年产11.7万吨聚甲基丙烯酸甲酯项目设计3-1设备选型与典型设备设计.docx

设备选型与典型设备设计目录第一章设备总述11.1 概述11.2 过程设备类别11.3 过程设备设计与选型11.4 设备设计与选型主要内容11.5 应用软件汇总2第二章塔设备设计32.1 塔设备设计依据32.2 塔设务设计要求32.3 塔设备简介32.3.1 板式塔32.3.2 填料塔42.3.3 板式塔与填料塔的比较42.3.4 塔选3!的一般原则52.4 板式塔设备详细设计(以To1.O3为例)62.4.1 设备内介质名称及组成62.4.2 traysizing计算62.4.3 TrayingSizing核算72.4.4 cupTuwcr核算92.5 塔机械机构设计与校核132.5.1 提浓塔(To1.O3)结构计算132.5.2 提浓塔(T01.03)接管设计152.5.3 壳体厚度计算152.5.4 提浓塔(ToIO3)机械强度核算162.6 提浓塔(TOIo3)塔体计算与核算小结332.6.1 设计条件332.6.2 核算内容小结332.6.3 计算结果小站332.7 设备条件图34第三章换热器设计353.1 换热霜设计依据353.2 换热器简介353.3 换热港型号表示方法373.4 换热器选用原则373.4.1 基本要求373.4.2 介质流程373.4.3 终端温差383.4.4 液速383.4.5 压力降383.4.6 传热原系数393.4.7 污垢系数393.4.8 换热管393.5 换热器(EO3O5)设计实例40351设计条件403.5.1 换热器结构参数的确定43353机械结构校核483.5.4 选型结果513.6 换热器机枪强度校核513.7 设备条件图70第四章气液分离器的设计714.1 设计依据714.2 设计目标714.3 气液分阳零的分类714.3.1 立式和卧式熨力分离器714.3.2 立式和卧式丝网分离器714.4 气液分离器(VO2O2)的设计724.4.1 气液分离器(VO2O2)工艺参数724.4.2 类型选择724.4.3 尺寸设计72第五章泵755.1 系的概述755.2 系选皇原则755.3 泉类型和特点755.4 泉(P0201)选型实例775.4.1 工艺参数775.4.2 选里站果775.4.3 工作曲线图及安装尺寸图785.4.4 泵安装信息795.5 新型屏蔽泵的选用79第六章储城选型806.1 选型依据806.2 陆域系列806.3 概述816.4 储城的选型实例816.4.1 异丁烯储锻816.4.2 甲基丙烯酸甲酯储接826.4.3 甲醉储端82第一章设备总述1.1 雌本JJ目产品为聚甲基丙烯酸卬ATi(PMMsA),系统对于设的设计而言，在满足基本设计要求的前提卜，设备设计的主要准则是绿色环保,节能减排.达到一定的社会效益,其次是经济效益.PMMA的生产系统的设备工艺设计与选型是在物料衡舞和热显衡制的基础上进行的，其目的是决定工艺设备的类型、规格、主要尺寸和数I七为车间布置设计、施工图设计及非工艺设计项目提供足就的设计数据，过程设备公挑本的要求是满足安全性与经济性，安全是核心，在充分保证安全的前提下尽可能做到节能、环保、经济,在满足工艺要求的同时，过程设得也必保证有足够的强度，不会在操作过程中遭到破坏。1.2 过程设备类别过程设爵从总体上分为两类一类称定型设希或标准设备.就是按标准规范系列生产的，不用袋捏的设计雎位去做设备设计由一些加工厂成批成系列生产的设备，通俗地说，就是可以买到的现成的设备，如泵、风机、压缩机、大型储城等：另一类称非定型i殳备或非标准设备，是指规格和材料都是不定型的、需要专门设计的特殊设法，如小的储獗、塔器、反应潺等.1.3 过程设备设计与选型在满足工艺要求的前提下,为了确保安全与经济,过程设备应满足以下基本要求.其中包括合理性、可靠性和先进性、安全性、经济性.合埋性即设备必须满足工艺需求，与工艺流程、生产规模、工艺条件及工艺控制水平相适应，在设备的许可范围内,能的最大限吱地保证工艺的合理和优化并运转可停，可靠性和先进性即工艺设法的型式、牌号笠种多样,实现某一化工单元过程，可能有多种设替,要求设符运行可指.在可推的基础上考虑先进性,便干连续化和自动化生产，转化率、收率、效率要尽可能达到高的先进水平.在运找的过程中,波动越国小.保证运行质量可靠.操作上方便易行,行一定的弹性,维修容易,备件易于加工等.安全性即设备的选型和工艺设计要求安全可靠、操作稳定、无故瞪患，对工艺和建筑、地址、厂房等无苛刻要求，工人在掾作时劳动强度小，尽后避免高温高压高空作业，尽量不用有毒有宙的设需附件、附材，创造良好的工作环境和无污染。1.4 设备设计与选型主要内容(1)确定单元操作所用设备的类型,该工作应与工艺流程设计结合起来进行.(2)确定设备的材质.根窕工艺操作条件(温度、压力、介质的性质)利对设品的工艺要求确定符合要求的设备材质，该工作应与设备设计专业人员共同完成.(3确定设备的设计参数.设备的设计参数是由工艺流程设计、物料衡算、热衡算、设修的工艺计算多项工作得到的。时不同的设需，它们有不同的设计参数，对塔设备需要确定进出口物科的流量:、蛆成.海度、压力、塔径与塔的材质、填料类型与填料高衣或塔板类型与塔板数等对于布姆塔还要确定塔I冷凝器和塔底省沸零的热负荷、换热流体的种类等：对换热器.则需要知道热负荷、换热面积、冷热流体的种类及流Ah(4)确定定型设备(即标准设备)的型号或牌号以及数;也定型设在是一些加工厂成批、成系列生产的设;,即那些可以真接向生产厂家订货或购买的现成设备。