础环厚度应不小于16mm，考虑到腐蚀余量取壁厚为18mm；考虑到再沸器，裙座高度取3m，地角螺栓直径取M30。 五、吊柱
对于较高的室外无框架的整体塔，在塔顶设置吊柱，对于补充和更换填料、安装和拆卸内件，既经济又方便，一般取15m以上的塔物设吊柱，本设计中塔高较大，因此设吊柱。因设计塔径D=1600mm，可选用吊柱500kg。s=1000mm，L=3400mm，H=1000mm。吊柱管采用20号无缝钢管，其它部件采用Q235-A，吊柱与塔连接的衬板与塔体材料相同。 六、人孔
人孔是安装或检修人员进出塔的唯一通道，人孔的设置应便于进入任何一层塔板，由于设置人孔处塔间距离大，且人孔设备过多会使制造时塔体的弯曲度难于达到要求，一般每隔10~20块塔板才设一个人孔，本塔中共43块板，需设置4个人孔，每个孔直径为450mm，人孔伸入塔内部应与塔内壁修平，其边缘需倒棱和磨圆，人孔法兰的密封面形及垫片用材，一般与塔的接管法兰相同，本设计也是如此。
第五章 塔总体高度的设计
塔高计算公式（不包括群座）：
‘
H=HD+(N-2-S)HT+SHT+HF+HB
HD：塔顶空间高度,m HB：塔底空间高度,m HT:塔板间距,m HT、：开有人孔的塔板间距,m HF：进料段高度,m N：实际塔板数 S：人孔数（不包括塔顶空间和塔底空间的人孔数）
一、塔的顶部空间高度
塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离，取除沫器到第一
块板的距离为600mm，塔顶部空间高度为1200mm。 二、塔的底部空间高度
塔的底部空间高度是指塔底最末一层塔盘到塔底下封头切线的距离，塔顶部处理量较大，釜液停留时间可取5min。
HB?(tL'S?60?RV)AT?(0.5~0.7)?(5?5.24?10?3?60?0.142)2.011?0.6?1.31m三、塔板间距
塔板间距HT=0.45m
'凡是人孔处的塔板间距应≥600mm,人孔直径取450mm，HT取600mm
HF一般要比HT大，有时要大一倍，此处取HF为800mm 四、塔总体高度
'H?HD?(N?2?S)HT?SHT?HF?HB?H裙 =1.2?(41?2?4)?0.45?4?0.60?0.8?1.31?3?24.46m
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第六章 附属设备的计算
一、 冷凝器的选择
本设计塔处理量较大，冷凝器安装在地面或平台上，回流液由泵来输送，操作控制较方便，选用卧式壳程冷凝器。
有机物蒸汽冷凝器设计选用的总体传热系数一般范围为
500~1500
kcal/(m2?h?℃)，本设计取
K=700kcal/(m2?h?℃)=2926kJ/(m2?h?℃)
出料液温度：79.82℃（饱和气）—79.82℃（饱和液） 冷却水温度：25℃—35℃
逆流 操 作：△t1=54.82℃ △t2=44.82℃
?t1??t254.82-44.82 ?tm???49.65?C℃
?t154.82lnln?t244.82传热面积:根据全塔热量衡算，得QC=9.15?106KJh 按双管程计时，初步选定换热器，其具体参数见表 壳径/mm 公称压力/Mpa 公称传热面积/m2 管程数 壳程数
400 0.6 14.5m2 1 1 管子尺寸 管长 管子总数 管子排列方式 折流挡板形式 φ19mm?2mm 1.5m 174 正方形斜转45° 圆缺形 Q9.15?106A???62.88m2
K?tm2930.76?49.65而该型号换热器的实际传热面积A为
A?N?dol?174*3.14*0.019*1.5?15.57m2
从传热面积的核算中也可知，所选的换热器合适
所以本实验最终选取的换热器为:??19mm,管心距25mm,公称直径400mm，管程数N为2，管子根数为174，换热管长度1500mm，换热面积为14.5m2
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二、再沸器QB的选择
选用120C饱和水蒸气加热，传热系数取K=2930.76J/（m
?2?h??C）
料液温度：86.59?100?C 水蒸气温度：120?C?120?C
'逆流操作：?t1'?33.41 ?t2?20?C '?t1'??t233.41?20??t???26.13C '33.41?tlnln1'20?t2'm根据全塔物料横算得 QB?1.10?107KJh
QB1.10?107A???143.68m2 'K?tm2930.76?26.13'三、 热量衡算 1.热量示意图
