南京工业大学化工原理课设设计甲醇精馏

化工原理设计

d?4V3600?u?VM?4?1256.7753600??38.46?0.985?0.108m?108mm

选用HG20592-97 PN1.6 DN150 壁厚6mm的管子 7.6.4塔顶产品出口管

取uL=2m/s

则产品出口管管径：

d?4WL3600?uL?LD?4?719.693600??2?810.01?0.013m?13mm

7.6.5 塔釜出料管管径

取uL=0.58m/s 则出料管管径：

d?4WL??4?2803.023600??0.58?968.86?0.042m?42mm

3600?uL?LW选用HG20592-97 PN1.6 DN50 壁厚3.5mm的管子

7.6.6塔釜回流管管径

取uL=26.7m/s 则产品出口管管径： d?4WG3600?uL?LW'?4?1464.23600??26.7?0.767?0.200m?200mm

选用HG20592-97 PN1.6 DN200 壁厚6mm的管子

7.6.7 塔釜产品出口管

取uL=2m/s

则产品出口管管径： d?

7.7 其他附件选择 7.7.1筒体 圆筒计算厚度，??pDi2??4W3600?uL?LW?4?1055.9893600??2?787.23?0.0154m?15.4mm

?t??p

考虑到介质对筒壁的腐蚀作用，在设计筒体所需厚度时，还应在计算厚度?的基

化工原理设计

础上，增加腐蚀裕度C2。由此得到筒体的设计厚为 ?d?pDi2????t?p?C2

式中 ?d-圆筒设计厚度,mm； Di-圆筒内径,mm； p-容器设计压力，MPa；?-焊接头系数.

由于p与[δ]tφ比很小,采用简写式:： ?d?pDi2????t?C2

根据表8-6[2] 设计温度为98℃≈100℃，采用碳素钢钢板，查得钢号为Q235-B，钢板标准为GB912，在此设计温度下的许用应力为113MPa， 计算压力 p?0.8232?0.8204?101.325?102.97MPa 圆筒内径 Di?400mm 焊接头系数 ??0.85 则 ?d?

园整后为3mm，在钢号为A3，钢板标准为GB912的厚度3~4mm范围内。

表7-7-1 碳素钢钢板型号

钢号 钢板标准 使用状态 δb pDi2????t?C2?0.103?4002?113?0.85?2?2.21mm

厚度mm 常温强度指标 δs MPa 235 100℃下的许用应力 MPa MPa A3

7.7.2封头

选用标准椭圆形封头

GB912 热轧 3~4mm 370 113 这种封头是由半个椭圆球和一段高度为h0的圆柱形筒节构成。 公称直径 Di?400mm 曲面深度 h?Di4?4004?100mm

根据表8-12[5]，封头直边高度h0?25mm

化工原理设计

由标表2-2[6]选用JB/T4746—2002的封头,类型代号EHA

表7-7-2 封头

公称直径 DN (mm) 400 总深度 H (mm) 125 那表面积 A (m2) 0.2049 容积 V (m3) 0.0115 封头高度： Z封??h?h0??2??100?25??2?250mm

7.7.3 法兰

由于在常压下操作,所有法兰均采用标准管法兰—平焊法兰。 根据表10-2[5]，由公称压力PN=0.25MPa，选择如下参数：

表7-7-3 法兰参数

公称直径DN mm 400

7.7.4 裙座

根据表13-15[5]，裙座参数：

表7-7-4 裙座参数

公称直径mm 400 6 3 800 60 120 90 2.21 24 M20 每根支腿支承最尺寸/mm 支腿数量 允许载荷大高度 Hmax mm 焊缝垫板 长度 厚度 Ax δn1 法兰/mm 连接尺寸 D D1 D2 D3 D4 d 法兰厚度 甲型 质量 Kg 螺柱 规格 数量 515 480 450 440 437 18 30 18.50 M16 20 地脚螺栓 孔径 规格 db 长度hf 宽度 Aφ DN kN

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裙座高度： Z裙?Hmax?hf?Ax?50?800?60?90?50?1000mm 7.7.5塔总高度计算 7.7.5塔总高度计算

H?Hd?Z?(n?1)Hf?Hb?1.5?11.77?(6.06?1)?0.8?1.5?18.82m

式中：Hd——塔顶空间高度（不包括封头），m。取1.5 m。

Hf——液体再分布器的空间高度，m。取0.8 m。 Hb——塔底空间高度，m。取1.5 m。 n——填料层分层数。n?八、设计计算结果总表

表8-1 计算结果总表

项目 平均压强 平均流量 塔板数 塔的有效高度 塔径 空塔气速 塔板压降

九、辅助设备

9.1 辅助设备及零部件的选择

换热器名称 塔顶冷凝器 塔底再沸器 预热器

Z5?D

符号 Pm 气相 液相 WL WG N z D u △p 单位 kPa kg/h kg/h 块 m m m/s Pa 计算数据 精馏段 101.3 719.69 1256.775 4 5 0.4 4.96 823.2 提馏段 101.3 1803.02 1256.775 6(不包括再沸器) 7 0.4 4.31 820.4 壳程 管程 管程 壳程 管程 壳程 表9-1换热器设计参数： 介质 温度，℃ 进 出 65.5 64.5 20 40 循环冷凝水 99.2 103.2 168 168 蒸汽 16 78.8 168 168 蒸汽