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1、目录一、绪论3二、设计任务书4三、设计方案简介5四、填料塔的主要工艺尺寸计算8 4.1、物料衡算8 4.2、填料吸收塔的工艺尺寸计算10 4.3、填料层高度计算13 4.4、填料压降计算13五、填料塔内部结构设计145.1、泵的选择145.2、工艺管道的材质选择145.3、液体分布器设计145.4、液体再分布器设计165.5、支承板的设计175.6、压板的选取18六、壁厚的计算186.1、筒体的设计计算18 6.2、封头设计计算19 6.3、法兰和垫片的选取20七、各接管尺寸的设计 207.1、进气管直径207.2、出气管直径207.3、吸收剂进料管直径217.4、吸收剂进料管直径218、 设
2、计结果一览表219、 九、主要符号说明22十、参考文献22十一、设计总结23一、绪论此次课程设计是我们学完了大学的全部基础课和专业课之后进行的，也是学校对我们大学四年整个教学计划里的一个必不可少的总结性教学环节。在课程设计过程当中，理论联系实际，培养我们综合运用本所学基础理论知识，解决一特定设计任务的一次训练，对于培养我们独立工作和自学能力起到重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求我们加强训练。1 极大的巩固了我们大学四年所学的知识，是对之前知识的综合性检验。 2.查阅资料选用公式和搜集数据的能力。3树立正确的设计思想，掌握设计方法，并注意在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。4
3、用简洁文字和图表，清晰表达自己设计思想的能力。设计指导思想：满足工艺要求，在经济上合理，保证生产安全，设计符合国家相关标准等，满足环保要求。塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式，可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作，填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求：（1）生产能力大（2）分离效率高（3）操作弹性大（4）气体阻力小结构简单、设备取材面广等。 塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节，选择时应全面了解物料的性质、操作的条件、塔设备的性能以及塔设备的制造、安装、运转和维修等方面的因素。板式塔的研究起步较早，具有结构简单、
4、造价较低、适应性强、易于放大等特点。本次设计为填料吸收塔，板式塔就不必赘述。 填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下特点：生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。二、设计任务书1.设计题目炼油厂中催化裂化装置生产的富气用稳定汽油进行吸收。试设计一座稳定汽油吸收富气的填料吸收塔。2.设计任务富气处理量：10万吨年组成（乙烷）（丙烯）（丙烷）（异丁烷）（正丁烷）摩尔组成0.450.350.150.030.
5、021.00 富气组成： 吸收剂组成：组分C5H12C6以上组分总和摩尔组成0.150.851.00 吸收剂在该塔操作温度下不挥发。 分离要求：吸收率：98% 操作条件：平均操作压力：2MPa（绝） 平均液气比： 吸收剂温度30年工作时间8000小时填料类型：填料规格和类型自选 三、设计方案简介 稳定汽油吸收炼油厂催化裂化产生的富气，该设计任务是富气年处理量为10万吨，关键组分正丁烷的吸收分率大于等于98%。采用常规逆流操作流程。 首先，据富气处理量及关键组分的吸收分率，求出塔顶尾气的量及塔底吸收液的量，吸收剂汽油的进料量，再据富气及吸收剂的特性选择合适的填料（种类、材质、规格），该设计选取了
6、直径的拉西环填料，由此求取塔径及填料层高度。再由吸收条件，(绝),选择合适的钢号筒体和封头都选用。其次，塔内部构件及附属构件的设计与选取：液体分布器、液体再分布器、塔底支承板、塔顶压板、手孔、人孔。再次，各种接管的求取及法兰规格的查取，裙座、封头的设计求算等。即完成设计。最后，整体论证该塔的可行性及经济价值。组分气化分率e的计算（1）当组分为气体进料时，假设进料温度=35,操作压力P=2MPa时, 列表：组分i0.450.350.150.030.021.002.050.80.760.330.1 yi/Ki0.220.4380.2140.09680.21.16 =1.161,初始温度设置低，改设
7、为40，操作压力P=2MPa时, 列表：组分i0.450.350.150.030.021.002.110.850.760.360.25 yi/Ki0.2130.4120.1970.0830.080.985 =0.9851。说明初始温度过高，改设为37，通过查轻烃的p-T-K图，组分i0.450.350.150.030.021.002.090.820.720.340.23 yi/Ki0.2150.4260.2080.08820.0871.02 因=1.021。所以此温度符合条件，即露点温度为37.（2）当泡点进料,设温度T=20， 操作压力P=2MPa时，查轻烃的p-T-K图，组分i0.450.
8、350.150.030.021.001.60.570.440.230.15 0.720.200.08750.01320.0031.02因为=1.021。所以此温度符合要求，即此组分的泡点温度为T=20根据泡露点温度假设一温度T=35,e=0.95则列表：组分i0.450.350.150.030.021.002.050.80.70.330.1 =0.15720.46190.21550.084750.071450.9908调整后0.15870.46620.21750.08550.07211.00000.31110.34770.14790.027360.017450.85151调整后0.36540.
9、40830.17370.032120.020481.0000原料温度T=80 操作压力P=2MPa,列表计算液相焓hF组分i3042445858 0.450.350.150.03 0.02 1.00120186 117 114 48 16203734.2772.2198.36 55.686380.44所以=6380.44KJ/Kmol。进料温度T=35操作压力P=2MPa时组分气相焓列表：组分i 30 42 44 58 58 0.450.350.150.030.021.0096 170 100 159 104 12962499660276.66120.644852.3 所以=4852.3KJ/
10、Kmol进料温度T=35操作压力P=2Mpa时组分液相焓列表：组分i 30 42 44 58 58 0.210.410.210.0430.1271.0000 96 94 23.5 86 21 604.81618.68794.64214.48154.693387.286 所以hl= =3387.286KJ/Kmol由热量平衡式求汽化分率e e=0.945与假设的e=0.95基本相符 即取e=0.95 四、填料塔的主要工艺尺寸计算4.1、物料衡算（1）、物料计算混合组分的处理量:G=10万吨/年年混合组分的气相量处理量：G=10104103/8000=12500Kg/h =M1y1+M2y2+M3
11、y3+M4y4+M5y5=300.45+420.35+440.15+580.03+580.02=37.7g/mol富气的混合摩尔流量：F=12500/37.7=331.565Kmol/h 关键组分C4H10吸收分率为98%当温度为35时，原料各组分各自的平衡常数如下表：组分C20C3-1C30iC40nC402.050.80.70.330.10 在最小液气比下，理论级数最多。此时关键组分C4H10的吸收因数为： = =0.98， 由，=0.10.98=0.098得=1.5=1.50.098=0.147关键组分的吸收因子为：=0.147/0.1=1.47（2）理论板数由 求得 9 理论级圆整后取为8。各组分及=0.147，求得，再由及N=8，求各组分吸收分率：组分异丁烷正丁烷2.050.80.70.330.10.0710.1840.210.4451.47
