发布时间 : 星期五 文章年生产5万吨甲醇双塔精馏项目设计方案更新完毕开始阅读
4.5.2 塔总体高度计算 （1）塔顶封头
封头分椭圆形封头、蝶形封头等几种。
本设计采用椭圆形封头，由公称直径DN=1600mm，查得封头曲面高度h1=400mm，直边高度h2=25mm，封头的厚度??6mm，内表面积A?2.9007m2，容积V?0.5864m3[22]。则封头高度H1=h1+h2=400+25=425mm。
根据封头厚度6mm，查得厚度负偏差C1=0.25mm，腐蚀余量C2=1.9mm[22]，则C1+C2=0.25+1.9=2.15mm 校核水压试验强度：
?T?（4-16）
式中：试验压力???1.25?PT?Di??e??0.9??s
2?e??????t?1.25?0.1431?0.179??a(t?200oC,??????t?1）
?e??n?C?6?2.15?3.85mm ?s?345MPa 得 ?T??T?Di??e?0.179??1600?3.85???37.284MPa
2?e2?3.850.9??s?0.9?0.85?345?263.925MPa
可见?T?0.9??s，所以水压试验强度足够，设计选用封头尺寸符合要求。 （2）塔顶空间
塔顶空间指最上层塔板与塔顶间距,有利于出塔气体夹带的液滴沉降。则
Ha?2HT?2?0.4?0.8m，考虑到需要安装除沫器，所以选取塔顶空间为HD?1.0m。
（3）塔底空间
塔底空间高度HB是指从塔底最下层塔板到塔底封头的底边处的距离，取釜液停留时间为5min，取塔底液面至最下一层塔板间距离为1.5m，则：
HB?tL?60?V塔釜贮液量—封头容积?1.5?n?1.5?1塔横截面积?D245?13.042?60?0.58643600?1.5?1.75m1?3.14?1.624（4）人孔
对于D?1000mm的板式塔，为安装、检修的需要，一般每隔6~8层塔板设一人孔。本设计共有32块塔板，需设置人孔三个，人孔处板间距Hp?700mm。人孔直径为600mm，其伸出塔体的筒体长为200~250mm，人孔距操作平台800~1200mm[19]。 （5）进料板处板间距
考虑在进口处安装防冲设施，取进料板处板间距HF=800mm （6）裙座
塔底常用裙座支撑，本设计采用圆筒形裙座。由于裙座内径>800mm，故裙座厚度取16mm[19]。
基础环内径：Dbi=（1600+2×16）-(0.2～0.6)×103=1232mm 基础环外径：Db0=（1600+2×16）+(0.2～0.6)×103=1832mm 圆整后：Dbi=1400mm Db0=2000mm
考虑到再沸器，取裙座高H2=2.2m，裙座采用圆筒型裙座，与塔体的焊接方式采用对接焊接接头[22]。 则塔总体高度为：
H=(N-2-nP)HT+HD+H1+npHp+ HF+HB+H2
=(32－2－3)×0.4+1.0+0.475+3×0.7+0.8+1.75+2.2 =19.125m
4.5.3 塔体壁厚计算 （1）选择钢材
因甲醇对塔体腐蚀性小，又是一般温度操作，故可选16MnR钢[23]。 （2）确定各设计参数
最大操作压力PW?130.13KPa，因一般精馏塔体都装设安全阀，取设计压力
PC?1.1?130.13?143.143KPa，设计温度 t?87.5?C；查得16MnR钢在设计温度87.5℃时
的许用应力为 ????170MPa；壳体采用双面焊对接接头局部无损检测，焊接接头系数
t??0.85；查《化工设备机械设计基础》得[22]，钢板厚度负偏差C1=0.25mm，取腐蚀余量
C2=1.9mm；则厚度附加量C?C1?C2?0.25?1.9?2.15mm （3）塔体厚度确定 塔体厚度：
143.143?10?3?1600 ?? ??0.793mm （4-17）t?32?????Pc2?170?0.85?143.143?10对低合金钢容器，其最小厚度 ?min?3mm[22]；由于计算厚度???min，故不满足刚度要求，因而设计厚度?d??min?C2?3?1.9?4.9mm。 故：?d?C1?4.9?0.25?5.15mm
按钢板厚度规格圆整，得塔体名义厚度?n?6mm。 （4）塔体水压试验时应力校核
根据式：
?T?（4-18）
式中：PT?1.25PPT?Di??e??0.9??s
2?ePcDi??????t?1.25?0.1431?0.179MPa （t?200?C,??????t?1）
?e??n?C?6?2.15?3.85mm
查得，16MnR钢在试验温度时?s?345Mpa[22] 得 ?T?0.179??1600?3.85??37.284MPa
2?3.85可见?T?0.9??s， 故满足水压试验校核。
4.6 塔板主要工艺尺寸的计算
4.6.1 溢流装置的计算 （1）溢流堰的设计
在精馏塔中，塔板上的堰可以保持塔板上有一定的清液高度，倘若过高，那么雾沫夹带严重，过低，则汽液接触时间短，这样的话，都会使塔板的效率降低。
因塔径D=1.6m，所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。( 此种溢流方式液体流径较长，塔板效率较高，塔板结构简单，加工方便，在直径小于2.2m的塔中被广泛使用) [24]。堰长取lw?0.66D?0.66?1.6?1.056m；溢流堰高度hw?hL?how
选用平直堰，堰上层液高度how由下列公式计算，即：
howLn232.84??E?() （4-19） 1000lw近似取E= 1 ，取板上液层高度hL=0.05 m，那么 精馏段：
2h?2.843ow1000?1???7.898??1.056???0.011m
hw?hL?how?0.05?0.011?0.039m
提馏段：
2.84?2h?13.042?3ow?1000?1???1.056???0.015m
h?w?hL?how??0.05?0.015?0.035m （2）降液管的设计
由lwD?0.66，查弓形降液管的参数图[25]
得：AfA?0.0722，Wd?0.124 TD其中：Wd是降液管的弓形宽度 m Af是降液管弓形面积 m2 A2
T是塔的截面积 mA1?1T??D24?3.14?1.62?2.0096m24
Af?0.0722AT?0.0722?2.0096?0.145m2
Wd?0.124D?0.124?1.6?0.1984m
降液管容积与液体流量之比为液体在降液管停留时间，一般大于5 s，即： ??AfHTL 降液管底隙高度h0，对弓形降液管，管口面积等于底隙面积，即： hL0?l wu0取u0?0.13m/s （一般取0.07-0.25m/s） 则：精馏段：
4-20）4-21）（
（