2019年“東華科技ー恒逸石化杯”第十三屆全國大學生化工設計競賽人齊發車團隊舲リ:“勾，“次時次時?八さ4簷皖維高新材料股份有限公司年產10萬噸醋酸乙烯項目典型設備設計說明書團隊成員:戚良元孫大雨杜芮羽曹操馬旭

指導老師:姚運金徐超楊則恒姚鑫胡桂菊設備選型目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章塔設備設計 5\o"CurrentDocument"設計概述 5\o"CurrentDocument"設計依據 5塔設備選擇 6131塔設備選擇要求 6\o"CurrentDocument"塔設備分類 6\o"CurrentDocument"塔型選擇一般原貝リ 7\o"CurrentDocument"塔型確定 9\o"CurrentDocument"板式塔塔板選擇 10\o"CurrentDocument"流股介質組成與選材（以醋酸乙烯精制塔T-304為例） 15\o"CurrentDocument"設計壓カ與設計溫度 16\o"CurrentDocument"醋酸乙烯精儲塔實際塔板數和進料板 16\o"CurrentDocument"設計條件匯總 17塔設備基礎數據 17\o"CurrentDocument"塔內件初步設計 18\o"CurrentDocument"塔體結構校核 19醋酸乙烯精儲塔塔結構設計 21塔直徑的確定 21\o"CurrentDocument"塔頂空間設計 22\o"CurrentDocument"塔板|司距 22\o"CurrentDocument"人孑し數及尺寸 22\o"CurrentDocument"裙座咼度 22\o"CurrentDocument"開人孔的高度 23\o"CurrentDocument"上封頭高度 23\o"CurrentDocument"塔筒體及總高度確定 23\o"CurrentDocument"接管的設計 23\o"CurrentDocument"接管選型 23\o"CurrentDocument"接管的計算 23\o"CurrentDocument"3接管設計結果 25\o"CurrentDocument"4設備筒體壁厚計算 25\o"CurrentDocument"5封頭設計 26裙座設計 26裙座選材 26\o"CurrentDocument"裙座與筒體的連接 26\o"CurrentDocument"排一I管 27\o"CurrentDocument"弓|出管通道 27A?L 27設備選型TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"地腳螺栓 27\o"CurrentDocument"醋酸乙烯精制塔T-304裝配圖預覽 29\o"CurrentDocument"基本風壓和雪壓確定 30\o"CurrentDocument"塔設備抗震能力確定 31塔設備機械校核 32塔設備基本校核情況 32\o"CurrentDocument"組合應カ校核 38\o"CurrentDocument"裙座設計參數計算結果 39\o"CurrentDocument"封頭僅T亥 41\o"CurrentDocument"開孔補強計算 44\o"CurrentDocument"第二章換熱器選型設計 51\o"CurrentDocument"換熱器選型設計概述 51\o"CurrentDocument"換熱器類型 51\o"CurrentDocument"換熱器的選型軟件 53\o"CurrentDocument"換熱器選型示例:E-104 54\o"CurrentDocument"換熱器選型結構設計 57\o"CurrentDocument"換言器E-104晶備條件圖 63\o"CurrentDocument"換熱器E-104設備裝配圖 63\o"CurrentDocument"換熱器強度校核 64\o"CurrentDocument"第三章反應器設計說明 