毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：年处理量1.0万吨甲苯-水混合液的填料塔的设计
函授站： 专业： 化工工艺 班级：xx
学生： xx 指导教师：
1．设计（论文）的主要任务及目标
塔设计计算：
a塔工艺计算（物料和能量衡算）
b 塔及塔板主要工艺尺寸的设计计算
⑶ 对苯精馏塔的流体力学验算
⑷ 相关辅助设备选型与计算
⑸ 设计结果及分析讨论
2．设计（论文）的基本要求和内容
⑴ 论文内容符合毕业设计撰写规范。
⑵ 数据可靠、真实，具有一定的代表性。
⑶ 计算过程细化、符合规范要求。
⑷ 要求论文图纸包括：生产工艺流程控制图、塔的部分装配图、X-Y图、塔板负荷性能图。
3．主要参考文献
⑴陆美娟.《化工原理》.化学工业出版社.2001年1月第1版
⑵冯伯华.《化学工程手册》第1、2、3、6卷.化学工业出版社.1989年10月第1版
⑶包丕琴.《华工原理课程设计指导书》.北京化工大学化工原理教研室.1997年4月
⑷陈洪钫.《化工分离过程》.化学工业出版社.1995年5月第1版
⑸陈钟秀.《化工热力学》.化学工业出版社.1993年11月第1
关键词：回流比、精馏、泡点进料、设备、试差
目 录
前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）
第1章 精馏方案的说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）
第1.1节 操作压力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（7）
第1.2节 进料状态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（8）
第1.3节 采用强制回流（冷回流）．．．．．．．．．．．．．．．（8）
第1.4节 塔釜加热方式、加热介质．．．．．．．．．．．．．．（8）
第1.5节 塔顶冷凝方式、冷却介质．．．．．．．．．．．．．．（8）
第1.6节 流程说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（8）
第1.7节 筛板塔的特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（9）
第1.8节 生产性质及用途．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（9）
第1.9节 安全与环保．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（11）
第2章 烯烃加氢饱和单元分析．．．．．．．．．．．．．．．．．（12）
第2.1节 反应机理及影响因素分析
第2.2节 物料平衡
第2.3节 能量平衡
第3章 精馏塔设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（12）
第3.1节塔的工艺计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.（12）
第3.2节塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算．．．．.（25）
第4章 塔的流体力学验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（31）
第4.1节校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（31）
第4.2节负荷性能图计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（34）
第5章 辅助设备选型计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（39）
第5.1节换热器的计算选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（39）
第5.2节 管道尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（44）
第5.3节 原料槽、成品槽的确定．．．．．．．．．．．．．．．．（45）
第6章 设计结果概要及分析讨论．．．．．．．．．．．．．．．（45）
第6.1节数据要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（45）
第6.2节设计特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（46）
第6.3节 存在的问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（46）
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（47）
符号说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（48）
附录1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）
附录2．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）
附录3．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）
附录4．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（52）
前言
本论文是针对工业生产中苯-甲苯溶液这一二元物系中进行苯的提纯精馏方案，根据给出的原料性质及组成、产品性质及组成，对精馏塔进行设计和物料衡算。通过设计核算及试差等计算初步确定精馏塔的进料、塔顶、塔底操作条件及物料组成。同时对精馏塔的基本结构包括塔的主要尺寸进行了计算和选型，对塔顶冷凝器、塔底再沸器、相关管道尺寸及储罐等进行了计算和选型。在计算设计过程中参考了有关《化工原理》、《化学工程手册》、《冷换设备工艺计算手册》、《炼油设备基础知识》、《石油加工单元过程原理》等方面的资料，为精馏塔的设计计算提供了技术支持和保证。