2.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的加热剂。由于饱和水蒸气冷凝时的传热系数很高，可以通过改变蒸汽压力准确地控制加热温度。燃料燃烧所排放的烟道气温度可达100~1000?C，适用于高温加热。烟道气的缺点是比热容及传热系数很低，加热温度控制困难。本设计选用300kPa（温度为13.3?C）的饱和水蒸气作加热介质。水蒸气易获得、清洁、不易腐蚀加热管，不但成本会相应降低，塔结构也不复杂。 3.冷却剂的选择
常用的冷却剂是水和空气，应因地制宜地加以选用。受当地气温限制，冷却水一般为10~25?C。如需冷却到较低温度，则需采用低温介质，如冷冻盐水、氟利昂等。本设计建厂地区为沈阳。沈阳市夏季最热月份日平均气温为25?C。故选用25?C的冷却水，选升温10?C，即冷却水的出口温度为35?C。 4.热量衡算
⑴冷凝器的热负荷
QC?(R?1)D(IVD?ILD) 式中 IVD——塔顶上升蒸汽的焓； ILD——塔顶流出液的焓。
又 IVD?ILD?xD?HV乙?（1-xD）?HV水
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式中 ?HV乙——乙醇的蒸发潜热； ?HV水——水的蒸发潜热。
蒸发潜热的计算： 沸点下蒸发潜热列表 沸点/℃ 蒸发潜热△HV/(kJ/kg) TC/K 乙醇 78.3 84.6 516.15 水 100 2257 648.15 摘自《化工原理》修订版，上册附录4（P328~329）及附录18（P350~351）
79.82?C时，乙醇：TT2r2?T?273.15?79.82?0.684 C516.15 TT1273.15?78.r1?T?3576.15?0.681 C蒸发潜热 ?H1-0.6840V乙?846?（1-0.681）.38?842.968 同理，水：TT2273.r2?T'?15?79.82648.15?0.545 C T273.15?100r1?648.15?0.576
蒸发潜热 ?HV水?2257?（1-0.5450.381-0.576）?2318.338kJ/kg
代入得IVD?ILD?0.9454?842.968?(1?0.9454)?2318.338?923.523kJ/kg QC?6?0.009976?923.523?46?254.820kJ6/s?1 ⑵冷却水消耗量 WQCC?C
PC(t2?t1)式中 WC——冷却水消耗量，kg/h；
CPC——冷却介质在平均温度下的比热容，kg/(kg??C)； t1,t2——冷却介质在冷凝器进出口处的温度。
所以 t?t1?t225?352?2?30?C 此温度下冷却水的比热容 CPC?4.25kJ(kg??C)
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QC9.15?106所以WC???2.15?105kg/h
CPC(t2?t1)4.25?(35?25)⑶加热器热负荷及全塔热量衡算
列表计算乙醇、正丙醇在不同温度下混合物的比热容CP(单位：kJ/(kg??C))
塔顶 温度/℃ 79.82 乙醇 38.627 正丙醇 43.73 精馏段：
乙醇 CP1(tLD?tF)?38.317?(79.82?86.59)??259.406kJ/kg 正丙醇 CP2(tLD?tF)?43.399?(79.82?86.59)??293.811kJ/kg 提镏段：
乙醇 CP1(tW?tF)?37.181?(97.99?86.59)?423.863kJ/kg 正丙醇 CP2(tW?tF)?42.192?(97.99?86.59)?480.989kJ/kg
塔顶流出液的比热容：
''CP1?CP1xD?(1?xD)CP2?38.317?0.9454?43.399?(1?0.9454)?38.594kJ/(kg??C)塔釜 97.99 36.721 41.704 进料 86.59 37.918 42.975 精馏段 82.79 38.317 43.399 提镏段 93.61 37.181 42.192
塔底馏出液的比热容：
''CP2?CP1xW?(1?xW)CP2?37.181?0.00013?(1?0.00013)?42.192?42.191kJ/(kg??C) 为简86.59℃时的焓值为基准。
kmol/s?0.009976?3600?46?1652.0256kg/h 根据表 可得：D?0.009976kmol/s?0.008294?3600?60?1791.504kg/h W?0.008294
QD?D?CP1dt?DCP1?ttFtLD
?1652.0256?38.627?(79.82?86.59)??4.32?105kJ/hQW?W?CP2dt?W?CP2?ttFtW
51791.504?41.704?(97.99?86.59)?8.517?10kJ/h对全塔进行热量衡算：
QF?QS?QD?QW?QC QF?0
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