降液管內(nèi)停留時間--泛點率-（VS-（VS-Cup- 在塔盤工藝結(jié)構(gòu)計算的運用選定塔間距為375mm，開孔率選用14.48%，溢流堰選用平口堰，降液管選用斜圖1-7塔板信息輸入Cup-Tower示意圖1-8工藝條件輸入Cup-Tower示意圖1-9T4塔板結(jié)果參數(shù)輸入Cup-Tower示意圖1-10T4塔板平面總示意圖圖1-11CupTower校核T4塔板工藝參數(shù)結(jié)果圖1-12CupTower校核T4塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)果CupTower計算結(jié)果和詳細設(shè)計計算結(jié)果都能夠滿足工藝要求，在設(shè)定結(jié)果CupTower可以用于不同類型的塔板，計算方便，便AspenplusDrickaner-Bradford方ET=0.17?0.616log

HT='=進料段高度取決于進料口結(jié)構(gòu)形式和物料狀態(tài)，一般HF要比HTHT1mV=0.745m3hV×H

=

60×

= 0.785× 0.785×H=HD+N?2?SHT+SHT+HF+HB1.5× 1.5×H=2 =2 = H=2+1.5×D=2+1.5×1.1=2.83m 高度H=460mm。d =圓整后選取管子規(guī)格為實際流速uv= =20.01ms10.785×d1d =圓整后取管子規(guī)格為實際流速uv= =1.99ms。10.785×d1d =圓整后管徑實際流速uv= =1.97ms。10.785×d1塔體和封頭選選裙座的結(jié)構(gòu)塔機械強度校1-8裙座結(jié)構(gòu)座1名義厚度腐蝕裕量1111長度內(nèi)徑/外徑23456789(立(臥151102345678900123450000123451234500度00度度0徑0A低于7 組0000式℃1Q235-數(shù)2度000有操作質(zhì)量m0m01m02m03m04m05ma最小質(zhì)量m0m010.2m02m03m04ma風彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) 00000nMII(2/T)2Ym(hh)(h T knMII(2/T)2 m(hh)(h T k k順風向彎矩MII順風向彎矩MII max(MII,(MII)2(MII)2 00000nMIIF(hh 矩 k 00000偏心彎矩Me00000 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風向計算時 max(MIIM,MII0.25MIIM 00000nFmhF00/mh(i1,2,..,n ii k k0000011PcDi/(mIIgFII)/D i4MII/ i(mIIgFII)/D i31PTDi/mIIg/D i4(0.3MIIM)/ iBA1123(內(nèi)壓23(外壓A223(內(nèi)壓123(外壓A312A42(pT9.81Hw)(Diei)/受受(D4D4 32ob (D2D2Ab l2 y M00/Z(mgF00)/b max0 0.3M0M)/Zmg/ 0 BME0.25MwMem0g d 0 nl 1G力力力力 3Fl1 4(l'd)2(l'd 0it4MJJmJJgFJ it it otMJJmJJgFJ 0.3MJJMmJJ 力力00m0m01m02m03m04m05mamminm010.2m02m03m04mammaxm01m02m03m04masssN0N00計算壓力設(shè)計溫度內(nèi)徑曲面深度Q345R(板材用應力用應力腐蝕裕量過的應力 1 D22 6 2hK= ih=2[]t0.5Pc力2[]t[Pw]=KDi0.5e藍GB150.3-計算壓力設(shè)計溫度內(nèi)徑曲面深度Q345R(板材力力鋼板負偏差腐蝕裕量應力力1 D2622i K= ih=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5eGB150.3-計算壓力設(shè)計溫度內(nèi)徑Q345R(板材用應力用應力屈服點腐蝕裕量e=n-C1-型PT=1.25P[]=5.7128(或由用戶輸入pT.(Die)2e.[Pw]=(Die) 第二章熱器設(shè)表2-1換熱器設(shè)計依據(jù)GB/T151-GB150-HG/T20553-HG/T20592~20635-JB/T4712-JB/T4736-換熱器工藝方案的確定表2-2各類換熱器特性固定管板物料溫差大60℃時應設(shè)膨脹節(jié)，最大使用溫差不應大60℃。120℃；內(nèi)墊片易滲漏造大直徑設(shè)備U形管1、殼壁與管壁的溫差超70℃；壁溫相50~70℃。而殼程流體壓力大換熱管規(guī)格選的場合下，推薦用正三角形排列。