88\o"CurrentDocument"設計概述 88\o"CurrentDocument"設計依據 88\o"CurrentDocument"設計基礎 89\o"CurrentDocument"醋酸乙烯合成反應器設計 89\o"CurrentDocument"反應器分夫 89\o"CurrentDocument"催化劑的選擇 91\o"CurrentDocument"反應器速率模型 92醋酸乙烯合成反應器的選型 93反應條件選擇 93\o"CurrentDocument"反應器選型 93\o"CurrentDocument"反應物流參數 99\o"CurrentDocument"換熱任務核算 105\o"CurrentDocument"反應器構件計算 107反應ノ玉降^^^^ 111設備選型TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"R-201エ藝條件圖 112\o"CurrentDocument"反應器sw6校核 112\o"CurrentDocument"第四章氣液分離器設計 120\o"CurrentDocument"設計依據 120\o"CurrentDocument"設計目標 120氣液分離器的分類 120\o"CurrentDocument"立式和臥式重力分離器 120立式和臥式絲網分離器 120氣液分離器的設計（V-102以為例） 121氣液分離器エ藝參數 121\o"CurrentDocument"類型選擇 121\o"CurrentDocument"氣液分離器設計ー覽表 130\o"CurrentDocument"第五章泵的選型 131\o"CurrentDocument"概述 131\o"CurrentDocument"泵類型和特點 131\o"CurrentDocument"泵選型原則 132\o"CurrentDocument"具體泵的選型 135\o"CurrentDocument"選型方法 135j扌クjイLi_'LI,,"................................................................................................................................1P0306選型 137^[1居もg^\ 137\o"CurrentDocument"泵的工作曲線 139\o"CurrentDocument"泵的尺寸圖 139\o"CurrentDocument"泵的安裝信息 140\o"CurrentDocument"泵選型匯總 141\o"CurrentDocument"第六章儲罐、回流罐、緩沖罐的選型 1\o"CurrentDocument"選型依據 1\o"CurrentDocument"儲罐簡述 1\o"CurrentDocument"儲罐系列 2\o"CurrentDocument"選型原則 3儲罐 4醋酸 4\o"CurrentDocument"乙醛 4\o"CurrentDocument"醋酸乙烯 5\o"CurrentDocument"乙快 6選纟n果 7\o"CurrentDocument"回流罐選型 7設備選型TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"T-302回流罐 8\o"CurrentDocument"T-402回流罐 8\o"CurrentDocument"第七章壓縮機的選型 10\o"CurrentDocument"設計概述 10\o"CurrentDocument"選型依據 10\o"CurrentDocument"選型原則 11\o"CurrentDocument"壓縮機選型ー覽表 12設備選型第一章塔設備設計設計概述塔設備是化工、石油化工和煉油等生產中最重要的設備之ー。