武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书
项目 液相负荷下限 操作弹性 塔板分块形式 冷凝器热负荷 再沸器热负荷 进料管管径 回流管管径 塔底出料口管径 塔顶蒸汽出料管管径
塔釜进气管
符号 单位 m3/s
数值/形式 精馏段 提镏段 0.0004094 2.143
3块 895.35 1329.8 24 65 29 206 191
0.0004094
Ls,min
Qc Qb
kJ/s kJ/s mm mm mm mm mm
第五章 塔附件设计
5.1换热器设计
5.1.1 冷凝器的选择
有机物蒸气冷凝器设计选用的总体传热系数一般范围为500~1500kcal/(㎡.h.℃) 本设计取K=600w/(㎡℃.)。
出料液温度：64.6℃（饱和气）→（饱和液）64.6℃ 冷却水温度：30℃→40℃
逆流操作：?t1=34.6℃ ?t2=24.6℃
?tm=
Δt1-Δt234.6℃-24.6℃==28.97℃ Δt134.6lnln24.6Δt2
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传热面积：A=
Q在此温度下， KΔtm查化工原理<第三版>附录得 ?甲=1200KJ/Kg，?水=2378 KJ/Kg
1-xD）?水] Q=??=?VVs[xD?甲+（=1.094×0.6657×[0.9947×1220+（1-0.9947）×2378] =0.7303×1226 =895.35KJ/S A=
895.35?103=51.5m2
600?28.97表5-1 冷凝器选择的相关参数
设备 型号
公称 直径
公称 压力 1.6MPa
管程数 2
管子 根数 232
中心排管数 16
管程流通面积 0.0364㎡
换热管长度 3000mm
计算换热面积 52.8㎡
?25×2.5 600mm
5.1.2再沸器的选择
选用120℃饱和水蒸气加热，传热系数取K=600w/(㎡.℃) 料液温度：99.6℃→100℃ 热流体温度：120℃→120℃ 逆流操作：?t1?=20℃ ?t2?=20.4℃
Δt1′-Δt2?20-20.4 ?tm?==20.2℃ Δt1′=20lnlnΔt2?20.4同上??=?v?Vs??0.8427?0.6586?0.555kg/s
?′?xw?甲?（1?xw）?水 查表知此温度下?甲?1100kJ/kg ?水?2400kJ/kg
?′?0.002818?1100+（1-0.002818）×2400=2396kJ/kg ????????2396?0.555?1329.8kJ/s
Q′1329.8?103==109.72m2 A??KΔt′600?20.2m表5-2 再沸器选择的相关参数
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设备 型号 ?25×2.5
公称 直径
公称 压力
管程数 管子数 4
322
中心排管数 21
管程流 通面积
换热管长度
计算换 热面积 111.2㎡
700mm 4.00MPa 0.0253㎡ 4500mm
5.2馏塔接管尺寸的计算
5.2.1 接管
（1）进料管
进料管的结构类型很多，有直管进料管、弯管进料管、T形进料管。本设计采用直管进料管，管径计算如下：
4VsD= 取uF=1.6m/s
?uF
表5-3 不同温度下甲醇和水的密度
温度/0C 20/0C 30/0C
?l,甲醇（kg/m3） ?l,水（kg/m3）791 998.2
785 995.7
3250C进料，此温度下（?甲?786.9kg/m3 ?水?996.9kg5m/ ）
?LP=
11==944.34kg/m3
xF1-xF0.20871-0.2087++786.9996.95ρ甲?水VS=
F115.57==0.000743m3/s
3600??LP3600?944.34
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D=4Vs4?0.000743==0.024m=24mm ?uF3.14?1.6由<<化工原理设计手册>>查表取?32×3 （2）回流管
采用直管回流管 取uR=1.6m/s
4Vs4?Ls4?0.000531===0.065m?65mm DR=?uR?uR3.14?1.6同理，查上表取?89×4 （3）塔釜出料管 取uw=1.6m/s
4?Ls′4?1.029?10ˉ34Vs===0.029m=29mm Dw=?uw?uw3.14?1.6查上表取?38×3
（4） 塔顶蒸气出料筒 直管出气，取出口气速u=20m/s D=4Vs4?0.6657==0.206m=206mm ?u3.14?20查上表取?273×8 （5）塔釜进气管 采用直管 取气速u=23m/s D=4?Vs′4?0.65864Vs===0.191m=191mm ?u?u3.14?23查上表取?273×8 （6）法兰
本设计常压操作，所有法兰均采用标准管法兰，平焊法兰，由不同的公称直径，选用相应的法兰。
①进料管接管法兰：PN0.2 DN25 GB-T1047-2005 ②回流管接管法兰：PN0.2 DN65 GB-T1047-2005 ③塔釜出料管法兰：PN0.2 DN32 GB-T1047-2005
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④塔顶蒸汽管法兰：PN0.2 DN250 GB-T1047-2005 ⑤塔釜蒸汽进气法兰：PN0.2 DN200 GB-T1047-2005
5.2.2 筒体与封头
（1）筒体
壁厚选6mm，所用材质为A3 （2）封头
封头本设计采用椭圆形封头，由公称直径DN=800mm,曲面高度200mm，直边高度25mm，内表面积0.757㎡，容积0.08m?，选取风同样DN800×6。（选自《常用化工单元设备设计》附表1（A）椭圆封头尺寸与质量（JB/T4729-94））
5.2.3 除沫器
当空塔气速较大带液现象严重，以及工艺过程中不许出塔气速夹带雾滴的情况下，设置除沫器，以减少液体夹带损失，确保气体纯度，保证后续设备的正常操作。常用除沫器有折流板式除沫器，丝网除沫器以及程流除沫器。本设计采用丝网除沫器，其具有比面积大、质量轻、空隙大及使用方便等优点。
设计气速选取：Rv=evLM?L=0.0489?174.75?18.06=0.168kg液.kg/kg气.h.m2，
919.48系数K?=0.107，u=0.107?814.8-1.094?2.92m/s
1.094除沫器直径：D=4Vs4?0.6657==0.539m ?u3.14?2.925.2.4 吊柱
塔径D=800mm，可选用吊柱250kg，S=600mm，L=3150mm，H=900mm，材料用A3。
5.2.5 裙座
塔底采用裙座支撑，裙座的结构性能好，连接处产生的局部阻力小，所用它是塔设备的主要支座形式，为了制作方便，一般采用圆筒形。由于裙座内径>800mm，故裙座壁厚取16mm。
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