全国化工大赛-恒逸石化杯-云南省安宁市安宁化工年产 12 万吨 VAM设备设计文档.docx

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皖西学院皖西学院

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2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计大赛

云南省安宁市安宁化工年产12万吨VAM

设备设计及选型说明书

设计团队

设计团队皖西学院亚砜团队

指导老师李刚金俊成王小艳徐光年

团队成员柯家骏张莹宋云飞何勇潘赛赛

TOC\o1-3\h\z\u第一章塔设备设计说明 3

1.1塔设备设计概述 3

1.1.1塔设备设计原则 3

1.1.2塔设备的设计目标 3

1.1.3塔型选择原则 4

1.2精馏塔T202的设计 6

1.2.1设计条件汇总 7

1.2.2塔设备设计方法 7

1.2.3流体力学数据 7

1.2.4填料段初步设计 10

1.2.5塔径圆整与水力学校核 14

1.2.6液体分布装置的选择 16

1.2.7T0202结构设计结果 18

1.2.8塔设备条件图 20

1.2.9塔体强度校核 21

1.2.8塔设计选型一览表 44

第二章换热器设计说明 44

2.1换热器选型设计概述 44

2.1.1设计依据 44

2.1.2换热器类型 44

2.1.3换热器的选型软件 47

2.2换热器选型示例：E105 48

2.2.1换热器选型参数设计 48

2.2.2换热器型式的选择 49

2.2.3换热器条件图 54

2.2.4技术特性 55

2.2.5设备校核 56

2.2.6换热器设计选型一览表 79

第三章反应器设计说明 80

3.1反应器设计目标 80

3.2VAM合成反应器设计 80

3.2.1反应历程 81

3.2.2反应机理 81

3.2.3工艺条件 83

3.2.4反应器的计算 83

3.2.5反应器的质量 88

3.2.6反应器设计小结 89

3.2.7反应器强度校核 90

第一章塔设备设计说明

塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，塔可以使气液相或者液液相之间进行紧密接触，达到较为良好的相际传质及传热的目的。

在塔设备中常见的单元操作有：吸收、精馏、解吸和萃取等。此外工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等效果。

1.1塔设备设计概述

1.1.1塔设备设计原则

（1）具有适宜的流体力学条件，可使气液两相良好接触；

（2）结构简单，处理能力大，压降低；

（3）强化质量传递和能量传递。

1.1.2塔设备的设计目标

作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相能充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求：

（1）生产能力大。在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液、或液泛等破坏正常操作的现象；

（2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作，并且塔设备应保证能长期稳定操作；

（3）流体流动的阻力小，即流体通过塔设备的压降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以降低正常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还将使系统无法维持必要的真空度；

（4）结构简单、材料耗用量小，制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用；

（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。

事实上，对于现有的任何一种塔器，都不可能完全满足上述所有要求，但是我们可以在某些方面做到独特之处。以此来达到较大的生产效率，提高企业的生产效益。

1.1.3塔型选择原则

1.1.3.1填料塔与板式塔的比较

塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。

表1-1填料塔和板式塔相比较

项目

填料塔

板式塔

散堆填料

规整填料

空塔气速

较小

大

比散堆填料大

压降

较小

小

一般比填料塔大

塔效率

小塔效率高

高（对大直径无放大效应）

较稳定，效率较高

液气比

对液体喷淋量有一定要求

范围大

适应范围大

持液量

较小

较小

较大

材质

可用非金属耐腐蚀材料

适应各类材料

金属材料

造价

小塔较低

较板式塔高

大直径塔较低

安装检修

较困难

适中

较容易

1.1.3.2塔型选择一般原则

选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。

（1）下列情况优先选用板式塔：

a.塔内液体滞液