2.6万吨年甲苯精馏筛板塔设计 78页

'2.6万吨年甲苯精馏筛板塔设计-1- 毕业设计（论文）任务书过程装备与控制工程专业学生：毕业设计（论文）题目：2.6万吨/年甲苯精馏筛板塔设计工艺计算书强度及稳定性计算书设计说明书设计图纸0＃4张毕业设计（论文）内容：毕业设计（论文）专题部分：起止时间：2014年3月---2014年6月指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日 沈阳化工大学学士学位论文摘要摘要精馏塔又称为蒸馏塔，是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。精馏塔在化工生产中占有举足轻重的地位，是化工生产中起到极为重要的作用，同时也是化工机械领域中重要的组成部分。主要分为板式塔与填料塔两种基本类型。本次设计的内容为：年产2.6万吨甲苯精馏筛板塔设备。本次设计主要是：针对双组分二元物系的精馏问题进行分析。其设计内容包括两个部分：一、为塔设备的工艺计算，包括对进出塔组分的分析，回流比的计算和物料的衡算，以及理论和实际塔板数的计算，塔的气液负荷计算，塔径和塔板的尺寸的确定，塔板流体力学的计算，全塔的高度，塔板结构和整体塔附属设备的计算。其中还包括它的辅助设备及进口出口管路的计算以及法兰的选择，画塔板负荷性能图，并对设计结果进行了汇总。 二、为塔设备的强度校核，包括对塔体筒体的强度计算，封头的计算，质量载荷计算，地震以及风弯矩的计算及校核，最大弯矩位置的确定，圆筒应力的校核，裙座和裙座附属结构的计算，地脚螺栓数目的确定，裙座与踏壳的焊缝验算，以及接管和人口的开孔补强，吊环的计算及强度校核。本次设计的精馏筛板塔的主要部件结构的尺寸为：全塔高度为21米，塔径体直径为1.4米，筒体和封头的壁厚为8mm，其中塔板总数有 沈阳化工大学学士学位论文摘要33块(不含塔釜再沸器），裙座高度为4.35米,设计温度为90.830C，设计压力为0.1Mpa，二类压力容器。关键词：苯-甲苯；筛塔板；精馏塔；冷凝器；负荷性能图。 沈阳化工大学学士学位论文摘要 沈阳化工大学学士学位论文AbstractAbstractRectificationtowerisknownasthedistillationtower,isakindofdistillationtowertypegas-liquidcontactdevice.Rectifyingcolumnoccupiesanimportantpositioninthechemicalproduction,isplayaveryimportantroleinchemicalproduction,isalsotheimportantcomponentinthefieldofchemicalmachinery.Mainlydividedintotwobasictypesofplatetowerandpackedtower.Accordingtotheoperationmodeandcanbedividedintotwocategories,continuousdistillationandbatchdistillation,distillationistheseparationofliquidmixtureisthemostcommonlyusedacommonunitoperation,inpetroleumandchemical,material,oilrefining,finechemicalengineeringandhasbeenwidelyusedinindustry.Undertheeffectofenergymeterdriverintheprocessofdistillation,quickly,liquidtwophaseseparationdirectlycontactwitheachothermanytimes,intheliquidmixtureinthevolatilityofdifferentspans,thevaporizationofvolatilecomponentsfromliquidtogasphasetransfer,volatilecomponentscondensationbygasphaseintoliquidphasetransfer.Finallyrealizethemixtureofrawmaterialsintheseparationoftheprocessisalsocomposedofmasstransferandheattransferofaprocess.Rectifyingcolumnseparationdegreeisnotonlywiththerectifyingcolumntraynumberofhowmanyandthestructureoftheequipment,butalsowiththenatureofthematerial,operatingconditions,suchasgasandliquidflowconditionshaveimportantlink.Firstappearedakindofplatecolumnisrectificationtowersieveplatetower,sinceinthe20thcenturypagethroughalotofindustrialpracticemodifyplatecolumnandgraduallyimproveddesignschemeandthestructurefeatures,andgraspthecomprehensiveperformanceofsieveplatetower, 沈阳化工大学学士学位论文Abstractfinallyformedarelativelycompletedesignscheme.Andcomparedwiththesametypeofbubblecolumnandplatecolumnhasthefollowingadvantages:(1)theproductioncapacityof20%,40%,(2)theefficiencyoftheplateis10%-50%.Themostimportantthingisthattheoverallstructureissimple,traycostreducethecostofabout40%,installation,maintenanceiseasier.Inthisdesignmainconsiderationtothelargerbecauseoftherectifyingcolumnintermsofproductioncapacity,andcansatisfytherequirementofprocessandindustrialconditionsatthesametime,alsohascertainpotentialability,intheproductionofcomprehensiveutilizationofwasteheat,economyreasonable,appropriateenergysavinglife.Coolingwaterinletandoutlettemperature,ontheonehand,affecttheamountofcoolingwater,ontheotherhand,affectthesizeoftheheattransferarearequired.Theinfluenceontheoperationcostandequipmentcost,sothisisreasonableuseofheatenergyinthedesignofRandvariableisdirectlyrelatedtotheeconomicproblemsintheprocessofproduction.Thecontentofthisdesignis:theannualoutputof26000tonsoftoluenedistillationsieveplatetowerequipment.Thisdesignmainlyis:inviewofthebicomponentbinarysystemofdistillationproblemsareanalyzed.Itsdesigncontentincludestwoparts:(1)fortheprocesscalculationoftowerequipment,includingtheanalysisofcomponentsinandoutofthetower,therefluxratioandmaterialbalancecalculation,andcalculationofthetheoryandtherealplatenumber,gasliquidloadcalculationofthetower,towerdiameterandthedeterminationofthesizeoftheplate,platethecalculationoffluidmechanics,theheightofthetower,towerplatestructureandthecalculationofthewholetoweraccessories.Includingitsauxiliaryequipmentandthecalculationoftheimportexportpipelineandflange,thechoiceofpaintingplateload 