它可使氣(或汽)液或液液兩相進行緊密接觸,達到相際傳質及傳熱的目的。可在塔設備中完成的常見操作有:精億、吸收、解吸和萃取等。此外,エ業氣體的冷卻與回收、氣體的濕法靜制和干燥,以及兼有氣液兩相傳質和傳熱的增濕、減濕等。在化工廠中塔設備的性能對于整個裝置的產品產量、質量、生產能力和消耗定額，以及三廢處理和環境保護等各個方面都有重大的影響。據有關資料報道，塔設備的投資費用占整個エ藝設備投資費用的較大比例,它所耗用的鋼材重量在各類エ藝設備中也屬較多。因此塔設備的設計和研究受到化工、煉油等行業的極大重視。本章將對醋酸乙烯精制エ段中的醋酸乙烯精儲塔T-304進行設計。設計依據《化工設備設計全書ー塔設備》(2003-5)《壓カ容器》(GB150-2011)《塔式容器》(NB/T47041-2014)《壓カ容器封頭》GB/T25198-2010)《化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列》(HG/T20553-2011)《鋼制管法蘭、墊片和緊固件》(HG/T20592?20635-2009)《補強圈》(JB/T4736-2002)設備選型塔設備選擇塔設備選擇要求(1)生產能力大。在較大的氣液流速下,仍不致發生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞正常操作的現象;(2)操作穩定、彈性大。當塔設備的氣液負荷量有較大的波動時,仍能在較高的傳質效率下進行穩定的操作。并且塔設備應能保證長期連續操作;(3)流體流動的阻カ小,即流體通過塔設備的壓力降小。這將大大節省生產中的動カ消耗,以降低經常操作費用。對于減壓蒸億操作，較大的壓カ降還將使系統無法維持必要的真空度;(4)結構簡單、材料消耗小、制造安裝容易。可以減少基建過程中的投資費用;(5)耐腐蝕和不易堵塞,方便操作、調節和檢修。塔設備分類工業上通常選用的塔型主要為填料塔和板式塔兩種。它們都可以用作蒸僧和吸收等氣液傳質過程，但兩者各有優缺點，要根據具體情況選擇。(1)填料塔;塔內裝有一定高度的填料，是氣液接觸和傳質的基本構件；屬微分接觸型氣液傳質設備；液體在填料表面呈膜狀自上而下流動;氣體呈連續相自下而上與液體作逆流流動，并進行氣液兩相的傳質和傳熱；兩相的組分濃度或溫度沿塔高連續變化。(2)板式塔:塔內裝有一定數量的塔盤，是氣液接觸和傳質的基本構件；屬逐級(板)接觸的氣液傳質設備；氣體自塔底向上以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣液相密切接觸而進行傳質與傳熱;兩相的組分濃度呈階梯式變化。兩種塔型的比較見下表;表1-1填料塔與板式塔的比較塔型項目填料塔板式塔! 壓降 ]國小，較遒用す要求壓カ降小的場合1我大 1設備選型空塔氣速（生產能力）稍小，但新型填料也可比板式塔高些較大塔效率中1500mm以下效率高，塔徑增加,效率常會下降效率較穩定，大塔板比小塔板效率高液氣比對液體噴淋量有一定要求。適用范圍較大持液量較小較大材質可用非金屬耐腐蝕材料一般用金屬材料制作安裝檢修較困難較容易造價中800mm以下較便宜,直徑增大,造價顯著增加大直徑時造價較低質量較大較小塔型選擇一般原則選擇時應考慮的因素有:物料性質、操作條件、塔設備性能及塔的制造、安裝、運轉、維修等。（一）下列情況優先選用填料塔:（1）在分離程度要求高的情況下,因某些新型填料具有很高的傳質效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;（2）對于熱敏性物料的蒸儲分離,因新型填料的持液量較小,壓降小,故可優先選擇真空操作下的填料塔;（3）具有腐蝕性的物料，可選用填料塔。因為填料塔可采用非金屬材料,如陶瓷、塑料等；（4）容易發泡的物料,宜選用填料塔。