目录
目录 I
摘要 1
Abstract 2
第一章 前言 3
1.1塔器的发展 3
1.2塔的研究方向 4
1.3粗甲醇的精馏 5
1.3.1甲醇精馏技术简述 5
1.3.2甲醇精馏技术的选择 5
1.4精馏设备介绍 8
1.4.1常用板式塔的介绍 8
1.4.2其他设备 9
1.5甲醇精馏塔的设计 9
1.5.1 塔型及总体情况 9
1.5.2材料的选用 10
1.5.3强度、刚度计算 10
1.5.4结构设计 11
1.6甲醇精馏塔的技术改造 12
1.6.1新型垂直筛板 12
1.6.2 甲醇预精馏塔萃取水加入方法的改进 12
1.6.3 降低甲醇精馏蒸汽消耗的途径 13
第二章 甲醇精馏塔的工艺计算 15
2.1甲醇精馏塔的物料衡算 15
2.1.1原料液组成 15
2.1.2镏出液组成 15
2.1.3釜液组成 16
2.1.4质量流量 17
2.1.5摩尔流量 17
2.1.6体积流量 18
2.2塔板数的确定 18
2.2.1求平均挥发度 18
2.2.2求最小理论塔板数 19
2.2.3求最小回流比 20
2.2.4选取适宜回流比 20
2.2.5操作线方程 21
2.2.6进料位置 23
2.2.7全塔效率的估算 23
2.3板结构的工艺设计 24
2.3.1塔板间距H 24
2.3.2塔径计算 24
2.4参数的确定 27
2.4.1浮阀数的初算 27
2.4.2浮阀数的核算 28
2.4.3溢流堰 28
2.5水力学计算 29
2.5.1 塔板总压降 29
2.5.2降液管停留时间 29
2.5.3降液管底缘距塔板的高度 30
2.6负荷性能图 30
2.6.1液体流率下限线 30
2.6.2液体流率上限线 31
2.6.3漏液线 31
2.6.4雾沫夹带上限线 32
2.6.5液泛线 32
2.7塔板结构设计评述 33
2.8精馏塔的主要尺寸确定 34
2.8.1塔高设计 34
2.8.2接管设计 34
2.9常压塔零部件的选用 35
2.9.1人手孔 35
2.9.2视镜 36
2.9.3支座 36
2.9.4吊住 36
2.9.5塔盘 36
2.9.6除沫器 36
2.9.7法兰的选取 37
2.10精馏塔的附属设备选型计算 37
2.10.1原料液加热器 37
2.10.2釜液再沸器 38
2.10.3镏出蒸汽冷凝器 39
2.10.4产品冷却器 40
2.10.5泵的选用 41
第三章 塔的强度设计 43
3.1壳体厚度 43
3.2质量载荷计算 43
3.2.1塔壳和裙座的质量 43
3.2.2人孔、法兰接管等附件质量 43
3.2.3塔内构件质量 44
3.2.4保温材料质量 44
3.2.5扶梯、平台质量 44
3.2.6操作时塔内物料质量 44
3.2.7偏心载荷质量 44
3.2.8充水质量 45
3.2.9塔器的操作质量 45
3.2.10塔器的最大质量 45
3.2.11塔器的最小质量 45
3.3自振周期初步计算 46
3.4风载荷 46
3.4.1风振系数 46
3.4.2空气动力系数 46
3.4.3基本风压 47
3.4.4塔设备有效直径 47
3.4.5风载荷的计算 48
3.5风弯矩的计算 49
3.5.1塔底的风弯矩 49
3.5.2裙座人孔处的弯矩 49
3.5.3塔体与焊缝连接焊缝处的风弯矩 49
3.5.4吊住产生的偏心弯矩 49
3.6地震载荷 50
3.6.1地震影响系数的最大值 50
3.6.2场地土 50
3.6.3地震影响系数 50
3.6.4结构影响系数 50
3.7地震弯矩的计算 51
3.7.1塔底的总地震弯矩： 51
3.7.2裙座人孔的地震弯矩： 51
3.7.3裙座与塔体连接焊缝处的地震弯矩： 51
3.8地震和风载荷组合弯矩 52
3.8.1塔底： 52
3.8.2裙座人孔处： 52
3.8.3裙座与塔体连接焊缝处： 52
3.8.4最大弯矩： 52
3.9塔体强度和稳定校核 53
3.9.1由内压引起的轴向应力 53
3.9.2由重力引起塔体计算截面的轴向压应力 53
3.9.3由最大弯矩在塔体上引起的轴向应力 53
3.10裙座的强度和稳定性校核 54
3.10.1裙座底端 54
3.10.2裙座人孔处 55
3.1水压实验应力校核 56
3.11.1筒体水压实验应力校核 56
3.11.2裙座水压实验校核 57
3.12地脚螺栓、地脚螺栓座和基础环的强度计算 58
3.12.1基础环接触面应力 58
3.12.2地脚螺栓计算 59
3.12.3地脚螺栓座计算 60
3.12.4基础环厚度 61
3.13接管的开孔补强 61
3.13.1补强计算方法判别 62
3.13.2开孔所需补强面积 62
3.13.3有效补强范围 62
3.13.4有效补强面积 63
3.14人孔的开孔补强 64
3.14.1补强计算方法判别 64
3.14.2开孔所需补强面积 64
3.14.3有效补强范围 64
3.14.4有效补强面积 65
总结 66
参考文献 67
致谢 68
摘要
在精甲醇生产中，甲醇精馏塔设备至关重要它直接关系到产品的等级，生产的能耗设备的投资等等一系列问题。所以在设计中非常注重对精馏塔的选型，塔的材料选用，塔内构件的布置，以及其他附加的选用。精馏塔主要有两个作用，一、将甲醇组分与水和重组分分离，得到精甲醇产品；二、将水分分离出来，并尽量降低其他有机杂质的含量，排出系统外。本文将介绍塔器是在何时产生、以及它漫长的发展过程中有哪些改进，在塔器不断发展的同时又有哪些新型塔器产生。通过对二塔精馏跟三塔加压精馏的这两类都已经很成熟的技术的综合比较，由于本设计年产量只用2.5万吨，选用二塔精馏，通过对甲醇精馏塔进行设计及改造，体现精馏技术在节能方面的意义，使甲醇的生产往节能高效的方向更好更快的不断发展。
关键词：甲醇精馏塔；精馏塔；塔器
Abstract
In the fine methanol production, methanol distillation equipment is essential it is directly related to the product level, investment in the production of energy equipment, so a series of problems. Therefore, great emphasis in the design of the distillation column selection, column selection of materials, layout of the tower components, and other additional choice. Distillation column has two main effects, one, the methanol and water and re-sub-components separated by purified methanol product; Second, the separation of water and minimize the content of other organic impurities, discharged outside the system. This article will introduce when the tower is in production, as well as its long development process which improved the continuous development of the tower and which also generated a new tower. By the second distillation tower with the three-pressure distillation tower and the two types of technologies are already mature and comprehensive comparisons due to the designed annual output of only 2.5 million tons, but using the distillation tower, through the methanol distillation column design and reconstruction, reflecting the Rectification in the significance of energy efficiency, so that the production of methanol in the direction to the energy efficient continuous development of better and faster.
Key words：methanol distillation；distillation；tower