沈阳化工大学学士学位论文Abstractperformancediagram,andhascarriedonthesummaryofdesignresults.Second,thestrengthcheckfortowerequipment,includingthestrengthcalculationoftowerbodyshell,thecalculationofhead,thequalityofloadcalculation,calculationandcheckingofearthquakeandwindmoment,thedeterminationofmaximumbendingmomentpositioncylinderstresschecking,skirtandthestructureoftheskirtattachedcalculation,anchorboltthedeterminationofthenumberofskirtandshellweldcalculation,andtakeoverandtheopeningreinforcementofpopulation,thesuspensionloopcalculationandstrengthcheck.Themaincomponentsofthestructurecolumnsieveplateisthedesignofthesize:fulltowerheightof21meters,thediameterofthecolumnbodyis1.4metersindiameter,andcylinderheadwallthicknessis8mm,thetotalnumberof33blocktowerplate(notincludingthetowerkettlereboiler),skirtheightof4.35metersfor90.830C,designtemperature,designpressureis0.1Mpa,twotypesofpressurevessel.Keywords:benzenetoluene;sievetray;distillationcolumn;condenser;loadperformancediagram. 沈阳化工大学学士学位论文Abstract 沈阳化工大学学士学位论文Abstract 沈阳化工大学学士学位论文Abstract-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证2.6万吨/年甲苯精馏筛板塔设计第一部分设计方案的选择和论证1.1设计流程本设计任务为分离苯__甲苯混合物。对于二元混合物的分离，采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。连续精馏塔流程流程图连续精馏流程附图图1-1流程图1.2设计思路-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是浮阀式连续精馏塔。蒸馏是物料在塔内的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器-全能器连种不同的设置。在这里准备用全凝器，因为可以准确的控制回流比。此次设计是在常压下操作。因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。回流比是精馏操作的重要工艺条件。选择的原则是使设备和操作费用之和最低。在设计时要根据实际需要选定回流比。塔板工艺计算流体力学验算塔负荷性能图全塔热量衡算塔附属设备计算-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证图1-2设计思路流程图1、本设计采用连续精馏操作方式。2、常压操作。3、泡点进料。4、间接蒸汽加热。5、塔顶选用全凝器。6、选用筛板塔。在此使用筛板塔，内装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，并相互作用。泡沫式接触气液传质过程的一种形式，性能优于泡罩塔。为克服筛板安装水平要求过高的困难，发展了环流筛板；克服筛板在低负荷下出现漏液现象，设计了板下带盘的筛板；减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距，制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰，塔板上开设气体导向缝的林德筛板。1.3原始数据年产量：2.6万吨甲苯料液初温：25~35℃料液浓度：50%（苯质量分率）塔底产品浓度：98%（甲苯质量分率）塔顶苯质量分率不低于97%每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4kpa（表压）冷却水温度：30℃饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压)设备型式：浮阀塔厂址：沈阳地区（基本风压：q0=45㎏/㎡，地质：地震烈度7级，土质为Ⅱ类场地土，气温：-20~40℃）-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证1.4确定最小回流比1.4.1汽液平衡关系及平衡数据表1-1常压下苯—甲苯的汽液平衡组成苯mol%液相中0.07.515.724.634.4气相中0.016.130.744.056.6温度℃111.8108.4105.0101.698.2苯mol%液相中45.150.969.984.4100气相中66.976.685.493.2100温度℃94.891.488.084.681.31.4.2求回流比（1）M苯=78.11kg/mol,M甲苯=92.13kg/mol苯摩尔分率：XF=(0.50/78.11)/(0.50/78.11+0.50/92.13)=0.541XD=（0.97/78.11）/（0.97/78.11+0.03/92.13）=0.974XW=(0.02/78.11)/(0.02/78.11+0.98/92.13)=0.024进料、塔顶和塔底产品平均相对分子质量：MF=M苯*XF+M甲苯*（1-XF）=78.11×0.541+92.13×（1-0.541）=84.54kg/kmolMD=M苯*XD+M甲苯*（1-XD）=78.11×0.974+92.13×（1-0.974）=78.47kg/kmolMW=M苯*XW+M甲苯*（1-XW）=78.11×0.024+92.13×（1-0.024）=91.79kg/kmol(2)根据汽液平衡组成表（表1-1），利用内插法求塔顶温度tD,塔釜温度tW,进料温度。a.塔顶温度:求得：=81.85℃-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证a.塔釜温度:求得:=109.69℃b.