（二）下列情況優先選用板式塔:（1）塔內液體滯液量較大,操作負荷變化范圍較寬，對進料濃度變化要求不敏感，操作易于穩定;（2）液相負荷較小；（3）含固體顆粒，容易結垢，有結晶的物料，因為板式塔可選用液流通道較大的塔板，堵塞的危險較小；￠4）在操作過程中伴隨有放熱或需要加熱的物料,需要在塔內設置內部換熱組件，如加熱盤管，需要多個進料口或多個側線出料口。這是因為一方面板式塔的結構上容易實現，此外,塔板上有較多的滯液以便與加熱或冷卻管進行有效地傳熱;設備選型（5）在較高壓カ下操作的蒸億塔仍多采用板式塔。其他因素對塔設備選擇的影響（6）對于多數情況,塔徑小于800mm時,不宜采用板式塔,宜用填料塔。對于大塔徑,對加壓或常壓操作過程，應優先選用板式塔;對減壓操作過程，宜采用新型填料。（7）一般填料塔比板式塔重。（8）大塔以板式塔造價較廉。因填料價格約與塔體的容積成正比，板式塔按單位面積計算的價格，隨塔徑增大而減小。表1-2塔設備選型原則考慮因素 選擇順序塔徑800mm以下，填料塔大塔徑,板式塔具有腐蝕性的物料填料塔穿流式塔篩板塔噴射型塔污濁液體大孔徑篩板塔穿流式塔噴射型塔浮閥塔泡罩塔操作彈性浮閥塔泡罩塔篩板塔真空操作填料塔導向篩板網孔塔板篩板浮閥塔板大液氣比多降液管篩板塔填料塔噴射型塔浮閥塔篩板塔存在兩液相的場合穿流式塔設備選型填料塔塔型確定通過分析可知本項目具有大的液氣比,所以選擇板式塔。板式塔主要有篩板塔、浮閥塔和泡罩塔。板式塔的設計主要是選擇塔型、選擇流體流動形式、操作狀態ーー鼓泡或噴射態等。板式塔一般認為用于大型塔是經濟合理的,比一般填料塔具有效率高和能力大的優點。工業上需分離的物料及

其操作條件多種多樣,為了適應各種不同的操作要求，迄今已開發和使用的塔板

類型繁多。這些塔板各有各的特點和使用體系，現將幾種主要塔板的性能比較。

表1-3幾種塔板性能比較表塔盤類型 優點 缺點 適用場合泡單板成熟,操作穩定結構復雜，造價高,塔板阻カ大特別易堵塞的物系浮閥板效率高，范圍廣浮閥易脫落分離要求高、負荷變化大篩板結構簡單,造價低易堵塞，操作彈性小分離要求高、塔板數較多舌型板結構簡單,阻カ小操作彈性底，效率低分離要求低的閃蒸塔塔型的結構與選擇。篩板塔和其他幾類塔板相比,具有結構簡單、造價低,生產能力大，操作彈性大,塔板效率較高的優點。但是，篩板塔缺點是易堵塞,操作彈性小。導向篩板塔是20世紀60年代開發應用的ー種新型塔器，自問世以來,在石化、化工、化纖、香料、酒精、原子能等エ業中得到了廣泛地應用。這種塔型主要是在普通篩板的基礎上進行了兩項改進:（1）塔板上除了篩孔外，還開有一定數量的導向孔,從導向孔水平噴出的氣體，對板1上液體有推進作用,這樣有效地減少或消除了液面梯度和液相返混。（2）在液體進ロ區設置了鼓泡促進器，使液體ー進入塔板即被鼓泡活化,增大了有效傳質面積。與傳統塔型相比,導向篩板塔的生產能力大、壓カ降低、傳質效率高。并且結構簡單,造價低廉，維修方便。綜上所述,我們選用導向篩板作為塔板。除了塔板結構之外，塔的其他附件也十分重要，塔設備的總體結構均包括:ab合肥工業大學（宣城校區）人齊發車團隊設備選型塔體、內件、支座及附件。塔體是典型的高大直立容器,多由筒節、封頭組成。當塔體直徑大于800mm時,各塔節焊接成一個整體;直徑小的塔多分段制造,然后再用法蘭連接起來。內件是物料進行エ藝過程的地方,由塔盤或填料支承等件組成。支座常用裙式支座。附件包括人、手孔,各種接管、平臺、扶梯、吊柱等。板式塔塔板選擇本項目采用的高效導向篩板，由北京化工大學的李群生設計。一種導向篩板塔，包括塔體(6)、塔板(4)、受液盤(1)、降液管(2)、溢流堰,在開有篩孔的塔板上設有導向孔,其特征在于:每個導向孔為側面開縫并與塔板相連的凸起，且開縫的水平中心線與塔板水平方向平行,使導向孔噴出的氣體完全沿水平方向推動液體前進;在塔板的不同區域,導向孔呈非均勻分布，且每個導向孔對稱中心線與塔板的溢流堰中心線方向有轉角，導向孔的分布及轉角以:從導向孔噴出的氣體推動液體前進,傳遞給液體的動量與液體克服前進阻カ所需要的動量相等的原則布置,在塔板上設有凸起的斜臺狀鼓泡促進器,鼓泡促進器上亦有篩孔及導向孔。