对已有标准图纸的设笛，确定标准图的图号和型号，随着中国化工设备标准化的推进，有些本来用于非标设饴的化工装置.已逐步走向系列化'定型化.这些设爵包括换热器系列、容器系列、姬玻病设备系列以及冏泡罩、F1.里浮阀和浮阀塔塔盘系列等，它们已经有了国家标准.（5）对非标设备，向化工设的专业设计人员提出设计条件和设备草图，明确设备的型式,材质、基本设计参数、管口、维修安装要求、支承要求及其他要求（如防爆口、A孔、手扎、卸料口、液面计接口等）.（6）编制工艺设备一览表.在初步设计阶段.根据设备工艺设计的结果,端制工之设备览表，可按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制，初步设计阶段的工艺设备一览表作为设计说明行的组成部分提供给有关部门进行设计审查，1.5应用软件汇总表1-1应用软件亮表JKU6TT7VAspcnP1.us设得工艺参数设计AspcnTech公司AspenEDR换热潺设计AspcnTcch公111Cup-Tower塔设备流体力学设计中国石油大学（华东）SW6-20II设备机械强度结构设计或校核全国化工设的设计技术中心站AutoCAD谀备装配图绘制Autodesk公司Suco1.塔器计算SU1.ZBr公司第二章塔设备设计2.1 塔设备设计依据"匕工设备设计全书塔设备HGr2()643-2()1.2GB8175-2008HGzT21514-2014HGT20583-2011HG.T20570-1995JB.T4709-2(X)7HG20652-I998HG21594.216042014GBZT25198-2010GByT25198-2010NB.T47(MI-2OI4HGT21639-2(X)5£化工设备设计基础规定於殳茶及管道保温设计导则3铜制人孔和手孔的类型与技术条件3大纲到化工容器结构设许规定工艺系统工程设计技术规范学钢制压力容器焊接规程3£塔器设计技术规定不锈钢人、手孔X压力容器行头压力容潺封头£钢制塔式容器3塔顶吊柱2.2 塔设备设计要求（1）分恩效率高，达到定分岗程度所需塔的新度低；（2）生产能力大，单位塔截面枳处理量大：（3）操作弹性大对定的塔器,操作时气液流显的变化会影响分离效率.若符分得效率最高时的气液负荷作为最佳负荷点可把分离效率比最高效率下降15%的最大负荷与最小负荷之比称为操作弹性，易于稔定操作：（4）气体阻力小可使气体的输送功率消耗小。时出空精储来说，降低塔器对气流的阻力可战小塔顶、塔底间的压差，降低塔底操作的压强，从而可降低塔底溶液泡点，降低对塔釜加热剂的要求，还UJ防止塔底物料的分解；（5）结构简单.设备取材面广便干加工制造与维修.价格低廉,适用面广.2.3 塔设备简介塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中以更要的设备之一.它可使气（或汽）、液或液、液两相进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的.可在塔设备中完成的常见操作有：精匐、吸收、解吸和萃取等。而在化工生产中分离的能耗占主要部分，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的25.93%.因此，塔设备的设计和研究，对石油、化工等工业的发展起着理要的作用.按塔的内件结构分为板式塔和填料塔，它们都可以用作蒸馈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.23.1 板式塔塔内装有一定数埴的塔盘，是气液接触和传质的基本构件：腐逐缎板）接触的气液传质设品：气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层,使气液相密切接触而进行传原与传热：两相的i1.1.分浓度呈阶梯式变化.板式塔是分徼接触型气液传质谀备,种类繁多.在塔内彳I多层塔板,传热传质过程基本上在每层塔板上进行，塔板的形状、塔板结构或塔板上气液两相的去现，就成了命名这些塔的依据.诸如筛板塔、舌形板塔、斜孔板塔、波纹形板塔、泡胃t塔、浮同塔、喷射板塔、波纹传液塔、浮动喷射塔，对塔型的评价具体可以从生产能力、塔板效率、操作弹性、气体通过塔盘的压力降、造价和盘作毡否方便等方面来考虑.下面现将简单介绍几类主要塔的性能：塔Si浮回塔第板塔生产能力分H效率掾作弹性造馀压力降流优良优优优23.2 填料塔塔内装有一定岛度的填料，是气液接触和传质的基本构件：屈微分接触型气液传脑设备：液体在填料表面呈漠状自上而下流动；T体呈连续招自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相的传质和传热：两相的组分浓度或温度沿塔岛连续变化。填料塔中的传热和传质主要在填料表面上进行.因此填料的选择是填料塔的关犍.填料的种类很多,有拉西环境料、鲍尔环填料、矩鞍形填料'阶梯形填料、波纹填料、波网（丝网）填料、爆旋环填料、十字环填料等.坎科塔制造方便，结构筒单，便于采用耐粕蚀材料，特别适用于塔径较小的梢况，使用金属材料省，一次投资较少,塔高相对较低。表22"塔分奥与名不填料类型埴料名称拉西环形拉西环，十字环，内螺旋环*11，/开孔环形胞尔环，改进型纳尔环，阶梯环散装填料被形弧被形，矩鞍形，改进矩鞍形环鞍形金属环矩鞍形，金屈双班形，纳特环其他新里照料球形，花环形，麦物环形事直波型网波奴鞭，板波纹型皿型水平波纹型Spraypak,Panapak规整埴料珊格形G1.itschGrid非波蚊型板片膨压延金属