进料液温度:求得：℃(3)回流比的确定a、已知泡点进料q=1且求得℃在此温度下，利用安妥因方程计算苯和甲苯的饱和蒸汽压：苯：lgP=6.023-=2.145P=139.64KPa甲苯：lgP=6.078-=6.078-=1.749P=56.105KPa同理可求在塔顶温度和塔釜温度下的饱和蒸汽压，分别如下：在塔顶温度下：苯：P=107.15KPa甲苯：P=41.4KPa在塔釜温度下：苯：P=234.4KPa甲苯：P=99.3KPab、求相对挥发度进料：=/=139.64/56.105=2.5塔顶：=/=107.15/41.4=2.6塔釜：=/=234.4/99.3=2.4c、求-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证===1.1d、R=1.5Rmin=1.5×1.1=1.651.5物料衡算已知：D==43.36kmol/h根据物料恒算方程：F=D+W代入数据求得：F=79.72kmol/hW=36.41kmol/h根据基础数据求V、V’、L、L’由于q=1，所以精馏段和提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等：V"=V=（R+1）D=（1.65+1）43.36=114.904kmol/h表1-2精馏塔物料恒算表物料流量（kmol/h）组成进料F79.77苯：0.541甲苯：0.459塔顶产品D43.36苯：0.974甲苯：0.026塔釜残液W36.41苯：0.024甲苯：0.976-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证精馏段上生蒸汽量V114.904提馏段上生蒸汽量V’114.904精馏段下降液体量L71.544提馏段下降液体量L’151.3141.6热量衡算1.61热量衡算的物流示意图1.62加热介质和冷却剂的选择a、加热介质的选择常用的加热剂有饱和水蒸气和烟道气，饱和水蒸气是一种应用最广泛的加热剂，由于饱和水蒸气冷凝时的热传递膜系数很高，可通过改变蒸汽压力，准确控制加热温度；而燃料燃烧所排放的烟道气温度可达到100-1000℃，适用于高温加热，缺点是烟道气比热膜系数很低，加热温度控制困难。本设计选用300KPa，113℃的饱和水蒸气做加热介质。水蒸气不易腐蚀加热管，且成本相对较低，塔结构也不复杂。b、冷却剂的选择常用的冷却剂是水和空气因地，应因地制宜加以选用，受当地的气温限制，冷却水一般为10~25℃，如需冷却到很低温度，则需采用低温介质，如冷却盐水，氟里昂-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证等。本设计取沈阳夏季平均气温25~35℃。1.63理想气体定压比热容的计算根据公式:Cp°=式中：Cp°——理想气体定压比热容kj/(kmolk)T——所取的温度K表1-3精馏塔物料恒算表温度℃苯150.86159.44153.52甲苯173.60184.64176.72温度下：=151.45kj/(kmol*k)=184.04kj/(kmol*k)=164.16kj/(kmol*k)(注：式中下标1为苯，下标2为苯)温度下：Tr=r-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证==3.071210kJ/kmol=391.98kJ/kg同理可求r446.61kJ/kg平均值=392.81kJ/kg塔顶=78.47kg/kmol1.64相关数据计算a、塔顶以0℃为基准，81.85℃时，塔顶上升气体的焓值为QQ===4966148.95kJ/hb、回流液的焓=71.544151.4581.85=886872.4kJ/hc、馏出液的因为馏出液与回流口组成一样所以kj/(kmol*k)=534798kJ/hd、冷凝器消耗-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证e、进料口f、塔底残液焓g.再沸器（全塔范围列衡算式）设再沸器损失能量1.65热量衡算表表1-4热量衡算表平均比热热量进料164.161189422冷凝器-------3514778.55塔顶馏出液151.45537495塔底釜残液184.06735101.2再沸器--------3597955.75-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证1.7塔板数计算1.7.1理论塔板数计算塔顶，塔底饱和蒸汽压。塔顶温度下107.15kPa塔底条件下99.3kPa全塔平均挥发度=8.05查图N=17.52(含塔釜再沸器)取N=17(不含再沸器）进料的相对挥发度塔顶与进料相对挥发度=3.714N精=9.08精馏段理论塔板10块，提馏段理论塔板17.52块.-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证1.7.2实际塔板数计算℃温度下，查表苯，甲苯的粘度分别是0.2877和0.2913=0.289==0.540精馏段实际塔板19块，总塔板33块1.8塔的气液负荷计算1.8.1苯、甲苯的密度和粘度（1）苯、甲苯的密度查表表1-5苯、甲苯的密度温度℃苯甲苯81.850.810.80890.830.8010.789109.690.7810.780表1-6苯、甲苯的液相粘度物相温度℃苯mpa·s甲苯mpa·s81.850.3170.316-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证90.830.2870.291109.690.2400.2451.8.2相关的流量及物性参数(1)塔顶条件下的流量及物性参数气相平均相对分子量和液相平均分子量相同，MF=M苯*XF+M甲苯*（1-XF）=78.11×0.541+92.13×（1-0.541）=84.54kg/kmolMD=M苯*XD+M甲苯*（1-XD）=78.11×0.974+92.13×（1-0.974）=78.47kg/kmolMW=M苯*XW+M甲苯*（1-XW）=78.11×0.024+92.13×（1-0.024）=91.79kg/kmol气相密度：液相密度：液相粘度：塔顶出料口质量流量：（2）塔底条件下的流量及物性参数气相平均相对分子量和液相平均相对分子量：即：-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证气相密度：液相密度：液相粘度：﹒s塔底残留液的质量流量：（3）进料条件下的流量及物性参数气液平均平均分子量液相密度气相密度：液相粘度：进料质量流量：由于q=1，所以精馏段上升蒸汽量等于提馏段上升蒸汽量，所以-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证（4）精馏段的流量及物性参数气相流量：液相流量：（5）提馏段的流量及物性常数：-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证气相流量：液相流量：（6）数据结果表塔顶进料塔釜78.4791.8184.542.7993.0302.941810.9780.0799.40.31610.24480.2888DWF平均kmol/h43.3636.4179.77表1-7塔顶、塔釜、进料液的数据结果表精馏段提馏段平均相对分子量kg/kmol81.50588.1气相密度rVkg/m2.872.985液相密度rLkg/m805.15789.7液相粘度mLmpa.s0.3020.2668气相质量流量kg/h9365.1710131.65液相质量流量kg/h5831.189970.23-59- 沈阳化工大学学士学位论文第一部分设计方案的选择和论证1.9.3液相平均张力表1-8温度℃81.8590.83109.69苯g/cm320.915319.800517.4985甲苯g/cm321.378620.375018.2989精馏段：提馏段：-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算2.1塔径设计计算2.1.1精馏段的气、夜相体积流率为由，式中取板间距HT=0.4m，板上液层高度hL=0.06m，则HT-hL=0.4-0.06=0.34m查史密斯关联图得取安全系数按标准塔径圆整塔截面积为-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算实际空塔气速2.1.2提留段的气液体积流率由，式中取板间距HT=0.4m，板上液层高度hL=0.06m，则HT-hL=0.4-0.06=0.34m查史密斯关联图得取安全系数按标准塔径圆整塔截面积为实际空塔气速-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算2.2塔板主要尺寸计算2.2.1精馏段（1）溢流装置计算因塔径D=1.4m，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘，各项计算如下：堰长取流堰高度，，选用平直堰，堰上液层高度近似取E=1，则弓形降液管宽度和截面积f由，查图得，故验算液体在降液管中停留时间，故降液管设计合理。