年产10万吨醋酸乙烯生产项目5-塔设备设计说明书.doc

中粮生化（安徽）10万吨醋酸乙烯项目塔设备设计说明书

塔设备设计说明书2019“东华科技-

塔设备

设计说明书

2019“东华科技-陕鼓杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

中粮生化

中粮生化

100kt/a醋酸乙烯生产项目

团队

团队名称：工子设计

指导老师：杨则恒、姚鑫、徐超、姚运金、曹付虎

团队成员：党兆晖、张霄虎、吴懿达、张金亮、欧玉蝶

2019年“东华科技-陕鼓杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

中粮生化

年产10万吨醋酸乙烯生产项目

可行性研究报告

团队名称：工子设计

指导老师：杨则恒、姚鑫、姚运金、徐超、曹付虎

团队成员：党兆晖、张霄虎、吴懿达、张金亮、欧玉蝶

完成时间：2019年7月

目录

TOC\o1-3\h\z\u1 塔设备设计 1

1.1 塔设备设计 1

1.1.1 化工生产中的塔设备 1

1.1.2 塔设备选型 1

1.1.3 塔盘的种类与选型 3

1.1.4 浮阀塔的工艺设计 6

1.1.5 塔板流体力学验算 12

1.2 塔板负荷性能图 15

1.2.1 气体负荷下限线 15

1.2.2 过量雾沫夹带线 15

1.2.3 液相负荷下限线 15

1.2.4 液相负荷上限线 15

1.2.5 液泛线 16

1.3 cup-tower对塔的初步设计和校核 17

1.3.1 设计条件的确定 17

1.4 塔机械工程设计 28

1.4.1 塔高的计算 28

1.4.2 接管的计算 29

1.4.3 裙座设计 31

1.5 塔体和封头选材 31

1.6 塔体和封头壁厚计算 31

1.7 裙座壁厚的计算 35

1.8 塔设备附件 35

1.8.1 除沫器 35

1.8.2 吊柱 35

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合肥工业大学（宣城校区）工子设计团队

塔设备设计

塔设备设计

化工生产中的塔设备

塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。

在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。

从经济角度而言，在石油炼厂和化工生产装置中，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的25.93%。塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60～120万吨催化裂化装置中占48.9%。因此，塔设备的设计和研究，对石油、化工等工业的发展起着重要的作用。

塔设备选型

塔设备选型的主要要求有：

（1）生产能力大。在较大的气液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。

（2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气液负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应能保证长期连续操作。

（3）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度。

（4）结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用。

（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。

塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。

a．板式塔。塔内装有一定数量的塔盘，是气液接触和传质的基本构件；属逐级（板）接触的气液传质设备；气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热；两相的组分浓度呈阶梯式变化。

b．填料塔。塔内装有一定高度的填料，是气液接触和传质的基本构件；属微分接触型气液传质设备；液体在填料表面呈膜状自上而下流动；气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相的传质和传热；两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。

和其他的传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：生产能力大；效率高；流体阻力小；有一定的操作弹性；结构简单、造价低、安装检修方便；能满足（如腐蚀性、热敏性、起泡性等）工艺的特性。由此，可相应做出以下分析：

填料