(2)根據叔利要求1所述的篩板塔,其特征在于，塔板上導向孔分布及裝角布置按照以下的塔板上液體不同區域的流速分布公式確定:TOC\o"1-5"\h\z讐+爭=0 ①oxoyタ鬻=ー瓦+〃式翳+ボ)一;+T"-Wx) ②タ肝=ー募+氏顎+診ー紅y+T-y-も) ③公式中:P—流動微元體所受的壓カ; p 液體密度;等,嚓ー一速度U對t的隨體導數;內ーー湍流粘性系數;Uy,ux 液體的速度向量; h 液層高度TSX,TSy 單位面積板面對微元流動體的曳カ;TVX,TVy——氣體穿過液層時單位面積板面每秒帶走的動量;設備選型TVX,TVy 導向孔氣體每秒帶入液層中的動量。（3）根據權利要求1所述的篩板塔,其特征在于,塔板導向孔對稱中心線與塔板的溢流堰中心線方向的轉角在塔板中心區域呈0-30。范圍變化，在兩側弓形區域呈0-90。范圍變化。（4）根據權利要求1所述的篩板塔，其特征在于，導向孔與塔板相連的凸起呈圓弧狀過渡，使開縫水平中心線與塔板水平方向平行。（5）根據權利要求1所述的篩板塔,其特征在于,鼓泡促進器背流面與塔板的水平方向呈1-30。傾角。（6）根據權利要求1所述的篩板塔，其特征在于,塔板上設有誘導液體向兩側弓形區域流動的導流板。（7）根據權利要求1所述的篩板塔，其特征在于，溢流堰上開有缺口。當板式塔用于傳質過程時,由于物料在塔板上需要從上游向下游流動,這樣就有一個液位落差,而且如果物料粘度越大,液流路線越長,液位落差就越大。液位落差的存在,致使上游物料液層厚實而下游物料液層較薄,這樣在上游上升氣體難以穿過塔板引起塔板上液體鼓泡，在下游氣速過大會將過薄的液層吹開,氣液在塔板上不能均勻流動，降低了塔板效率和生產能力。所以如何使氣液在各塔板上均勻流動是板式塔設計的關鍵。中國專利912070846公開了一種低溫精館塔導向篩板,該專利在塔板上除均勻分布有篩孔外,還均勻分布有導向孔,且該導向孔的對稱中心線與篩板平面的垂直線構成銳角，這樣使通過該孔的氣流向上方傾斜噴出,利用氣體斜噴時在水平方向的分量推動液體沿塔板流動，使篩板上的整個液層的厚度差減小,達到改善氣液分布均勻的作用。但是該專利采用同向、均勻分布的導向孔，不能完全滿足塔板液流均勻、穩定分布的需要,因為通常在圓形塔板中間液體流動較快，而兩側液體流動較慢，尤其在塔板兩側的弓形區域內液流不均勻,甚至會使兩側出現液相返混,降低塔板效率。另外,從導向孔斜向上方噴出的氣流容易帶著霧滴進入上層塔板,造成霧沫夾帶現象。除此之外,該設計的氣流容易帶著霧滴進入上層塔板，造成霧沫夾帶現象。除此之外，該專利沒有克服目前常用的塔板存在的“非活化區’’問題，即:在液流的上游區域，由于液體在從降液管流下的過程中，釋放了所含的氣體,因此剛進入上游區域的液體是實在的液體,難以被上升的氣體穿過而形起鼓泡（氣液是在鼓泡表面進行傳質

設備選型的）,這樣在塔板上形成“非活化區’一般達30%左右,極大的影響塔板效率和生產能力。當液面梯度較大，大到降液管內液體達到上層塔板.上溢流堰時,就會出現液泛,此時上層塔板的液體流不下來,整個塔上每層塔板的液體都流不下來，塔的操作陷入癱瘓狀態,需要停車處理。本發明針對現有技術的不足,解決塔板不同區域氣液穩定、均勻分布及減少塔板“非活化區’’等影響塔板效率的技術問題，設計出ー種高效導向篩板,從而大幅度提高導向篩板塔的分離效率和生產能力,同時可以防止堵塔和液泛發生，尤其適合高粘度物料的精億。本發明采取的主要技術方案:包括塔板、塔體、塔板上有受液盤、降液管、溢流堰，在開有篩孔的塔板上設有導向孔,每個導向孔為側面開縫并與塔板相連的凸起，且開縫的水平中心線與塔板水平方向平行,使導向孔噴出的氣體完全沿水平方向推動液體前進。在塔板的不同區域,導向孔呈非均勻分布,且其對稱中心線與塔板的溢流堰中心線方向有0-90°轉角,促使塔板上不同區域液流分布均勻、穩定。從塔板不同區域的氣液動量衡算出發,導向孔的分布及轉角按照從導向孔噴出的氣體推動液體前進，傳遞給液體的動量與液體克服前進阻カ所需要的動量相等的原則布置。