降液管底隙高度，取，故底隙设计合理选用凹形受液盘。深度(2)塔板布置(a)塔板的分布因D≧800mm，采用分块式查表得，塔板分为4块-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算(b)边缘区域宽度确定取（c）开孔区面积计算开孔面积其中故(d)筛孔计算及其排列本设计所处理物系无腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径ｄＯ=5mm。筛孔按正三角形排列，取孔中心距t=3.2do=16mm，筛孔数目n=1.55Aa/t2=5052.2圆整到5053个开孔率ψ==0.907=8.8%AO=Aa=0.0991m3气体通过筛孔气速uo=Vs/Ao=0.9064/0.0991=9.146m/s2.2.2提馏段（1）溢流装置计算因塔径D=1.4m，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘，各项计算如下：堰长取流堰高度，，选用平直堰，堰上液层高度近似取E=1，则-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算弓形降液管宽度和截面积f由，查图得，故验算液体在降液管中停留时间，故降液管设计合理。降液管底隙高度，取，故底隙设计合理选用凹形受液盘。深度(2)塔板布置(a)塔板的分布因D≧800mm，采用分块式查表得，塔板分为4块(b)边缘区域宽度确定取（c）开孔区面积计算开孔面积其中故-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算(d)筛孔计算及其排列本设计所处理物系无腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径ｄＯ=5mm。筛孔按正三角形排列，取孔中心距t=3.2do=16mm，筛孔数目n=1.55Aa/t2=5052.2圆整到5053个开孔率ψ==0.907=8.8%AO=Aa=0.0991m3气体通过筛孔气速uo=Vs/Ao=0.9420/0.0991=9.50m/s2.3塔板的流体力学验算2.3.1精馏段（1）塔板压降干板阻力气体通过液层阻力计算-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算（2）液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响（3）液沫夹带液沫夹带量：（4）漏液对于筛板，漏液点气速（5）液泛为了防止塔内液泛发生，要求控制降液管中清液层高度苯-甲苯物系属于一般物系，，而Hd=hp+hl+h板上不设进口堰，Hd=0.135*（u，o）2=0.135*（0.08）2=0.001m液柱，Hd=0.0651+0.06+0.001=0.1261m液柱，满足要求，故不会发生液泛2.3.2提馏段（1）塔板压降干板阻力-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算气体通过液层阻力计算（2）液面落差对于筛板塔，液面落差很小，且本设计的塔径和液流量均不大，故可忽略液面落差的影响。（3）液沫夹带液沫夹带量：（4）漏液对于筛板，漏液点气速-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算（5）液泛为了防止塔内液泛发生，要求控制降液管中清液层高度苯-甲苯物系属于一般物系，，而Hd=hp+hl+h板上不设进口堰，Hd=0.135*（u，o）2=0.135*（0.08）2=0.001m液柱，Hd=0.0685+0.06+0.001=0.1295m液柱，满足要求，故不会发生液泛2.4塔板负荷性能图2.4.1精馏段（1）液沫夹带线以=0.1kg液/kg气，为限，求的关系由式（1）知，则在操作范围内任取几个值。依式子（1）算出相应值列于表1中-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算0.00060.00150.00300.00450.00600.00900.01202.401562.306892.185242.083201.992131.830151.68558由此做出雾沫夹带线（1）。（2）漏液线==在操作范围内任取几个值，依上式计算出记过列于下表：0.00060.00150.00300.00450.00600.00900.01200.654520.671610.692940.710410.725530.751810.77445由此做出液泛线（2）。3.液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度how=0.008m作为最小液体负荷标准，how==0.008取E=1，则Ls,min=0.00121-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷下4.液相负荷上限线以s。作为液体在降液体在降液管中停留时间的下限，s据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线45.液泛线在操作范围内任取几个值，依上式计算出记过列于下表：0.00060.00150.00300.00450.00600.00900.01204.372284.134813.800033.473313.136512.402981.56749-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算图2-1工作点在适宜操作区的适中位置，说明塔板设计合理。2.4.2提馏段1.液沫夹带线以=0.1kg液/kg气，为限，求的关系由式（1）知，则在操作范围内任取几个值。依式子（1）算出相应值列于表1中0.00060.00150.00300.00450.00600.00900.01202.519942.427852.308212.208332.119191.960651.81914由此做出雾沫夹带线（1）。-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算2.漏液线==在操作范围内任取几个值，依上式计算出记过列于下表：0.00060.00150.00300.00450.00600.00900.01200.535060.550180.569030.584360.597720.620760.64063由此做出液泛线（2）。3.液相负荷下限线对于平直堰，取堰上液层高度how=0.008m作为最小液体负荷标准，how==0.008取E=1，则Ls,min=0.00121据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线34.液相负荷上限线以s。作为液体在降液体在降液管中停留时间的下限，s-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算据此可做出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线45.液泛线在操作范围内任取几个值，依上式计算出记过列于下表：0.00060.00150.00300.00450.00600.00900.01205.162574.952014.675354.435434.213273.794273.38817图2-2工作点在适宜操作区的适中位置，说明塔板设计合理。-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算2.5冷凝器的选择沈阳最高月平均气温℃，冷却剂选用深井水，冷却水出口温度一般不超过45℃，负责易结垢，取℃。求泡点回流温度：1.计算冷却水流量2.因为冷却器选择列管式逆流方式操作弹性为3.