碳酸乙烯酯法合成乙二醇的塔的設(shè)計及選型計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u3723碳酸乙烯酯法合成乙二醇的塔的設(shè)計及選型計算案例 1197201塔設(shè)計依據(jù) 151392塔型的確定 2157583塔盤類型的確定 2323744塔的工藝設(shè)計 21塔設(shè)計依據(jù)該工藝的塔型主要是吸收分離塔，以A101為例該設(shè)計選型即要符合工藝規(guī)范和國家標(biāo)準(zhǔn)，又要不會對生產(chǎn)造成違背。在所有工藝設(shè)計中，安全問題極其重要，由于在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中，會存在一些需要高溫高壓的生產(chǎn)條件，少數(shù)情況下生產(chǎn)的產(chǎn)品可能為易燃易爆的危險物品，安全環(huán)境不合格則可能會導(dǎo)致重大的人身和財產(chǎn)損失隱患。在以安全為前提的情況下，我們要盡可能的對資源進(jìn)行最大化利用，實現(xiàn)生產(chǎn)最大化。 表4-1塔模擬參數(shù)H101-OUTP101-OUTCIRCULA1EO相態(tài)汽相液相汽相液相溫度12021.225.671.6摩爾汽相分率1010摩爾液相分率0101摩爾焓-26.0828-127.707-25.0009-105.332質(zhì)量焓-951.61-1590.38-1040.37-1461.14摩爾熵-11.82255-101.22081-17.734019-77.145166質(zhì)量熵-0.5424937-1.2978993-0.7379686-1.07233645摩爾密度0.67700116.36391.235111.8803質(zhì)量密度18.49771311.0229.68051070.51平均分子量27.32380.299621.030971.9412壓力，bar22222222焓流量-60.307091-361.75522-41.087624-381.97464摩爾流量2306.342807.532241647.896993465.97525質(zhì)量流量63016.1085225441.75339841.6106248615.251體積流量3301.8643240.72141791.1940277.46552塔型的確定塔形的選擇非常重要，它關(guān)系到生產(chǎn)能力、產(chǎn)品純度、設(shè)備費用等多方面因素，所以要求我們必須在安全且合理的情況下，選則最恰當(dāng)?shù)乃??；A(chǔ)的兩種塔型分別是板式塔與填料塔，它們都能夠?qū)崿F(xiàn)精餾、吸收、萃取等工藝流程，而兩者都存在著優(yōu)缺點。填料塔為一種立式圓柱，塔體中由較多填料所填充，填料組成通常為各種固體的物料，填料的方法主要包括散裝填料及規(guī)整填料等方法。填料塔的優(yōu)勢：生產(chǎn)能力較大且填料塔的操作范圍相對較小、適用于小塔徑生產(chǎn)、壓降較小、分離效率較高等。板式塔是立式塔柱且塔內(nèi)有許多相互間隔一定距離的塔板組成。而板式塔的通常適合塔徑相對較大的塔，板式塔的優(yōu)點：壓降較大，操作穩(wěn)定、易于清洗、塔效率高等。所以通過比較，板式塔更適宜上述的工藝條件，則該設(shè)計的吸收塔采用板式塔。3塔盤類型的確定塔盤能夠?qū)崿F(xiàn)將物質(zhì)和熱量快速傳遞，使液體混合物或氣體混合物達(dá)到分離效果。塔盤類型主要含有泡罩塔盤、浮閥塔盤、篩孔塔盤等幾種。依照上面的工藝結(jié)果可選用篩孔塔盤。4塔的工藝設(shè)計（1）介質(zhì)與選材查《腐蝕數(shù)據(jù)手冊》[11]并且依據(jù)強度等方面得，材料選用碳鋼16MnR。（2）設(shè)計壓力與溫度吸收塔的工作壓力為1.2Mpa，則設(shè)計壓力選取為工作壓力1.1倍。P=1.1Pw吸收塔最大溫度為120℃，設(shè)計溫度比最大溫度大10~15℃，即取工作溫度為130℃。（3）塔體的計算空塔氣速能夠通過史密斯關(guān)聯(lián)圖法計算。先求出umax，后設(shè)定空塔氣速等于最大氣速的0.7倍。其中umax=CρL?ρV查閱文獻(xiàn)和書籍，選擇板間間距為HT=800mm，選擇板上液層高度為hL=100mm，則HT-hL=700mm。圖4-1smith關(guān)聯(lián)圖查史密斯關(guān)聯(lián)圖知，C20=0.073C=C20因此umax所以空塔氣速為u=0.7umax=0.7×空塔氣速下的塔徑為D=4Vsπu由塔徑標(biāo)準(zhǔn)對塔徑圓整后，取D=1.1m塔徑圓整后空塔氣速為u=V安全系數(shù)uumax=0.43650、602（4）筒體厚度及封頭厚度設(shè)計筒體選材為16MnR，查文獻(xiàn)和書籍得知，在這個設(shè)計溫度下，此材料的許用應(yīng)力值為163MPa，取計算壓力為1.42MPa，塔徑D=1.1m。筒體厚度δ=PcD取腐蝕裕量C1為2mm，則筒體壁厚δc=27.31+2=29.31mm本設(shè)計選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，且封頭的材質(zhì)也選擇使用16MnR。封頭厚度δ‘=P取腐蝕裕量C1為2mm，封頭的設(shè)計厚度δ’c=δ‘+C1（5）流型的選擇及負(fù)荷性能圖根據(jù)Aspen模擬，由于環(huán)氧乙烷吸收塔模擬塔半徑為1.1m，塔流量Ls=240.7214m3/h，計算過后對塔進(jìn)行校核。由Aspen模擬結(jié)果，得到塔板的負(fù)荷性能圖。如下圖4-2某塊塔板的負(fù)荷性能圖（6）塔的水力學(xué)結(jié)果表4-2環(huán)氧乙烷吸收塔A101水力學(xué)結(jié)果塔板%液泛率總壓降%降液管持液量干板壓降干板壓降總壓降barbarmmmm271.673638580.013836539431.088678980.00835283051919631916371.651630230.014350448031.893294240.0088274855395.01413450151.4602253471.373602630.014447591831.741512740.0088773726391.41766443151.6612161571.914949980.014480805831.520468120.0088717823791.47449583151.5720506671.025639630.014405422931.147758690.0088006327591.03717710150.6521747767.139082660.011915333328.591857030.0066525922868.24452398121.2314882860.745912500.011976916029.073919250.0041277911736.39573080105.6033584960.988654980.012030506829.107514070.0041741428836.71614012105.82143161060.946482420.012048160729.087014420.0041771377336.66583641105.75564351160.881611600.012059914229.063876660.0041754117036.58543602105.67035091260.823007580.012069574929.043538780.0041734487936.51269028105.59435921360.772346260.012077745129.026091310.0041716662736.44980798105.52893281460.729398400.012084739129.011290420.0041701766036.39655609105.47344321560.692870350.012090706528.998710590.0041689128836.35129885105.42625841660.661436520.012095754128.987946130.0041677846536.31234700105.38577671760.634546170.012100036928.978766590.0041668023036.27903179105.35120021860.611354060.012103647428.970901100.0041659187036.25028922105.32147881960.591166040.012106666628.964123870.0041650987936.22525819105.29573162060.572882370.012109079328.958131110.0041642588836.20273037105.27245012160.547590870.012109281928.950824240.004162664013623631122260.323163780.012070624428.898880090.0041427410335.99110