此外,為了有效的減少“非活化區”，本發明在塔板上設有凸起的斜臺狀鼓泡促進器，將上游區域的液層厚度降低，同時使液流的跡徑發生變化,誘導和促進液體發生鼓泡。該促進器背流面與塔板的水平方向呈1-30°傾角。除此之外,本發明在塔板上設有誘導液體向兩側弓形區域流動的導流板。使塔板流動均勻。溢流堰上開有缺口，控制液流路徑,起到均布的作用。上述的導向孔分布及轉角布置按照以下塔板上液體不同區域的流速分布公式確定:TOC\o"1-5"\h\zduxduy. 公 +--=0 （1）dxdyDuxDtdPd2Uxd2Ux,し DuxDtー菽+”,（前?守）——%）DuyDuy dP .d2up = 1-H~7Dt dydy282Uy1 ,上述塔板導向孔對稱中心線與塔板的溢流堰中心線方向的轉角在塔板中心設備選型區域呈0-30。范圍變化,在兩側弓形區域呈0-90°范圍變化。上述凸起的斜臺狀鼓泡促進器是截面為三角形凸起斜臺。上述導向孔與塔板相連的凸起呈圓弧過渡,至使開縫水平中心線與塔板水平方向平行。本發明的效果（1）本發明根據塔板不同區域液流穩定、均勻流動的需要合理設置和分布導向孔，且導向孔的開縫方向與水平方向平行,使從其中噴出的氣體,水平推動塔板上液體均勻前進，使其流動接近于“活塞流’’,提高;了塔板的傳質效率。同時,強化物料在塔板上的流動，避免了粘性物料、大直徑塔等的液面落差大、易堵塔、液泛、霧沫夾帶、液相返混等問題。（2）設在液流上游的鼓泡促進器誘導液體鼓泡,基本消滅了塔板上的“非活化區”（可由30%降至5%左右）。增大了塔板上氣泡數量和氣液接觸面積，大幅度地提高了板效率。同時增大了氣液通道和塔的生產能力。本發明使塔板效率提高20~50%,生產能力提高30~80%以上,提高了產品質量，降低了生產消耗，節能達50%（與鼓泡塔相比）,可擴產100%。且重量輕、成本低，其造價相當于泡罩塔板的40~50%,浮閥塔板的60~70%,降低了一次性投資。具體實施方式:圖1是本發明導向篩板塔局部結構原理圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是鼓泡促進器的結構。圖4是導向孔結構圖。以下結合附圖,對本發明進一步詳細說明。如圖1、圖2、圖3所示本導向篩板塔由塔體6、塔板4、受液盤1、降液管2、導向孔3、鼓泡促進器5、溢流堰內14、溢流外堰13、導流板12組成。在開有篩孔11的塔板上，設有導向孔3,每個導向孔為與塔板相連圓弧過渡的凸起,側面開縫，且開縫的水平中心線與塔板水平方向平行,使導向孔噴出的氣體完全沿水平方向推動液體前進。導向孔呈非均勻分布,在塔板中心區域的導向孔開縫方向與塔板溢流堰中心線方向轉角呈〇。左右，兩側弓形區域的導向孔開縫方向設備選型與塔板溢流堰中心線方向轉角呈1-30°不等,塔板各區域的導向孔分布密度及轉角布置根據不同區域的流速進行動量衡算,即:以從導向孔噴出的氣體推動液體前進，傳遞給液體的動量與液體克服前進阻カ所需要的動量相等。不同區域的流速分布公式:運+弧=0 ①dxdy此外,為了有效的減少“非活化區’’,本發明在塔板上游區域設有凸起的斜臺狀鼓泡促進器5,將上游區域的液層厚度降低，同時使液流的跡徑發生變化,誘導和促進液體發生鼓泡。該促進器背流面與塔板的水平方向呈1-30。傾角。本發明導向篩板塔的工作過程如下:自上層塔板降液管2流下的液體，經過塔板4上游鼓泡促進器5時厚度被減薄,同時被誘導出現氣泡，沿塔板向下游流動。氣體從塔板4下方以一定的氣速通過塔板上的導向孔3和篩孔11,通過篩孔的氣體繼續上升至上ー層塔板。通過導向孔的氣體水平前進,將動能傳遞給液體,從而推動液體沿水平方向均勻穩定流動至更下ー層塔板，氣體則上升至上ー層塔板,完成一個塔板的傳質過程。理論上已證明，當液體沿塔板均勻流動接近于“活塞流’’時,塔板的分離效率最高;本發明中合理設置和分布導向孔,使從其中噴出的氣體,水平推動塔板上液體均勻前進，使其流動接近于“活塞流”，提高了塔板的傳質效率。