冷却水用量冷却水温度30~40摄氏度2.6再沸器-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算选择150摄氏度的饱和水蒸气加热，温度为150摄氏度的饱和水蒸气冷凝潜热1.间接加热蒸汽量（1）再沸器加热面积℃为再沸器液体入口温度℃为回流汽化上升蒸汽时温度℃为加热温度℃为加热蒸汽冷凝液体温度用潜热加热可节省蒸汽量从而减少热量损失℃℃℃，取，2.7配管的选择（1）塔顶蒸汽管从塔顶到冷凝器的蒸汽导管，必须符合尺寸，以免产生过大压降，特别是在减压过程中，过大压降会影响塔的真空度。操作压力为常压，蒸汽流速故选用外径为273mm，公称直径为250mm，法兰外径为375mm的标准管。（2）回流管-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算冷凝器安装在塔顶时，回流液在管道中的流速一般不能过高，否则冷凝器高度也要提高，对于重力回流一般取0.2~0.5m/s，取故选用外径为89mm，公称直径为80mm，法兰外径190mm的标准管。（3）进料管取故选用外径76mm，公称直径为65mm，法兰外径为160mm的标准管。（4）塔釜出料管塔釜流出液体速度故选用外径为57mm，公称直径为50mm，法兰外径为140mm的标准管。（5）釜液进再沸器管采用直管故选用外径为89mm，公称直径为80mm，法兰外径190mm的标准管。（6）再沸器蒸汽入塔管取-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算故选用外径为219mm，公称直径为200mm，法兰外径为320mm的标准管。2.8塔体结构(1)塔顶空间取(2)塔底空间取(3)人孔每7层塔板设置一人孔，（裙座和塔顶底空间各一人孔）取，（4）封头高度取（5）裙座高度取采用筒形裙座。则塔的整体高度-59- 沈阳化工大学学士学位论文第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核第三部分强度校核3.1圆筒和封头强度计算（1）塔壳材料Q345R。（厚度3-16mm）设计压力：P=0.1MPa.计算压力：（2）设计厚度圆筒计算厚度：封头计算厚度：设计厚度对Q345R钢板负偏差，因而可取名义厚度，但对于低合金钢制的容器规定布包扣腐蚀余量的最小厚度应不小于3mm，但若加上2mm的腐蚀余量，名义厚度至少应取5mm，有港版标准规格名义厚度为8mm。（3）检验3.2质量载荷计算（1）塔壳和裙座质量-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核（2）人孔、法兰、接管等附件质量（3）内部构建质量（4）保温材料质量（5）平台和扶梯（6）操作时塔内物料质量（7）冲水质量（8）塔器的操作质量（9）塔器的最大质量（10）塔器的最小质量将塔沿高度分成5部分，每段高为4200mm，其质量列入下表表3-1精馏塔物料恒算表段号质量1234514541454145414541454060010001000700-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核27.97587.5587.5587.5587.5168932.7549.8549.8931.728.68602.32602.32602.32602.32301.386329.156329.156329.156329.151678.654175.524193.624193.624275.521851.359902.359902.459902.4510002.351649.973573.23591.33591.33673.23.3地震载荷及地震弯矩计算(1)塔的自振周期表3-2精馏塔物料恒算表段号项目12345操作质量1678.654175.5524193.624193.624275.52集中质量距地面高210063001050014700189000.096×1060.500×1061.075×1061.078×1062.598×1061.61×1082.09×1094.51×1097.47×10911.1×109-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核1.55×10134.85×10151.33×10162.89×10162.53×10104.81×10160.0500.2630.5660.9371.3670.5,Ⅱ类远震,9.81,16.59217.06469.19776.731155.320.0261,13902.75-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核,3559.70.352×1072.63×1074.40×1076.16×1078.08×1072.16×108,58.0433.4725.11015.21331.6，0.0351.374.9311.42，3.96×107因，且H大于20,故需考虑高震型影响：0-0截面地震弯矩：Ⅰ-ⅠI截面地震弯矩：Ⅱ-Ⅱ截面地震弯矩：-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核3.4风载荷和风弯矩计算将塔沿高度分成7段，计算结果见下表：表3-3精馏塔物料恒算表段号项目1234567塔段长度，0～33～66～99～1212～1515～1818～21，441.450.72.240.2160.4320.6480.7340.7550.7760.7930.02860.0940.26190.4240.6180.8241.00,(B类)1111.0561.141.2061.2671.011.091.381.661.922.192.40-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核,3000300030003000300030003000,400,600,2432（扶梯与顶管成90度）,22772457311139674934595568560-0截面风弯矩带入数据得Ⅰ-Ⅰ截面风弯矩带入数据得Ⅱ-Ⅱ截面风弯矩-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核带入数据得3.5最大弯矩塔底部截面0-0处所以（该塔由风弯矩控制）Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面3.6圆筒应力校核验算塔壳Ⅱ-Ⅱ截面处操作时和压力试验时的强度和稳定性。表3-4圆筒应力校核表计算截面Ⅱ-Ⅱ1计算截面以上的塔操作质量14697.22计算截面的横截面积25027.2-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核3塔壳有效厚度5.74计算截面的界面系数5最大弯矩6许用轴向应力172.87许用轴向拉应力226.88操作压力引起的轴向拉应力16.09重力引起的轴向应力5.7510弯矩引起的轴向应力28.911轴向压应力12组合拉应力13液柱静压力+0.2514液压试验时，计算截面以上塔的质量33075.615许用轴向压应力172.816许用周向应力170.117许用轴向拉应力204.1218周向应力,30.83<170.119压力引起的轴向应力7.6820重力引起的轴向应力12.9521弯矩引起的轴向应力8.6922轴向压应力-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核23组合拉应力3.7裙座稳定计算裙座采用Q245R,a．0-0截面（圆筒形裙座）：取取b．I-I截面（人孔所在截面）：c．人孔：，，则-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核3.8基础环设计基础环外径基础环内径代入数据计算得：则厚度取-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核3.9地脚螺栓代入数据计算得：地脚螺栓螺纹小径取地脚螺栓为M303.5，12个3.10筋板设计一个地脚螺栓所承受的最大压力:结构中：，，，筋板的压应力：筋板细长比：临界细长比：筋板的许用应力其中：-59- 沈阳化工大学学士学位论文第三部分强度校核合格3.11盖板设计（有盖垫的环形盖板）机构中：，，，，则验算通过3.12裙座与塔壳的焊缝验算（对接焊缝）对焊缝的拉应力：其中，，，验算合格-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算第四部分开孔补强设计计算4.1塔顶蒸汽管内径圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头，封头中心位置设置的内平齐接管，封头名义厚度，设计温度，封头和补强圈材料为Q345R，其许用应力，接管材料为10钢，其许用应力，接管和封头的厚度附加量C均为。