必須進行機械的場合，則采用正方形低。所以在管程結(jié)垢不是很嚴重，又允許壓力降較高的情況下，采用Φ19mm×2mm的管子是合理的。為經(jīng)濟。因此，一般選用管長4~6m。對于大面積或無相變的換熱器可以選用殼程數(shù)和臺換熱器的殼徑越大，傳熱面積也越大，單位傳熱面積的金屬耗量力降比工藝條件選溫205℃。當在兩工藝物流之間進行換熱時，低溫端的溫差不應小于20℃。結(jié)凍組分的冰點，一般高5℃。料的，一般低5℃。壓力降2-3允許的壓力降范圍工藝物流的壓力允許壓力降9.8109.8109.8104~16.7103.9103~3.31016.7109.810物流安排換熱器（以E1為例）設(shè)工藝模擬數(shù)（下）》第四版，使用以E1換熱器為例，初步選定換熱器的形式后，根據(jù)任務(wù)要求利用Aspen進行質(zhì)量流量進口溫度出口溫度進口壓力出口壓力類型選類型選F1，由于工藝物料為被冷卻物質(zhì)，且為氣相，為了加快冷卻速溫48.2~2515~47℃，10℃，符合工業(yè)實際。設(shè)計溫度以工作溫度為依據(jù)。這里取殼程的設(shè)計溫度為60℃，管程的設(shè)計溫度為60℃。壓0.1MPa（真空條壓強的20%。傳熱系和固壁熱阻為EDR自動默認值。查得手冊上的平均污垢系數(shù)為0.000344m2K/W。尺EDR器》規(guī)定，選擇換熱管內(nèi)徑為19mm，壁厚2mm，管心距25mm，排列方式為正三角形，殼程工程直徑（內(nèi)徑）為2500mm，壁厚86mm，換熱管長度6.09m，折流板間距為685mm。換熱管數(shù)量為8427根。其余參數(shù)為EDR默認值。15.14m/s0.44m/s，均為湍流態(tài)，且滿總傳熱系數(shù)為59.7W/（m2﹒K），進而確定換熱器E1型號為 力（MPa），6.0-殼程設(shè)計壓力（MPa），2800-換熱面積（㎡），6.09-換熱管詳細結(jié)2-3換熱管排布圖選管板的選擇管板結(jié)構(gòu)表2-5換熱器管板數(shù)據(jù)Db管箱與管板的連接結(jié)構(gòu)換熱管與管板連接結(jié)構(gòu)折流拉桿與定距管靠近折流板缺口處應布置適當數(shù)量的拉桿。取拉桿直徑12mm，數(shù)量為8根，定管程/殼計算pa6徑GB150.3-Q345R(板材用應力用應力屈服點e=n-C1-型PT=1.10P[]=5.7000(或由用戶輸入pT.(Die)2e.[Pw]=(Die) GB150.3-Q345R(板材力力PT=1.10Pc[]=5.7000(或由用戶輸入的應力K=1 D2622i iheh=nh-C1-2[]t[Pw]=KDi0.5eGB150.3-Q345R(板材應力應力服點e=n-C1-PT=1.10P[]=5.7000(或由用戶輸入通過的應力水平T=pT.(Die)[Pw]=(Die) GB150.3-Q345R(板材應力力 1 D2622i K= ih=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5eGB150.3-Q345R(板材應力應力服點e=n-C1-PT=1.25P[]=5.7000(或由用戶輸入壓力試驗允許通過的應力水平T=pT.(Die)[Pw]=(Die) 第三章罐的選儲罐選型依表3-1儲罐及回流罐選型依據(jù)SH/T3007-GB/T17261-HG21502.1-HG21502.2-HG/T3154-概250℃；按材料可劃分為非金屬儲罐、金屬儲罐和復合材料儲罐。單罐容積大于1000m3的可稱為大型儲罐。金屬制焊接式儲罐是應用最多的一種設(shè)備。于100立方米時選用球形罐，小于100立方米時選用臥式罐。進而力求：甲醇的基本性臨界溫度T=239.5℃，是一種易燃易爆的液體，常溫下易揮發(fā)。工藝要表3-2甲醇儲罐的選型參數(shù)溫度壓力體積流量7天，7V=qt=1.97×24×7=330.96m3。選型結(jié)按總體積要求，選擇充裝系數(shù)0.9，則所需體積為330.96÷0.9=367.7m3。由于條件符合HG20502.2-92《鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐系列》，準代號為HG21502.2-92-123，儲罐材料選擇Q245R。第四章的選本次選型參考《泵與原動機選用手冊》—泵的選型原2、必須滿足介質(zhì)特性的要求。對輸送易燃、易爆或貴重介質(zhì)的泵，要AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑大于（齒輪泵、螺桿泵）4-1泵的類型及特點大小小小低高高高高新型節(jié)能泵的應常規(guī)式電動機與同功率同極數(shù)普通電動機相比效率要低10個百分點，防爆、耐腐蝕等特點，且可以在200℃下穩(wěn)定運行。成本節(jié)約對比結(jié)果見表