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雙爐雙塔工業萘連續精餾工藝系統設計
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  • 摘 要
    精萘是有機化學工業主要的芳香族原料，廣泛應用于生產合成纖維、橡膠、樹脂、染料以及制取炸藥、農藥等工業部門，是一種重要的化工原料。而精萘又是經過對工業萘的精制得到的，目前，除少數廠家根據需要生產精萘外，大部分廠家均生產工業萘產品，廣泛的用途及用量使工業萘的高效生產顯得尤為重要。工業萘生產是采用精餾方法將含萘餾分進行分餾，提取出工業萘產品。精餾方式分為間歇式和連續式兩種工藝流程。原料年處理量決定精餾方式，本套設計將采用與年原料處理量為 萬噸已洗酚萘洗三混餾分裝置相配套的連續式生產工藝，即雙爐雙塔工業萘連續精餾工藝系統。下面的設計過程將對工業萘的雙爐雙塔連續式精餾工藝流程進行詳細的敘述并對工藝系統中所使用的主體設備——工業萘初餾塔和工業萘汽化冷凝冷卻器進行全面的設計選型及校核計算。

    關鍵詞：工業萘；雙爐雙塔連續精餾工藝；工業萘初餾塔；工業萘汽化冷凝冷卻器
    目 錄
    摘 要 I
    ABSTRACT II
    第一章 引 言 1
    1.1 概述 1
    1.2 設計依據 6
    1.3 技術來源 6
    1.4 設計任務及要求 6
    第二章 雙爐雙塔工業萘連續精餾工藝系統主體設備之一——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 進料狀態 13
    2.3.4 加熱方式 13
    2.4 初餾塔所需理論塔板層數及回流比的確定 13
    2.4.1 求最小理論塔板數 13
    2.4.2 求最小回流比Rmin 14
    2.4.3 求實際塔板數 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 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 塔板布置及浮閥數目與排列 21
    2.7 塔板流體力學驗算 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 氣體通過浮閥塔板的壓強降(單板壓降) 23
    2.7.5 淹塔（降液管液泛）校核 24
    2.7.6 霧沫夾帶驗算——泛點率 25
    2.7.7 嚴重漏液校核 26
    2.8 塔板負荷性能圖 27
    2.8.1 霧沫夾帶線 27
    2.8.2 液泛線 27
    2.8.3 液相負荷上限線 28
    2.8.4 漏液線 29
    2.8.5 液相負荷下限線 29
    2.8.6 初餾塔的塔板負荷性能圖及操作彈性 30
    2.8.7 初餾塔（F1型浮閥塔）工藝設計計算結果 30
    2.9 初餾塔塔體及裙座的強度和穩定校核 32
    2.9.1 材料的選擇 32
    2.9.2 筒體和封頭壁厚計算 32
    2.9.3 塔體的強度和穩定校核 32
    2.9.4 裙座的強度和穩定校核 33
    2.10 各接管尺寸的確定及相應的開孔補強計算 34
    2.10.1 進料管 34
    2.10.2 釜殘液出料管 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 循環熱油蒸氣進口管 38
    第三章 雙爐雙塔工業萘連續精餾工藝系統主體設備之二——工業萘汽化冷凝冷卻器 39
    3.1 工業萘汽化冷凝冷卻器的工作原理 39
    3.2 工業萘汽化冷凝冷卻器的結構及工作流程 39
    3.3 工業萘汽化冷凝冷卻器的關鍵操作參數及設計條件 39
    3.4 筒體校核 40
    3.4.1 筒體的校核計算 40
    3.4.2 水壓試驗 41
    3.5 管箱的選型與校核 42
    3.5.1 封頭的選型及校核計算 42
    3.5.2 管箱法蘭的選型標準 43
    3.5.3 墊片的選型及應力校核 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 螺栓的選型與應力校核 46
    3.6.3 法蘭的選型及應力校核計算（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 應力校核 59
    3.8.1 管板組合應力校核 59
    3.8.2 換熱管拉脫應力的校核計算 62
    3.8.3 殼程圓筒軸向應力校核 64
    3.9 工業萘汽化冷凝冷卻器附件（折流板）的選型 64
    3.10 工業萘汽化冷凝冷卻器各接管的尺寸及相應的開孔補強結果 66
    第四章 雙爐雙塔工業萘連續精餾工藝系統的其它主要設備——轉鼓結晶機、管式加熱爐及酚油冷凝冷卻器 67
    4.1 轉鼓結晶機 67
    4.2 管式加熱爐 67
    4.3 酚油冷凝冷卻器 68
    第五章 雙爐雙塔生產工業萘的主要操作過程 69
    5.1 雙爐雙塔生產工業萘的開車操作過程 69
    5.1.1 開車前的準備 69
    5.1.2 開工和正常操作 69
    5.2 雙爐雙塔生產工業萘的停車操作過程 70
    5.2.1 正常停車 70
    5.2.2 緊急停車與暫時停車 70
    5.3 雙爐雙塔生產工業萘的正常操作過程 71
    5.4 雙爐雙塔生產工業萘過程中的不正常現象及其處理辦法（見表5-1） 72
    結束語 73
    參 考 文 獻 74
    致 謝 76 ...
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