焊接接头系数。⑴补强及补强方法判别①补强判断允许不另行补强的最大接管外径为。本开孔外径等于，需另行考虑其补强。②补强计算方法判别开孔直径：本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，用等面积法进行开孔补强计算。⑵开孔所需补强面积计算厚度：，接管有效厚度开孔所需补强面积⑶有限补强范围①有效宽度B-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算取上述两数大值，故。②有效厚度，外侧有效高度h1取上述两值小值，故内侧有效高度确定取小值，故h2=0⑷有效补强面积①封头多余金属面积封头有效厚度封头多余金属面积综上计算结果，，所以不需要另行设置补强圈。4.2再沸器入塔管内径圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头，封头中心位置设置的内平齐接管，封头名义厚度，设计温度，封头和补强圈材料为Q345R，其许用应力，接管材料为10钢，其许用应力，接管和封头的厚度附加量C均为。焊接接头系数。⑴补强及补强方法判别①补强判断允许不另行补强的最大接管外径为。本开孔外径等于，需另行考虑其补强。②补强计算方法判别开孔直径：本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，用等面积法进行开孔补强计算。-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算⑵开孔所需补强面积计算厚度：，接管有效厚度开孔所需补强面积⑶有限补强范围①有效宽度B取上述两数大值，故。②有效厚度，外侧有效高度h1取上述两值小值，故内侧有效高度确定取小值，故h2=0⑷有效补强面积①封头多余金属面积封头有效厚度封头多余金属面积综上计算结果，，所以不需要另行设置补强圈。4.3其他接管-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算由于回流管直径为89mm，进料管直径为76mm，塔釜出料管直径为57mm，釜液进再沸器管直径为89mm，均小于等于89mm，所以无需开孔补强4.4人口的开口补强4.4.1裙座查HG20652-1998得：裙座上开孔为圆形检查孔，一个，直径D=500mm，M=250mm，中心高H=900mm，4.4.2塔体人口及补强（1）查HG20652-1998可知：人孔公称直径为450mm，外径为480mm，法兰外径595mm，接管厚度为5mm，外伸长度为250mm，内伸长度为12mm。（2）补强计算将人口由上至下编号为1、2、3、4、5、6号人孔。内径圆柱形筒体，设计温度，封头和补强圈材料为Q345R，其许用应力，接管材料为10钢，其许用应力，接管和封头的厚度附加量C均为。焊接接头系数。（3）1号人口补强⑴补强及补强方法判别①补强判断允许不另行补强的最大接管外径为。本开孔外径等于，需另行考虑其补强。②补强计算方法判别开孔直径：本凸形封头开孔直径，满足等面积法开孔补强计算的适用条件，用等面积法进行开孔补强计算。⑵开孔所需补强面积计算厚度：-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算，接管有效厚度开孔所需补强面积⑶有效补强范围①有效宽度B取上述两数大值，故。②有效高度取上述两值小值，故内侧有效高度⑷有效补强面积①封头多余金属面积封头有效厚度封头多余金属面积综上计算结果，，所以不需要另行设置补强圈。4.4.3其他人孔补强由于越位于塔体上部的人孔，其计算压力越小，故由于一号人口不许补强则2.3.4.5也无需补强。4.5吊柱的选择计算载荷在吊钩位置垂直作用时，其设计载荷W应考虑到引起吊载荷，绳拉力和动载荷系数等，即,其中为起吊重量，为绳拉力（）,为冲击值。-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算吊住简图如下：其中：AD段市委受弯矩及轴向力作用的曲杆，轴向拉应力,其中A为吊住断面，面积，弯矩的最大值在A点，A点内侧受压，压应力，A点处仅受拉，拉应力为4.6校核吊住AB段市委B端固定，A端只受偏心载荷的长柱，柱中应力，最大应力出现在处，-59- 沈阳化工大学学士学位论文第四部分开孔补强设计计算-59- 沈阳化工大学学士学位论文第五部分设计说明书第五部分设计说明书5.1设备性能此苯—甲苯浮阀塔，精馏段塔径为1400mm，提留段塔径为1400mm，壁厚8mm，总高21000mm操作压力为4Kpa（表压），操作温度塔釜为，钢材牌号为16MnR，在正常的操作情况下，操作弹性良好，设备性能稳定。5.2设备安装的技术要求该塔除塔盘等活动零部件不在卧置时安装外，其余的零部件，如壳体，塔盘固定件，接管附件，梯子平台，保温防火，电器仪表，消防设施等，都在地面卧置时组装完毕，再行吊装。壳体分节由制造厂自行决定，组焊成段后进行热处理，最后组焊成整体运至现场，经检验合格后，再进行壳体外部附件的组装，塔盘活动零部件待吊装就位后再安装，该精馏塔采用双抱杆滑移法吊装。5.3设备试车的技术要求⑴开车前检查附属设备，泵、再沸器的工作状况，检查整套设备的机械密封、温度计、压力计及其他仪器、仪表等必须正常、安全、可靠、平稳。⑵检查管线上全部阀门，使其全部处于正常的开、闭状态。⑶检查设备内无维修人员，无其他杂物，并冲洗干净。⑷设备经检修后必须按规定进行系统试压，并调整安全阀，做好记录。5.4设备维护与检修技术要求5.4.1检修周期中修12个月，大修36个月-59- 沈阳化工大学学士学位论文第五部分设计说明书5.4.2检修内容⑴中修①检查，修理设备支撑结构，更换密封垫片；②检查，修理各附件及附件管线和阀门；③检查，补充紧固各部件的螺栓；④安全阀检修，定压；⑤清理塔板，检查塔壁的腐蚀情况；⑵大修①全部拆除检查、修理、更换密封设备；②塔设备的整体清理，检查，测量壁厚；③检查裙座基础有无裂纹，紧固地脚螺栓；⑶验收①检查部件是否齐全，鉴定和记录结果；②必须有完整的检查、鉴定和检修记录；③人孔密封前，检查内部结构的检修质量；④水压试验和气密性试验的记录按HGJ1002-79《化工中低压容器维修检修规程》规定执行⑤安全阀的定压按HGJ《管道、阀门维修检修规程》的规定进行。-59- 沈阳化工大学毕业设计参考文献参考文献[1]北京化工研究院“板式塔”专题组．《筛板塔》．北京：燃化出版社,1972．[2]魏兆灿，李宽宏．《塔设备设计》．上海：上海科技出版社,1988．[3]第五设计院．《轻碳氢化合物》．1971．[4]化工设备设计手册编写组．《金属设备》．上海：上海人民出版社,1975．[5]化工设备设计手册编写组．《材料与零部件》．上海：上海人民出版社,1975．[6]上海化工学院编．《基础化工工程》．上海：上海科技出版社,1979．[7]王者相，李庆炎．《钢制压力容器》GB150-98．北京：国家质量技术监督局,1998.[8]《钢制塔式压力容器》．JB4710-92,1992.[9]陈国华，常澎，陈偕中．《化工设备图样设计要求》．全国化工设备设计技术中心影印和定本,2000.[10]《形状和位置公差》．国家质量技术监督局,1996.[11]《碳素钢，低合金钢制人孔和手孔》HG21514～21535-95．北京：中华人民共和国工业部.[12]天津大学基本有机教研室．《基本有机化学工程》（中册）．北京：人民教育出版社.[13]GB151《管壳式换热器》国家质量监督局．北京：中国标准出版社出版,2000.[14]《钢制管法兰，垫片，紧固件》．北京：中华人民共和国化学工业部,1997.[15]《钢制化工容器材料选用规定》．北京：国家石油和化学工业局,1998.[16]《钢制化工容器设计基础规定》．北京：国家石油和化学工业局,1998.[17]《钢制化工容器设计强度计算规定》．北京：国家石油和化学工业局,1998.[18]《钢制化工容器制造技术要求》．北京：国家石油和化学工业局,1998.