本文關(guān)鍵詞：年處理10.8萬(wàn)噸苯—甲苯體系的浮閥精餾塔設(shè)計(jì)

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【摘要】：塔設(shè)備作為汽—液和液—液之間進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱的重要設(shè)備,廣泛應(yīng)用于蒸(精)餾、吸收、解吸、汽提、萃取等化工單元操作。浮閥塔是化工生產(chǎn)中主要的分離設(shè)備,已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔型,特別是在石油、化工中使用最普遍。本次設(shè)計(jì)的分離任務(wù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的苯.甲苯進(jìn)料液,年處理能力為10.8萬(wàn)噸,塔頂為全冷凝器,部分回流。論文在進(jìn)行精餾塔的工藝設(shè)計(jì)時(shí)先采用常規(guī)算法,按照?qǐng)D解法得出塔的理論塔板數(shù)為17塊,進(jìn)料板為第7塊,采用液相粘度與相對(duì)揮發(fā)度進(jìn)行關(guān)聯(lián)得到全塔效率為0.612,得到了塔的實(shí)際板數(shù),其中精餾段實(shí)際板數(shù)為10塊,提餾段實(shí)際板數(shù)為17塊,實(shí)際加料板是第11塊板。然后,計(jì)算得出塔徑圓整為1.6米,確定塔板采用單溢流弓形降液管,凹形受液盤,設(shè)計(jì)出浮閥的菱形排列方式及計(jì)算出浮閥數(shù)目等。經(jīng)過(guò)霧沫夾帶線、液泛線、液相負(fù)荷上限線、液相負(fù)荷下限線和漏液線的校核,確定了塔的操作點(diǎn)符合操作要求,得出精餾段和提餾段的操作彈性分別為4.6和3.05,符合操作要求。論文用Aspen Plus軟件進(jìn)行了模擬計(jì)算,通過(guò)與常規(guī)算法的比較,得出最佳回流比比常規(guī)算法的回流比小,同時(shí)得出再沸器和冷凝器的熱耗值小于常規(guī)算法,并且對(duì)兩種算法的年總費(fèi)用進(jìn)行計(jì)算比較,對(duì)兩者的熱值差量進(jìn)行了標(biāo)煤折算,因此,為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益提供了理論依據(jù)。根據(jù)Aspen Plus軟件的嚴(yán)格算法得出的熱量消耗,得出冷凝器的傳熱面積為39m2,再沸器的傳熱面積為138m2。論文最后計(jì)算了塔體總高度,塔體選用比Q235鋼材強(qiáng)度更高的低合金鋼Q345R材質(zhì),本次設(shè)計(jì)采用SW6-2011 v1.0《過(guò)程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算軟件包》計(jì)算軟件對(duì)浮閥精餾塔的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算和校核,得出合格的上下封頭的設(shè)計(jì)參數(shù)(名義厚度為12mm,重量為415.41Kg)、合格的塔體的設(shè)計(jì)參數(shù)(名義厚度為10mm,重量為8922.25Kg)、合格的裙座的設(shè)計(jì)參數(shù)(名義厚度為10mm,高度為4.8米),另外也得出容器殼體強(qiáng)度、整塔的風(fēng)載荷及地震載荷、地腳螺栓及地腳螺栓座計(jì)算結(jié)果。通過(guò)對(duì)精餾塔的整體設(shè)計(jì),不僅可以得出理論板數(shù)、塔效率、實(shí)際塔板數(shù)和進(jìn)料位置等工藝設(shè)計(jì)參數(shù),而且也得出塔的載荷、地腳螺栓等設(shè)備安裝參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：苯 甲苯 精餾塔 浮閥 Aspen Plus
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ053.5
【目錄】：