同時，本發明強化物料在塔板上的流動，避免了粘性物料、大直徑塔等的液面落差大、易堵塔、液泛等問題。設在液流上游的鼓泡促進器誘導液流鼓泡,基本消滅了塔板上的“非活化區''，增大了塔板上氣泡數量和氣液接觸面積,大幅度地提高了塔板效率。根據實驗本塔板傳質效率是75~95%,阻カ降約為10~40mm水柱/板。同時增大了氣液通道和塔的生產能力。本發明可根據實際エ藝要求設計塔體直徑和安裝塔板層數。設備選型流股介質組成與選材（以醋酸乙烯精制塔T-304為例）設備內流股介質名稱、組成（質量分數）和質量流量:表1-4設備內介質名稱、組成和質量流量介質名稱 質量分數 質量流量kg/hC2H200CH3C00H0.01364312197.0209392CH3CH01.31E-121.89E-08WATER4.85E-157.01E-11DXC0.0002220483.206598949VAC0.98612975914240.74609CH3CH05.07E-060.07326295C0200可見,醋酸乙烯精制塔內內部介質主要為醋酸乙烯和醋酸,其余物質含量過低,可忽略不計。查《腐蝕數據手冊》可得,以上四種介質對碳鋼耐腐蝕性能優設備選型良,考慮到綜合強度及經濟性,決定塔體、封頭和塔內件均選用S31608。設計壓カ與設計溫度該T-304醋酸乙烯精儲塔的操作壓カ為!baro根據GB150-2011,設計壓カ為設計溫度下的最大工作壓カ，一般為正常工作壓力的1.05?1.1倍。這里取塔設計壓カ為1,1bar〇全塔溫度為72.3℃?116.3℃,設計溫度需要比操作溫度高15?30℃,因此取設計溫度為135℃。醋酸乙烯精僧塔實際塔板數和進料板Aspen給出的設備塔板數及進料板位置:表1-5塔板數及進料名稱塔板數加料板位置醋酸乙烯精備塔2215Aspen模擬得出的塔板數為理論板數，塔頂采用全凝器，故所有的板均為理論板。當塔板設計合理且操作條件在正常范圍內時,則板效率比較固定,不易受設計條件或操作條件的變化而變化。因此,物料性質是影響塔板效率的最重要的因素，取CTconnell法計算塔效率:ET=0.49x(ax/z)-0-245.其中a:兩組的相對揮發度。經A叩en模擬得醋酸和醋酸乙烯的相對揮發度為4.7〇〃：以加料摩爾組成為準的液體平均摩爾黏度。進料平均摩爾黏度為0.2702cPo經計算得ら■=0.49x(4.7x0.2702) =0.462所以實際塔板數為Nt=S=JW=47.8,向上圓整為48塊。實際進料塔板為N『1=察=息=32.6,向上圓整為33塊。

設備選型設計條件匯總表1-6設計條件匯總表設計條件參數設計壓カ/MPal.lbar設計溫度/七135實際塔板數48加料位置33塔體材料S31608塔設備基礎數據.!塔徑的初步設計塔徑的確定應當根據液氣處理量,保證塔的操作條件既不會達到液泛,也有較好的傳質性能。傳統的計算塔徑的方法，是根據液泛氣速的經驗關聯式，算出泛點氣速,再取一定的系數得出操作氣速，從而算出塔徑。為提高設計效率和準確性，我們采用的是AspenRadfrac模塊中的塔內件功能,進行初步設計。輸入起始塔段為2,結束塔段為21,塔板類型選用篩板（sieve）,初步設定塔板流型為單溢流型。Aspen對塔的內徑進行自動設計,得到結果如下:ナゴ題: 導入侵ま導工模灰査谷等仁會発名啓依妁塔通東珞式 內部其な塔重/填料興ラ壞な毒掲信里 填氣耳う里 塔區生肖/塔段ア高 洋編情況交互S計計重塔建SIEVE 1meter125466meterエ風」圖1?1Aspen計算圖得到塔徑為1.25466in,常用標準塔徑如下:表1-7常用標準塔徑（mm）400500600700800100012001400160020002200故將塔徑向上圓整為1400mm〇設備選型塔內件初步設計(1)板上流液形式T-304塔徑為1400mm,塔內最大液相流量為22m3/ho根據表1-8的塔板流型表,可確定選擇塔板流型為單溢流型,證明前述初步設置的單溢流型較為合理。表1-8塔板流型表塔徑(mm)/r