-59- 沈阳化工大学毕业设计附录附录ControlledCyclingDistillationThisnewmethodofcontrolleddistillationcanleadtonewtypesofequipmentforconventionalprocessesCONTRULLEDCYCLINGisanewmethodofoperatingvarioustypesofexistingequipmentincludingdistillationtowersandpermitsnewtypesofequipmenttobedesignedformanyconventionalprocesseswithsomeimportantadvantages.Forexample,nodowncomersareneededonplatesthatareoperatedwithcontrolledcycling,andcapacityisgreaterthanthatattainablewithconventionaloperation.Itisthepurposeofthispapertoreporttheresultsofapplyingcontrolledcyclingtoseveraltypesofplatesindistillationtowers.EquipmentandOperationThetesttowersweremadeof2-inchinsidediameterflanged,glasspipe,onewithnineplatesspaced18l/2inchesandtheotherwith17platesspacedg1/2inchesapart.Thetestmixtureemployedwasbenzene-tolueneatatmosphericpressureandwasanalyzedbyboilingpointmeasurements.PlateTypeNo.1wasa"/*-inchthickbrassplatewith19holesl/8inchindiameterspacedonequilateraltriangles."Thefreeareawas7.470.PlateTypeNo.2wassimilartoTypeNo.1butithad61holeswithafreeareaof23.8%.PlateTypeKO.3issimplya10-meshscreenof0.025-inchdiameterwirewithafreeareaof56%.Therateofboilupinthesteamheatedstill-potwascontrolledautomaticallybyuseofcolumnpressuredrop.Asimplemanometercircuitcontainedonefixedelectrodeimmersedinthemanometerliquidandonemovableelectrodethatcouldbesetforanydesiredcolumnpressuredrop.Whenthesetpressuredropwasreachedasmallelectriccurrentflowedthroughthemanometercircuittoasimpleelectronicrelaywhichoperatedtheelectricvalveinthesteamlinetothestill.Excellentcontrolwasattained.Thevaporlineleadingfromthestilltothebaseofthetowercontainedanelectricvalvewhichwascontrolledbyacycletimer.Thispermittedthecontrolofthetimeforeachofthetwoperiodsofthecycle,thevaporflowperiodandtheliquidflowperiod.Thebaseofthetowerwas4feetabovetheliquidlevelintheboilerandaLTbendintheliquidlinepreventedbackflowintothetowerwhenthevaporvalvewasclosed.Thecondenserwasdirectlyattachedtothetopplate,andduringthevaporflowperiodthecondensatecausedtheliquidlevelonthetopplatetoincreasebutcausednotroubleinoperation.ResultsTheresultswithplateTypeNo.1wereoflittleimportance.Whenthecolumnwasoperatedwithoutcycling,floodingoccurredatsuchalowboiluprateitcould-66- 沈阳化工大学毕业设计附录notbemeasuredwithanyaccuracy.Withcyclingthefloodratewas26litersofliquidperhourandanover-allplateefficiencyof60%wasobtainedforthenineplatesspacedat18l/ginches.Atflooding,thecolumnF-factorwas1.4andthetotalcolumnpressuredropwas108mmofHg.Inallofthedataandfigures:theF-factorsandvaporvelocitiesareaveragevaluesthatwerecomputedoverthetimeforthecompletecycleandnotjustforthevaporflowperiod.Suchaveragevaluesarethetruemeasureofcolumncapacityandmustbeusedforcomparisonwithothercolumns.showninFigure1.Notethatwhenacycleof7.4secondswasused,themaximumratewasincreasedfrom5.6feetpersecondwithoutcyclingto8.6feetpersecondwithcycling;thelatterfigurecorrespondstoanF-factorof3.8.Notethatacolumnpressuredropof15mm.ofHg.correspondstoavaporvelocityof5.4feetpersecondwithoutcyclingand8.0feetpersecondwithcycling.Thisamountstoa48%increaseintotalvaporloadatafixedpressuredrop.Thedataillustrateaninterestingfact,namely,thatthemaximumrateofphaseflowisnotdictatedbyphysicaldimensionsoftheequipmentandthepropertiesofsystemonly,butitisalsoafunctionofthemethodofoperationemployed.Thus,forexample,theauthorsbelievethatthecapacityofexistingbubble-capplatetowersaswellasothertypescanbeincreasedbyuseofcontrolledcycling.Onecanoperateattwodifferentpressuredropsforthesamevaporvelocity.Thisiseasilyexplained.Boilupisincreasedbyincreasingthedistancebetweentheelectrodesinthemanometer.Whenthemaximumvaporvelocitypointispassed,thefrothheightontheplateincreasesrapidlyasoneincreasesthepressuredropbyincreasingthedistancebetweentheelectrodes.Thusonecanoperateatdifferentliquiddepthsontheplate.Themoretorturouspathforthevaporathighliquiddepthproducesahighpressuredropthatcausesthesteamvalvetoclosesoonerthanwhentheliquiddepthisthatwhichexistsatmaximumvaporvelocity.Thesamephenomenahavealsobeenobtainedinpackedtowerswhenthistypeofboilupcontrolisused.Inthiscase,thehigherpressuredropcorrespondstoahigherliquidholdupinthepacking.ItisalsoofinteresttonoteinFigure2thatthemaximumplateefficiencyoccursintheareaofhighvaporvelocities.