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乙烯精馏塔设计,2.7万字 60页摘要在化学工业中，物质的分离是不可或缺的重要一环，而精馏则是应用十分广泛的一种物质分离提纯方法，在工业特别是石油炼化工业中有举足轻重的地位。鉴于石油炼化工业乃在国民经济生产中的命脉，研究和发展精馏工艺成了重要课题。精馏塔是一种大型的化工设备，分为板式塔和填料塔两大类；精馏塔的设计颇为复杂...
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乙烯精馏塔设计
2.7万字 60页
摘要
在化学工业中，物质的分离是不可或缺的重要一环，而精馏则是应用十分广泛的一种物质分离提纯方法，在工业特别是石油炼化工业中有举足轻重的地位。鉴于石油炼化工业乃在国民经济生产中的命脉，研究和发展精馏工艺成了重要课题。
精馏塔是一种大型的化工设备，分为板式塔和填料塔两大类；精馏塔的设计颇为复杂，分工艺设计和机械设计两大部分，工艺设计部分着眼在根据设计条件，结合物料的流体力学性质设计出相关整个分离流程，机械设计部分则重在结合材料的力学性质解决精馏塔的物质实体实现问题；进而，能够满足各种校核条件的才是真正可用的设计。
本设计为流量105Kmol/h的乙烯精馏塔，选用大连地区自然条件。
本设计的主要内容如下：
（1） 文献综述及工艺流程介绍
对该设计过程相关的理论指导进行详略得当的介绍，是设计的理论根据部分。分为乙烯和精馏塔两大部分作详细介绍。
（2） 工艺设计部分
根据进料条件和流体的性质，设计出整条流程线，是机械设计部分的基础。初步确定精馏塔相关参数为：
塔径1200mm；板间距450mm;总塔板数57块（其中精馏段30块）；塔总高36.26m;
操作弹性2.75；满足各项校核要求。
（3） 机械设计部分
根据工艺设计的结果完成精馏塔各零部件的强度、材料及尺寸的确定。确定塔的相关参数为：
塔壳材料为16MnR,厚度为16mm;风载荷、地震载荷、及危险截面应力校核满足要求。
（4） 个人重点部分
运用C语言程序进行逐板计算法，确定精馏段和提馏段塔板上的气、液相组成。
（5） 外文翻译部分
关键词：精馏、精馏塔、工艺设计、机械设计、操作弹性
目录
第一章 乙烯精馏塔设计文献综述
第一节 关于乙烯及其制取方法
1.1.1 乙烯生产概况……………………………………………3
1.1.2 乙烯生产方法概述………………………………………3
1.1.3 乙烯作为化工原料………………………………………6
第二节 精馏塔
1.2.1 填料塔……………………………………………………7
1.2.2 板式塔设计………………………………………………8
1.2.3 板式塔的性能要求………………………………………9
1.2.4 板式塔中气、液相的异常流动…………………………10
1.2.5 塔板上气液两相接触状态………………………………10
1.2.6 常用塔板的类型…………………………………………11
1.2.7 板式塔和填料塔的性能比较……………………………14
第二章 工艺流程简介
第一节 顺序分离流程…………………………………………… 16
第二节 前脱乙烷流程…………………………………………… 18
第三节 前脱丙烷分离流程……………………………………… 18
第四节 前、后加氢流程………………………………………… 18
第三章 工艺及结构设计计算
第一节 工艺设计计算
设计条件…………………………………………………………20
3.1.1 全塔的物料衡算…………………………………………20
3.1.2 平均分子量的计算………………………………………20
3.1.3 相对挥发度………………………………………………20
3.1.4 塔内气、液相流量………………………………………20
3.1.5 理论塔板数………………………………………………21
3.1.6 塔径的确定………………………………………………21
3.1.7 塔板布置、溢流装置
和其余结构尺寸的选取……………………………………24
3.1.8 浮阀尺寸与排列………………………………………25
3.1.9 塔板校核………………………………………………26
3.1.10负荷性能图……………………………………………28
第二节 结构设计计算
3.2.1 塔板结构设计…………………………………………32
3.2.2 塔底高度、塔顶高度，
人孔数，塔总高…………………………………………33
3.2.3 主要接管尺寸确定……………………………………34
3.2.4 仪表管…………………………………………………34
第三节 强度计算及校核
3.3.1 塔壳强度计算…………………………………………36
3.3.2 质量载荷计算…………………………………………36
3.3.3 塔的自振周期计算……………………………………37
3.3.4 地震载荷及地震弯矩计算……………………………37
3.3.5 风载荷及风弯矩计算…………………………………39
3.3.6 最大弯矩计算…………………………………………42
3.3.7 圆筒应力校核…………………………………………42
3.3.8 裙座壳轴向应力校核…………………………………47
3.3.9 基础环设计……………………………………………47
