雙爐雙塔工業(yè)萘連續(xù)精餾工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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- 摘 要
精萘是有機(jī)化學(xué)工業(yè)主要的芳香族原料，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)合成纖維、橡膠、樹(shù)脂、染料以及制取炸藥、農(nóng)藥等工業(yè)部門，是一種重要的化工原料。而精萘又是經(jīng)過(guò)對(duì)工業(yè)萘的精制得到的，目前，除少數(shù)廠家根據(jù)需要生產(chǎn)精萘外，大部分廠家均生產(chǎn)工業(yè)萘產(chǎn)品，廣泛的用途及用量使工業(yè)萘的高效生產(chǎn)顯得尤為重要。工業(yè)萘生產(chǎn)是采用精餾方法將含萘餾分進(jìn)行分餾，提取出工業(yè)萘產(chǎn)品。精餾方式分為間歇式和連續(xù)式兩種工藝流程。原料年處理量決定精餾方式，本套設(shè)計(jì)將采用與年原料處理量為 萬(wàn)噸已洗酚萘洗三混餾分裝置相配套的連續(xù)式生產(chǎn)工藝，即雙爐雙塔工業(yè)萘連續(xù)精餾工藝系統(tǒng)。下面的設(shè)計(jì)過(guò)程將對(duì)工業(yè)萘的雙爐雙塔連續(xù)式精餾工藝流程進(jìn)行詳細(xì)的敘述并對(duì)工藝系統(tǒng)中所使用的主體設(shè)備——工業(yè)萘初餾塔和工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)選型及校核計(jì)算。
關(guān)鍵詞：工業(yè)萘；雙爐雙塔連續(xù)精餾工藝；工業(yè)萘初餾塔；工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 引 言 1
1.1 概述 1
1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 6
1.3 技術(shù)來(lái)源 6
1.4 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 6
第二章 雙爐雙塔工業(yè)萘連續(xù)精餾工藝系統(tǒng)主體設(shè)備之一——初餾塔 7
2.1 初餾塔的選型 7
2.2 初餾塔全塔物料衡算 7
2.2.1 原料處理量 7
2.2.2 原料組成及各組分的含量 7
2.2.3 初餾塔物料平衡 8
2.3 初餾塔操作條件的確定 9
2.3.1 操作壓力 9
2.3.2 操作溫度 10
2.3.3 進(jìn)料狀態(tài) 13
2.3.4 加熱方式 13
2.4 初餾塔所需理論塔板層數(shù)及回流比的確定 13
2.4.1 求最小理論塔板數(shù) 13
2.4.2 求最小回流比Rmin 14
2.4.3 求實(shí)際塔板數(shù) 14
2.4.4 加料板位置的確定 15
2.5 初餾塔——F1型浮閥（重閥）精餾塔主題工藝尺寸的計(jì)算 16
2.5.1 塔徑 16
2.5.2 塔高 18
2.5.3 溢流裝置——單溢流弓形降液管的堰長(zhǎng) 19
2.5.4 弓形降液管的出口堰高 19
2.5.5 弓形降液管寬度和面積 20
2.5.6 降液管底隙高度 20
2.6 塔板布置及浮閥數(shù)目與排列 21
2.7 塔板流體力學(xué)驗(yàn)算 23
2.7.1 干板阻力 23
2.7.2 板上充氣液層阻力 23
2.7.3 液體表面張力所造成的阻力 23
2.7.4 氣體通過(guò)浮閥塔板的壓強(qiáng)降(單板壓降) 23
2.7.5 淹塔（降液管液泛）校核 24
2.7.6 霧沫夾帶驗(yàn)算——泛點(diǎn)率 25
2.7.7 嚴(yán)重漏液校核 26
2.8 塔板負(fù)荷性能圖 27
2.8.1 霧沫夾帶線 27
2.8.2 液泛線 27
2.8.3 液相負(fù)荷上限線 28
2.8.4 漏液線 29
2.8.5 液相負(fù)荷下限線 29
2.8.6 初餾塔的塔板負(fù)荷性能圖及操作彈性 30
2.8.7 初餾塔（F1型浮閥塔）工藝設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 30