-66- 沈阳化工大学毕业设计附录Figures2and3presentthedataontheplatesmadeofscreenwith5670freearea.Asonemightexpect,thecapacityishighbuttheefficiencyislow.Increasingtheliquidflowtimeforafixedvaporflowtimedecreasestheefficiencybutmarkedlyincreasesthecapacity.Thefollowingarticleontheperformanceofpackedplates(2)givesadditionalinformationonothercycletimes.Anopen2-inchdiametertube160incheshighwasalsotested.ItfloodedatanF-factorof5.1withoutcyclingandinexcessof6.6withcycling.Themaximumratecouldnotbedeterminedbecauseoflimitedcondensercapacity.Twotheoreticalplatesweremeasuredintherangeof4to11feetpersecondvaporvelocityandapproximately4whenoperatedclosetothefloodpoint.AcknowledgmentDatacontainedinthispaperarefromthethesis“ControlofVaporandLiquidPhaseFlowinPackedandPlateFractionationTowers”submittedbyR.A.GaskaaspartofrequirementforthePh.D.degree,June1959,ThePennsylvaniaStateUniversity,UniversityPark,Pa.-66- 沈阳化工大学毕业设计附录文献翻译控制循环精馏对于传统工艺这种新的控制蒸馏的方法可能会导致新类型设备的产生。控制循环是一个新的操作各种类型的方法，现有的设备包括蒸馏塔和允许新类型设备，设计为：多一些重要的常规方法优势。例如，没有降液管板上需要的是与控制循环操作，和容量大于达到与传统的操作。本文的目的是采用控制结果在对几种类型的板块循环蒸馏塔。设备和操作试验塔是由2英寸内直径法兰，玻璃管，九个板隔开18L/2英寸和17plares另间隔的G1/2英寸。测试采用苯-甲苯混合物在大气压力和分析沸点测定。所有的运行在全回流中进行。板式1号是一个“/*英寸厚黄铜板19孔的L/8英寸直径分布的等边三角形。“自由的面积为7.4%。板式2号相似类型1号，但它有61个孔与自由面积23.8%。板式3号是一个简单的10目0.025-inch直径的铁丝网一个免费的面积为56%。沸腾的加热蒸汽的速度是通过使用柱压降被自动控制。一个简单压力计电路包含一个固定电极浸入液体压力计和一个可移动的电极，可以设置为任何所需的柱压降，当设计压力降到了一个小电流流过一个简单的电子压力计电路继电器操作电动阀在蒸汽线仍然很容易达到控制。蒸汽管线从在塔的底部,这是由一个控制的电动阀，周期定时器组成。这允许控制的时间每两个周期的在循环中，蒸汽流期间与液体流动的时期。塔为4英尺以上的液位在锅炉和液体中的U型弯曲线防止倒灌塔在汽阀被关闭。凝汽器直接连接在顶板上并在蒸汽流动段凝析引起的在顶板液位增加但没有造成操作上的麻烦。结论钢板型号1的结果有大的重要性。当柱无循环操作时，当液柱发生在如此低的温度下沸腾，-66- 沈阳化工大学毕业设计附录它不能够测量任何精度。随着循环流量26升的液体每小时和一个在所有的板效率达到60%，对于九板隔开18L／g英寸。在流量柱F-因子1.4和总柱压力降为108mmHgOL。在所有的数据和数据的影响下：与气相速度平均值，计算超过对于一个完整的周期时间，不只是对蒸汽流流动的时期有影响。平均值是衡量柱容量必须用于与其他列的比较的一个因素。结果与板型第2号示于图1中。注意，当7.4秒的周期被使用时，这最大速度从5.6英尺每秒不循环增加到8.6英尺每秒的循环，后者对应于一个f-因子3.8。请注意，柱压力下降15毫米。汞。对应于一个每秒5.4英尺的速度没有循环和每秒8英尺循环;这相当于一个48％增加在一个固定的总蒸气负荷压降。该数据示出了有趣的事实，即，最大相流的速率没有被决定的设备的物理尺寸和只有系统的特性，但它是操作的方法的又一个功能就业。因此，例如，作者认为的能力现有的泡罩板塔作为以及其它类型的可以提高采用控制循环。在相同的蒸汽压力下，可以同时操作两个不同的速度压力同时下降，这是很容易解释的。沸腾增压通过增加距离压力表在电极之间的。当最大蒸汽流速点是通过在板的迅速增加，作为一个增加的泡沫高度通过增加距离压降电极之间的。因此，一个人可以在不同液位操作在板上。不同的液体在高的液位深度的蒸汽路径产生的高的压力降，使蒸汽阀关闭早比液体的深度是那在最大的蒸汽速度存在。的同样的现象也得到在填料塔时，这种类型的沸腾控制方法。在这种情况下，该更高的压力降对应于一个在填料持液率更高。它的兴趣也注意图2的最大板效率发生在高气相速度区。-66- 沈阳化工大学毕业设计附录图2和图3的数据该板制成的屏幕与5670自由区。正如人们所预料的，量大但效率较低。增加一个液体流动时间固定的蒸汽流量的时间减少效率明显提高的能力。在下面的文章填充板的性能（2）给出了在其他周期的附加信息倍。一个开放的2英寸直径160英寸高的管进行了测试。它流过5.1个无循环因子和超过6.6的循环，但最大速率不能被确定。由于有限的电容器容量。测量两个理论板4到11英尺每秒气范围速度和大约4时操作接近通过点。致谢包含在本文中的数据是从控制蒸气和液体在包装和板分馏相流的论文，提交由R.A.塔“Gaska：博士学历，1959年6月，宾夕法尼亚州立大学，宾夕法尼亚州。-66- 沈阳化工大学毕业设计附录致谢转眼之间，整整大学四年即将过去，近四个月的毕业设计马上就要结束了，这是我们大学之中最后一个也是最重要的一个设计，这一路走来，感慨万千，毕业设计是考验我们大学这四年的所学，它要求我们将大学四年来所学到的知识能够融会贯通，熟练应用，并要求我们能够理论联系实际，培养我们的综合运用能力以及解决实际问题的能力。历时将近四个月的时间终于将这次设计完成，在设计的过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—张春梅老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢！感谢这次设计所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本次设计。感谢我的同学和朋友，在我设计的过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所做设计难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！最后衷心的感谢帮助过我的所有人致谢人：朱洪伟2014年5月25日-66-'