1、1.1 穩(wěn)定塔（T101）設(shè)計(jì)1.1.1 流體力學(xué)數(shù)據(jù)由Aspen plus模擬的T101塔的各塔板上的物性參數(shù)可知，選取塔板上氣液相負(fù)荷最大的第28塊塔板進(jìn)行手工計(jì)算和校核；第28塊板的流體力學(xué)數(shù)據(jù)如下：表4-3-1-1 穩(wěn)定塔（T101）第10塊塔板流體力學(xué)數(shù)據(jù)液相流量m3/s氣相流量m3/s液相密度kg/ m3氣相密度kg/ m3液相黏度mPas液相表面張力mN/m0.1130.326593.99518.3060.1479.2281.1.2 塔體工藝尺寸設(shè)計(jì)塔徑：根據(jù)流量公式可算塔徑，即，其中的C由計(jì)算，C20可由史密斯關(guān)聯(lián)圖查得，圖的橫坐標(biāo)為圖1-1-2-1 史密斯關(guān)聯(lián)圖取板間距HT=

2、0.8m，取板上液層高度hL=0.1m，則查圖得C20=0.081，則，取安全系數(shù)0.7，則空塔氣速所以，按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后塔截面積為：實(shí)際空塔氣速為1.1.3 塔板工藝尺寸設(shè)計(jì)（1）溢流裝置計(jì)算本設(shè)計(jì)采用雙溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰； 堰長(zhǎng)lw取堰長(zhǎng) 溢流堰高度由 計(jì)算選用平直堰，堰上液層高度how由下式計(jì)算，即 由前面已知板上清液層高度 ，故： 弓形降液管寬度和截面積由，查圖得 ，所以 根據(jù)驗(yàn)算降液管停留時(shí)間，即，符合要求 降液管底隙高度h0降液管底隙高度是指降液管下端與塔板間的距離，降液管高度應(yīng)小于出口堰高度，才能保證降液管底端有良好的液封，一般按下式計(jì)算： ，取則 故降液管底隙高度設(shè)計(jì)合

3、理（2）塔板布置 塔板的分塊因?yàn)镈800mm，采用分塊式塔板，查下表得，塔板分為3塊表4-3-3-1 單溢流型塔板分塊數(shù)塔徑/mm8001200140016001800200022002400塔板分塊3456 邊緣區(qū)寬度確定取破沫區(qū)寬度： ，取邊緣區(qū)寬度： 開(kāi)孔區(qū)面積計(jì)算對(duì)于單溢流塔板，開(kāi)孔區(qū)面積按下式計(jì)算，即其中：代入數(shù)據(jù)，得 閥孔計(jì)算及其排列取閥孔動(dòng)能因子，用下式求孔速所以，塔板上浮閥數(shù)為浮閥排列方式采用等腰三角形叉排，取同一橫排的孔心距，則可按下式估算排間距，即考慮到塔的直徑比較大，必須采用分塊式塔板，而分塊式板的支撐與銜接也要占去一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用120mm，因小于此

4、值，取按，等腰叉排重新排得閥數(shù)為64個(gè)。圖4-3-3-1 塔盤(pán)閥孔排列按N=64重算孔速及閥孔動(dòng)能因數(shù)：閥孔動(dòng)能因數(shù)變化不大，仍在912范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)合理塔板開(kāi)孔率1.1.4 流體力學(xué)檢驗(yàn)（1）塔板壓降 干板阻力先求 因?yàn)?，按下式?jì)算液柱 板上充液層阻力是反映板上液層充氣程度的因數(shù)，稱為充氣因數(shù)，因?yàn)橐合酁榄h(huán)丁砜，所以取充氣因數(shù)所以 液柱 液體表面張力所造成阻力浮閥塔的一般都很小，忽略不計(jì)所以，與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓力降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹?液柱則單板壓降（2）液泛為了防止液泛現(xiàn)象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度可用下式計(jì)算，即 與氣體通過(guò)塔板的壓力降所相當(dāng)?shù)囊褐叨?，由前面?jì)算所得，液柱

5、液體通過(guò)降液管的壓頭損失，因?yàn)椴辉O(shè)進(jìn)口堰，所以按下式計(jì)算，即液柱 板上液層高度：由前面選定板上清液層高度則： 取，又已選定，所以， ，符合防止液泛的要求（3）霧沫夾帶分別按以下兩式計(jì)算泛點(diǎn)率：泛點(diǎn)率泛點(diǎn)率取，由泛點(diǎn)負(fù)荷系數(shù)圖查的 ，將上述數(shù)據(jù)代入得泛點(diǎn)率泛點(diǎn)率根據(jù)以上兩條式子算出泛點(diǎn)率都在80%以下，故霧沫夾帶量能夠滿足要求1.1.5 塔板負(fù)荷性能圖（1）霧沫夾帶線泛點(diǎn)率按泛點(diǎn)率80%計(jì)算如下：整理得 可知，霧沫夾帶線為直線，在操作范圍內(nèi)任取兩個(gè)Ls值，按照上式計(jì)算出相應(yīng)的Vs值列于下表中；據(jù)此，可作出霧沫夾帶線表4-3-5-1Ls/(m3/s)0.0020.010Vs/(m3/s)0.630