• 摘要12-14
• ABSTRACT14-16
• 符號(hào)說(shuō)明16-18
• 第1章 緒論18-28
• 1.1 精餾塔概述18-19
• 1.2 板式塔概述19-23
• 1.2.1 篩板塔19-21
• 1.2.2 浮閥塔21
• 1.2.3 泡罩塔21
• 1.2.4 穿流塔21-22
• 1.2.5 復(fù)合型塔22
• 1.2.6 立體噴射塔22-23
• 1.2.7 高速塔23
• 1.3 浮閥精餾塔23-25
• 1.4 本論文的選題意義及設(shè)計(jì)方案25-28
• 1.4.1 本論文的選題意義25
• 1.4.2 本論文的設(shè)計(jì)方案25-28
• 第2章 浮閥精餾塔的工藝設(shè)計(jì)28-56
• 2.1 設(shè)計(jì)條件28
• 2.1.1 工藝條件28
• 2.1.2 操作條件28
• 2.2 物料衡算28-30
• 2.3 塔板數(shù)的確定30-35
• 2.3.1 苯—甲苯混合物的t-x-y圖和x-y圖30-31
• 2.3.2 確定最小回流比R_(min)和回流比31-32
• 2.3.3 利用圖解法確定理論板層數(shù)32-33
• 2.3.4 全塔效率的估算33-34
• 2.3.5 實(shí)際板層數(shù)的確定34-35
• 2.4 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算35-39
• 2.4.1 操作壓力計(jì)算35
• 2.4.2 平均摩爾質(zhì)量計(jì)算35-36
• 2.4.3 平均密度計(jì)算36-38
• 2.4.4 液體平均表面張力計(jì)算38-39
• 2.5 塔徑的計(jì)算與板間距的確定39-40
• 2.5.1 氣液相流率39
• 2.5.2 將以上所得的流率轉(zhuǎn)成體積流率39
• 2.5.3 塔徑的計(jì)算39-40
• 2.6 溢流裝置的設(shè)計(jì)40-42
• 2.6.1 堰長(zhǎng)l_w40
• 2.6.2 出口堰高h(yuǎn)_w40-41
• 2.6.3 弓形降液管寬度W_d和面積A_f41
• 2.6.4 降液管底隙高度h_o41-42
• 2.6.5 受液盤42
• 2.7 塔板布置42-44
• 2.7.1 塔徑分布42
• 2.7.2 浮閥數(shù)目與排列42-44
• 2.8 塔板流體力學(xué)計(jì)算44-47
• 2.8.1 塔板壓降44-45
• 2.8.2 液泛(淹塔)45-46
• 2.8.3 霧沫夾帶46-47
• 2.9 塔板負(fù)荷性能圖47-50
• 2.9.1 霧沫夾帶線47
• 2.9.2 液泛線47-48
• 2.9.3 液相負(fù)荷上限線48
• 2.9.4 漏液線48-49
• 2.9.5 液相負(fù)荷下限線49-50
• 2.10 塔的熱量衡算50-54
• 2.10.1 加熱介質(zhì)的選擇50-51
• 2.10.2 冷卻劑的選擇51
• 2.10.3 比熱容及汽化潛熱的計(jì)算51-52
• 2.10.4 熱量的計(jì)算52-53
• 2.10.5 再沸器與冷凝器的換熱面積估算53-54
• 2.11 浮閥塔板工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果54-56
• 第3章 浮閥精餾塔的Aspen Plus計(jì)算56-67
• 3.1 Aspen Plus模擬軟件簡(jiǎn)介56
• 3.2 物性方法選擇與驗(yàn)證56
• 3.3 模擬計(jì)算56-60
• 3.3.1 簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)57-58
• 3.3.2 嚴(yán)格模擬58-59
• 3.3.3 系統(tǒng)優(yōu)化59-60
• 3.4 能量衡算結(jié)果60-61
• 3.5 塔徑估算61
• 3.6 水力學(xué)分析61-63
• 3.7 常規(guī)算法與Aspen Plus軟件計(jì)算的工藝設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比63-64
• 3.8 年總費(fèi)用計(jì)算結(jié)果對(duì)比64-67
• 3.8.1 基本理論64-66
• 3.8.2 總費(fèi)用對(duì)比66-67
• 第4章 浮閥精餾塔的輔助設(shè)備計(jì)算及選型67-78
• 4.1 塔的接管67-68
• 4.1.1 進(jìn)料管67
• 4.1.2 回流管67
• 4.1.3 塔底出料管67-68
• 4.1.4 塔頂蒸汽出氣管68
• 4.1.5 塔釜蒸汽進(jìn)氣管68
• 4.1.6 接管法蘭68
• 4.2 冷凝器計(jì)算及選型68-70
• 4.3 再沸器計(jì)算及選型70-75
• 4.4 泵的選擇75-78
• 4.4.1 泵的分類75
• 4.4.2 選泵原則75
• 4.4.3 進(jìn)料泵的選型75-76
• 4.4.4 回流泵的選型76-78
• 第5章 浮閥精餾塔塔體總高度計(jì)算及機(jī)械設(shè)計(jì)78-94
• 5.1 塔體總高度78-79
• 5.1.1 塔頂封頭78
• 5.1.2 塔頂空間78-79
• 5.1.3 塔底空間79
• 5.1.4 人孔79
• 5.1.5 進(jìn)料處板間距79
• 5.1.6 裙座79
• 5.2 塔的機(jī)械設(shè)計(jì)79-94
• 5.2.1 材料選擇80
• 5.2.2 塔體的機(jī)械計(jì)算及校核80-94
• 第6章 結(jié)論94-96
• 參考文獻(xiàn)96-101
• 致謝101-102
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表102

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9 薛s，

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