2.9 初餾塔塔體及裙座的強(qiáng)度和穩(wěn)定校核 32
2.9.1 材料的選擇 32
2.9.2 筒體和封頭壁厚計(jì)算 32
2.9.3 塔體的強(qiáng)度和穩(wěn)定校核 32
2.9.4 裙座的強(qiáng)度和穩(wěn)定校核 33
2.10 各接管尺寸的確定及相應(yīng)的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 34
2.10.1 進(jìn)料管 34
2.10.2 釜?dú)堃撼隽瞎?37
2.10.3 回流液管 37
2.10.4 塔頂餾出物蒸氣上升管 38
2.10.5 循環(huán)熱油蒸氣進(jìn)口管 38
第三章 雙爐雙塔工業(yè)萘連續(xù)精餾工藝系統(tǒng)主體設(shè)備之二——工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器 39
3.1 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器的工作原理 39
3.2 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器的結(jié)構(gòu)及工作流程 39
3.3 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器的關(guān)鍵操作參數(shù)及設(shè)計(jì)條件 39
3.4 筒體校核 40
3.4.1 筒體的校核計(jì)算 40
3.4.2 水壓試驗(yàn) 41
3.5 管箱的選型與校核 42
3.5.1 封頭的選型及校核計(jì)算 42
3.5.2 管箱法蘭的選型標(biāo)準(zhǔn) 43
3.5.3 墊片的選型及應(yīng)力校核 44
3.5.4 等頭雙頭螺栓的選型 44
3.6 法蘭的選型及校核(以管箱法蘭為例) 45
3.6.1 墊片的選型與校核 45
3.6.2 螺栓的選型與應(yīng)力校核 46
3.6.3 法蘭的選型及應(yīng)力校核計(jì)算（以管箱法蘭為例） 48
3.7 管板及熱管的選型與校核 53
3.7.1 管板（管板的厚度及布管圓直徑的確定） 53
3.7.2 換熱管（管子的排列方式及管間距的確定） 56
3.8 應(yīng)力校核 59
3.8.1 管板組合應(yīng)力校核 59
3.8.2 換熱管拉脫應(yīng)力的校核計(jì)算 62
3.8.3 殼程圓筒軸向應(yīng)力校核 64
3.9 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器附件（折流板）的選型 64
3.10 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器各接管的尺寸及相應(yīng)的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)果 66
第四章 雙爐雙塔工業(yè)萘連續(xù)精餾工藝系統(tǒng)的其它主要設(shè)備——轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī)、管式加熱爐及酚油冷凝冷卻器 67
4.1 轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機(jī) 67
4.2 管式加熱爐 67
4.3 酚油冷凝冷卻器 68
第五章 雙爐雙塔生產(chǎn)工業(yè)萘的主要操作過(guò)程 69
5.1 雙爐雙塔生產(chǎn)工業(yè)萘的開(kāi)車操作過(guò)程 69
5.1.1 開(kāi)車前的準(zhǔn)備 69
5.1.2 開(kāi)工和正常操作 69
5.2 雙爐雙塔生產(chǎn)工業(yè)萘的停車操作過(guò)程 70
5.2.1 正常停車 70
5.2.2 緊急停車與暫時(shí)停車 70
5.3 雙爐雙塔生產(chǎn)工業(yè)萘的正常操作過(guò)程 71
5.4 雙爐雙塔生產(chǎn)工業(yè)萘過(guò)程中的不正常現(xiàn)象及其處理辦法（見(jiàn)表5-1） 72
結(jié)束語(yǔ) 73
參 考 文 獻(xiàn) 74
致 謝 76 ...
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