6、260.60065（2）液泛線聯(lián)立之前式子，可得將式中各值代入，整理得在操作范圍內(nèi)任取若干個(gè)Ls值，按上式計(jì)算出相應(yīng)的Vs值列于下表中表 4-3-5-1Ls/(m3/s)0.0010.0030.0040.005Vs/(m3/s)0.57850.54100.53530.5197根據(jù)表中數(shù)據(jù)做出液泛線（3）液相負(fù)荷上限線液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時(shí)間不低于35s，根據(jù)下式知液體降液管內(nèi)停留時(shí)間為以作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則 （4）漏液線對(duì)于F1型重型閥，依計(jì)算，則，而以作為規(guī)定氣體最小負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)，則（5）液相負(fù)荷下限線取堰上液層高度作為液相負(fù)荷下限條件，根據(jù)下式計(jì)算Ls的下限值

7、負(fù)荷性能圖如下：圖4-3-5-1 非芳烴蒸餾塔（T104）負(fù)荷性能圖由圖可得，氣相負(fù)荷上限（VS）max=0.51m3/s，氣相負(fù)荷下限（VS）min=0.15m3/s所以，操作彈性1.1.6 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果非芳烴蒸餾塔（T104）設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表4-3-6-1 非芳烴蒸餾塔（T104）設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目符號(hào)單位備注氣相流量VSm3/s0.284液相流量LSm3/s0.0031實(shí)際塔板數(shù)N塊17板間距HTm0.45塔徑Dm1.0塔板液流形式-單溢流型溢流裝置溢流管型式-弓形堰長(zhǎng)lWm0.66堰高h(yuǎn)Wm0.051溢流堰寬度Wdm0.124降液管底隙高度h0m0.031邊緣區(qū)寬度Wcm0.035

8、安定區(qū)寬度Wsm0.08板上清液層高度hLm0.07孔徑d0mm39孔中心距Tmm75孔數(shù)N孔64開(kāi)孔面積A0m20.532開(kāi)孔率%10.0閥孔氣速u(mài)0m/s3.71穩(wěn)定系數(shù)K-1塔板壓降hPkPa0.41液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間S8.23氣相最大負(fù)荷（Vs）maxm3/s氣相最小負(fù)荷（Vs）minm3/s操作彈性3.41.1.7 塔附件設(shè)計(jì)（1）接管 進(jìn)料管管徑計(jì)算如下：，取，則查標(biāo)準(zhǔn)系列取 塔頂蒸汽出料管管徑計(jì)算如下：取出口氣速，查系列標(biāo)準(zhǔn)取 回流管管徑計(jì)算如下：取，則查系列標(biāo)準(zhǔn)取 塔釜出料管管徑計(jì)算如下：取，則查系列標(biāo)準(zhǔn)取 塔釜進(jìn)氣管取氣速，則查系列標(biāo)準(zhǔn)?。?）筒體和封頭 筒體設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)

9、溫度選用鋼材Q345R，由此可得筒體厚度根據(jù)及鋼板厚度規(guī)格，取 封頭設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度由此可得筒體厚度根據(jù)及鋼板厚度規(guī)格，取由公稱直徑，查得封頭總深度，內(nèi)表面積，容積（3）裙座塔底采用裙座支撐，裙座的結(jié)構(gòu)性能好，連接處產(chǎn)生局部阻力小，是塔設(shè)備的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內(nèi)徑，取裙座壁厚基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑基礎(chǔ)環(huán)外徑圓整：，取裙座高度6m1.1.8 塔體總高度 人孔板間距為了維修和檢修方便，按照68塊塔板設(shè)置一個(gè)人孔，一共設(shè)置4個(gè)人孔，塔頂，塔釜，進(jìn)料板各一個(gè)，第6層塔板上再設(shè)一個(gè)；人孔直徑取，因?yàn)樵O(shè)有人孔，所以有人孔的板間距取 精餾塔有效高度 塔頂空間高度取 塔底空間高度為了塔底液體不至于完全排完，塔底液體流量必須有38min的時(shí)間，取釜液停留時(shí)間為8分鐘，則 封頭高度由前面封頭選取