全国化工大赛-陕鼓杯-扬子石化年产13万吨PMMA项目 3-设备设计文档.docx

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合肥工业大学酯争朝烯队团队成员：侯鑫张宇迟璐璐刘权锋艾雪竹指导老师：杨则恒姚运金王莉杨庆春张卫新

合肥工业大学酯争朝烯队

团队成员：侯鑫张宇迟璐璐刘权锋艾雪竹

指导老师：杨则恒姚运金王莉杨庆春张卫新

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章塔设备设计 1

1.1设计说明 1

1.1.1生产要求 1

1.1.2塔型选择原则 2

1.2设计依据 3

1.3塔设备类型 3

1.4塔设备内件 4

1.5填料塔介绍 5

1.5.1散装填料 6

1.5.2规整填料 7

1.6板式塔介绍 8

1.6.1泡罩塔 8

1.6.2筛板塔 9

1.6.3浮阀塔 9

1.7塔设备计算示例（T0403） 9

1.7.1金属板波纹填料简介 9

1.7.2利用AspenPlus初步设计 10

1.7.3CUP-TOWER校核 15

1.8塔内构件设计 25

1.8.1液体分布器 26

1.8.2填料支承装置 27

1.8.3填料层顶部压板 28

1.8.4塔高的设计 29

1.9塔设备条件图 32

1.10SW6校核 33

第二章换热器设计 54

2.1设计依据 54

2.2换热器的分类 54

2.2.1按工艺功能分类 54

2.2.2按传热方式与结构分类 55

2.3管壳式换热器的选用 56

2.3.1温度 56

2.3.2压力降 56

2.3.3物流的安排 57

2.4换热器设计示例 58

2.4.1管壳程介质名称和组成 58

2.4.2换热器的选择 59

2.4.3箱体、壳体选择 59

2.4.4管壳程设计温度 60

2.4.5管壳程设计压力 60

2.4.6污垢热阻 60

2.4.7设计尺寸 60

2.4.8接管尺寸及方位 63

2.4.9换热器设备条件图 64

2.5换热器的机械设计及校核（SW6校核） 64

2.5.1选材 64

2.5.2管板的选择 64

2.5.3校核结果 66

第三章反应器设计 68

3.1设计概述 68

3.2设计依据 68

3.3反应器分类 69

3.4反应器设计的基本方法 69

3.5MTBE裂解反应器设计（R0201） 70

3.5.1设计基础 70

3.5.2MTBE裂解反应器设计 73

3.6反应器设备条件图（R0201） 84

3.7SW6校核 85

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第一章塔设备设计

1.1设计说明

塔设备是石油、化工、医药、轻工等生产中的重要设备之一，在塔设备内可进行气液或液液两相间的充分接触，从而使不同相之间进行质量传递和热量传递，实施相间传质。因此在生产过程中塔设备完成的单元操作通常有：精馏、吸收、解吸、萃取等，也可以进行介质冷却，气体的净制与干燥以及增湿等。

1.1.1生产要求

1、工艺性能好——塔设备要使气、液两相尽可能充分接触，具有较大的接触面积和分离空间，以获得较高的传质效率。

2、生产能力大——在满足工艺要求的前提下，要使塔截面上单位时间内物料的处理量大。

3、操作稳定性好——当气液负荷产生波动时，仍能维持稳定、连续操作，且操作弹性好。

4、能量消耗小——要使流体通过塔设备时产生的阻力小、压降小，热量损失少，以降低塔设备的操作费用。

5、结构合理——塔设备内部结构既要满足生产的工艺要求，又要结构简单、便于制造、检修和日常维护。

6、选材要合理——塔设备材料要根据介质特性和操作条件进行选择，既要满足使用要求，又要节省材料，减少设备投资费用。

7、安全可靠——在操作条件下，塔设备各受力构件均应具有足够的强度、刚度和稳定性，以确保生产的安全运行。

上述各项指标的重要性因不同设备而异，要同时满足所有要求很困难。因此，要根据传质种类、介质的物化性质和操作条件的具体情况具体分析，抓住主要矛盾，合理确定塔设备的类型。

1.1.2塔型选择原则

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。优先适用情况如下：

1、填料塔优先适用情况

（1