年生产5万吨甲醇双塔精馏项目设计方案

4.5.2 塔总体高度计算 (1)塔顶封头

封头分椭圆形封头、蝶形封头等几种。

本设计采用椭圆形封头,由公称直径DN=1600mm,查得封头曲面高度h1=400mm,直边高度h2=25mm,封头的厚度??6mm,内表面积A?2.9007m2,容积V?0.5864m3[22]。则封头高度H1=h1+h2=400+25=425mm。

根据封头厚度6mm,查得厚度负偏差C1=0.25mm,腐蚀余量C2=1.9mm[22],则C1+C2=0.25+1.9=2.15mm 校核水压试验强度:

?T?(4-16)

式中:试验压力???1.25?PT?Di??e??0.9??s

2?e??????t?1.25?0.1431?0.179??a(t?200oC,??????t?1)

?e??n?C?6?2.15?3.85mm ?s?345MPa 得 ?T??T?Di??e?0.179??1600?3.85???37.284MPa

2?e2?3.850.9??s?0.9?0.85?345?263.925MPa

可见?T?0.9??s,所以水压试验强度足够,设计选用封头尺寸符合要求。 (2)塔顶空间

塔顶空间指最上层塔板与塔顶间距,有利于出塔气体夹带的液滴沉降。则

Ha?2HT?2?0.4?0.8m,考虑到需要安装除沫器,所以选取塔顶空间为HD?1.0m。

(3)塔底空间

塔底空间高度HB是指从塔底最下层塔板到塔底封头的底边处的距离,取釜液停留时间为5min,取塔底液面至最下一层塔板间距离为1.5m,则:

HB?tL?60?V塔釜贮液量—封头容积?1.5?n?1.5?1塔横截面积?D245?13.042?60?0.58643600?1.5?1.75m1?3.14?1.624(4)人孔

对于D?1000mm的板式塔,为安装、检修的需要,一般每隔6~8层塔板设一人孔。本设计共有32块塔板,需设置人孔三个,人孔处板间距Hp?700mm。人孔直径为600mm,其伸出塔体的筒体长为200~250mm,人孔距操作平台800~1200mm[19]。 (5)进料板处板间距

考虑在进口处安装防冲设施,取进料板处板间距HF=800mm (6)裙座

塔底常用裙座支撑,本设计采用圆筒形裙座。由于裙座内径>800mm,故裙座厚度取16mm[19]。

基础环内径:Dbi=(1600+2×16)-(0.2~0.6)×103=1232mm 基础环外径:Db0=(1600+2×16)+(0.2~0.6)×103=1832mm 圆整后:Dbi=1400mm Db0=2000mm

考虑到再沸器,取裙座高H2=2.2m,裙座采用圆筒型裙座,与塔体的焊接方式采用对接焊接接头[22]。 则塔总体高度为:

H=(N-2-nP)HT+HD+H1+npHp+ HF+HB+H2

=(32-2-3)×0.4+1.0+0.475+3×0.7+0.8+1.75+2.2 =19.125m

4.5.3 塔体壁厚计算 (1)选择钢材

因甲醇对塔体腐蚀性小,又是一般温度操作,故可选16MnR钢[23]。 (2)确定各设计参数

最大操作压力PW?130.13KPa,因一般精馏塔体都装设安全阀,取设计压力

PC?1.1?130.13?143.143KPa,设计温度 t?87.5?C;查得16MnR钢在设计温度87.5℃时

的许用应力为 ????170MPa;壳体采用双面焊对接接头局部无损检测,焊接接头系数

t??0.85;查《化工设备机械设计基础》得[22],钢板厚度负偏差C1=0.25mm,取腐蚀余量

C2=1.9mm;则厚度附加量C?C1?C2?0

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