3.3.10 地脚螺栓…………………………………………… 48
3.3.11 裙座与塔壳对接焊缝校核………………………… 49
3.3.12 开孔补强计算……………………………………… 49
第四章个人重点专题 ………………………………………… 53
第五章参考文献附录……………………………………………57
2.7万字 60页
摘要
在化学工业中，物质的分离是不可或缺的重要一环，而精馏则是应用十分广泛的一种物质分离提纯方法，在工业特别是石油炼化工业中有举足轻重的地位。鉴于石油炼化工业乃在国民经济生产中的命脉，研究和发展精馏工艺成了重要课题。
精馏塔是一种大型的化工设备，分为板式塔和填料塔两大类；精馏塔的设计颇为复杂，分工艺设计和机械设计两大部分，工艺设计部分着眼在根据设计条件，结合物料的流体力学性质设计出相关整个分离流程，机械设计部分则重在结合材料的力学性质解决精馏塔的物质实体实现问题；进而，能够满足各种校核条件的才是真正可用的设计。
本设计为流量105Kmol/h的乙烯精馏塔，选用大连地区自然条件。
本设计的主要内容如下：
（1） 文献综述及工艺流程介绍
对该设计过程相关的理论指导进行详略得当的介绍，是设计的理论根据部分。分为乙烯和精馏塔两大部分作详细介绍。
（2） 工艺设计部分
根据进料条件和流体的性质，设计出整条流程线，是机械设计部分的基础。初步确定精馏塔相关参数为：
塔径1200mm；板间距450mm;总塔板数57块（其中精馏段30块）；塔总高36.26m;
操作弹性2.75；满足各项校核要求。
（3） 机械设计部分
根据工艺设计的结果完成精馏塔各零部件的强度、材料及尺寸的确定。确定塔的相关参数为：
塔壳材料为16MnR,厚度为16mm;风载荷、地震载荷、及危险截面应力校核满足要求。
（4） 个人重点部分
运用C语言程序进行逐板计算法，确定精馏段和提馏段塔板上的气、液相组成。
（5） 外文翻译部分
关键词：精馏、精馏塔、工艺设计、机械设计、操作弹性
目录
第一章 乙烯精馏塔设计文献综述
第一节 关于乙烯及其制取方法
1.1.1 乙烯生产概况……………………………………………3
1.1.2 乙烯生产方法概述………………………………………3
1.1.3 乙烯作为化工原料………………………………………6
第二节 精馏塔
1.2.1 填料塔……………………………………………………7
1.2.2 板式塔设计………………………………………………8
1.2.3 板式塔的性能要求………………………………………9
1.2.4 板式塔中气、液相的异常流动…………………………10
1.2.5 塔板上气液两相接触状态………………………………10
1.2.6 常用塔板的类型…………………………………………11
1.2.7 板式塔和填料塔的性能比较……………………………14
第二章 工艺流程简介
第一节 顺序分离流程…………………………………………… 16
第二节 前脱乙烷流程…………………………………………… 18
第三节 前脱丙烷分离流程……………………………………… 18
第四节 前、后加氢流程………………………………………… 18
第三章 工艺及结构设计计算
第一节 工艺设计计算
设计条件…………………………………………………………20
3.1.1 全塔的物料衡算…………………………………………20
3.1.2 平均分子量的计算………………………………………20
3.1.3 相对挥发度………………………………………………20
3.1.4 塔内气、液相流量………………………………………20
3.1.5 理论塔板数………………………………………………21
3.1.6 塔径的确定………………………………………………21
3.1.7 塔板布置、溢流装置
和其余结构尺寸的选取……………………………………24
3.1.8 浮阀尺寸与排列………………………………………25
3.1.9 塔板校核………………………………………………26
3.1.10负荷性能图……………………………………………28
第二节 结构设计计算
3.2.1 塔板结构设计…………………………………………32
3.2.2 塔底高度、塔顶高度，
人孔数，塔总高…………………………………………33
3.2.3 主要接管尺寸确定……………………………………34
3.2.4 仪表管…………………………………………………34
第三节 强度计算及校核
3.3.1 塔壳强度计算…………………………………………36
3.3.2 质量载荷计算…………………………………………36
3.3.3 塔的自振周期计算……………………………………37
3.3.4 地震载荷及地震弯矩计算……………………………37
3.3.5 风载荷及风弯矩计算…………………………………39
3.3.6 最大弯矩计算…………………………………………42
3.3.7 圆筒应力校核…………………………………………42
3.3.8 裙座壳轴向应力校核…………………………………47
3.3.9 基础环设计……………………………………………47
3.3.10 地脚螺栓…………………………………………… 48
3.3.11 裙座与塔壳对接焊缝校核………………………… 49
3.3.12 开孔补强计算……………………………………… 49
第四章个人重点专题 ………………………………………… 53
第五章参考文献附录……………………………………………57