通过对精馏塔进行设计和物料衡算等方面的计算，进一步加深了对化工原理、石油加工单元过程原理等的理解深度，开阔了视野，提高了计算、绘图、计算机的使用等方面的知识和能力，为今后在工作中进一步发挥作用打下了良好的基础。
第1章 精馏方案的说明
本精馏方案适用于工业生产中苯-甲苯溶液二元物系中进行苯的提纯。精馏塔苯塔的产品要求纯度很高，达99.9％以上，而且要求塔顶、塔底产品同时合格，以及两塔顶温度变化很窄(0.02℃)，普通的精馏温度控制远远达不到这个要求。故在实际生产过程控制中只有采用灵敏板控制才能达到要求。故苯塔采用温差控制。
第1.1节 操作压力
精馏操作在常压下进行，因为苯沸点低，适合于在常压下操作而不需要进行减压操作或加压操作。同时苯物系在高温下不易发生分解、聚合等变质反应且为液体（不是混合气体）。所以，不必要用加压减压或减压精馏。另一方面，加压或减压精馏能量消耗大，在常压下能操作的物系一般不用加压或减压精馏。
第1.2节 进料状态
进料状态直接影响到进料线（q线）、操作线和平衡关系的相对位置，对整个塔的热量衡算也有很大的影响。和泡点进料相比：若采用冷进料，在分离要求一定的条件下所需理论板数少，不需预热器，但塔釜热负荷（一般需采用直接蒸汽加热）从总热量看基本平衡，但进料温度波动较大，操作不易控制；若采用露点进料，则在分离要求一定的条件下，所需理论板数多，进料前预热器负荷大，能耗大，同时精馏段与提馏段上升蒸汽量变化较大，操作不易控制，受外界条件影响大。
泡点进料介于二者之间，最大的优点在于受外界干扰小，塔内精馏段、提馏段上升蒸汽量变化较小，便于设计、制造和操作控制。
第1．3节 采用强制回流（冷回流）
采用冷回流的目的是为了便于控制回流比，回流方式对回流温度直接影响。
第1．4节 塔釜加热方式、加热介质
塔釜采用列管式换热器作为再沸器间接加热方式，加热介质为水蒸汽。
第1．5节 塔顶冷凝方式、冷却介质
塔顶采用列管式冷凝冷却器，冷却介质用冷却水。
第1．6节 流程说明
由于上游装置没有后加氢单元，所以在重整反应过程中生成的烯烃会带到本装置原料中， 烯烃的存在，会导致苯、甲苯产品的酸洗比色不合格，因此必须进行烯烃的加氢饱和。
本装置流程包括烯烃加氢反应单元和精馏单元两部分。
烯烃加氢反应单元：原料经过进料泵加压后进入换热器E101与反应生成油交换热量后，进入加热炉L101进行加热，再进入反应器R101，经过烯烃饱和加氢反应后进入热交换器E101冷却后，进入油气分离器V101，油进入精馏原料中间罐。
本精馏方案采用节能型强制回流进行流程设计，并附有在恒定进料量、进料组成和一定分离要求下的自动控制系统以保证正常操作。
精馏过程：30OC原料液从原料罐经进料泵进入原料换热器E102再经原料预热器进行预热进一步预热至泡点（97.65OC，加热介质为水蒸汽），温度升至约97.65oC,从进料口进入精馏塔T101进行精馏，塔顶气温度为81.52oC部分冷凝后的气液混合物进入塔顶冷却器（冷却介质为冷却水），冷凝后的物料进入回流罐V102，然后再通过回流泵，将料液一部分作为回流也打入塔顶，另一部分作为塔顶产品经产品冷却器进入产品储罐V103，再经产品泵P104/AB输送产品。塔釜内液体一部分进入再沸器E103，经水蒸汽加热后，回流至塔釜，另一部分与原料换热器换热后排入甲苯储罐。在整个流程中，所有的泵出口都装有压力表，所有的储槽都装有放空阀，以保证储槽内保持常压。
第1.7节 筛板塔的特性
筛板塔是最早使用的板式塔之一，它的主要优点：
（1）结构简单，易于加工，造价为泡罩塔的60%左右，为浮阀塔的80%左右；
（2）在相同条件下，生产能力比泡罩塔大20%-40%；
（3）塔板效率较高，比泡罩塔高15%左右，但稍低于浮阀塔；
（4）气体压力降较小，每板压力降比泡罩塔约低30%左右。
筛板塔的缺点是：小孔筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。
第1.8节 生产性质及用途
1.8.1 苯的性质及用途
苯是一种易燃、易挥发、有毒的无色透明液体，易燃带有特殊芳香气味的液体。分子式C6H6，相对分子量78.11，相对密度0.8794(20℃)，熔点5.51℃，沸点80.1℃，闪点-10.11℃(闭杯)，自燃点562.22℃，蒸气密度2.77kg/m3，蒸气压13.33kPa(26.1 ℃)， 标准比重为0.829。蒸气与空气混合物爆炸限1.4%～8.0%。不溶于水，与乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油混溶。遇热、明火易燃烧、爆炸。能与氧化剂，如五氟化溴、氯气、三氧化铬、高氯酸、硝酰、氧气、臭氧、过氯酸盐、(三氯化铝+过氯酸氟)、(硫酸+高锰酸盐)、过氧化钾、(高氯酸铝+乙酸)、过氧化钠发生剧烈反应，不能与乙硼烷共存。苯是致癌物之一。苯是染料、塑料、合成树脂、合成纤维、药物和农药等的重要原料，也可用作动力燃料及涂料、橡胶、胶水等溶剂。质量标准：见表1－1。
表1-1 纯苯质量标准（GB/T2283-93）
项目 指标
特级 一级 二级 三级
外观 室温（18~25℃）下透明液体，不深于每1000mL水中含有0.003g重铬酸钾溶液的颜色
密度（20℃）/kg/m3
沸程/℃
大气压下（80.1℃）
酸洗比色
溴价/(g/100mL)
结晶点/℃
二硫化碳/(gBr/100mL)
噻吩/(g/100mL) 876~880
中性实验 中性
水分 室温（18~20℃）下目测无可见不溶水
1.8.2 甲苯的性质
甲苯有强烈的芳香气味，无色有折射力的易挥发液体,气味似苯。分子式C7H8，相对分子质量92.130，相对密度0.866(20℃/4℃)，熔点-95～-94.5℃，沸点110.4℃，闪点4.44℃(闭杯)，自燃点480℃，蒸气密度3.14 kg/m3，蒸气压4.89kPa(30℃) 比重D 4℃20℃、0.866，，蒸气与空气混合物的爆炸极限为1.27%～7%。几乎不溶于水，与乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶。遇热、明火或氧化剂易着火。遇明火或与(硫酸+硝酸)、四氧化二氮、高氯酸银、三氟化溴、六氟化铀等物质反应能引起爆炸。流速过快(超过3m/s)有产生和积聚静电危险。甲苯可用氯化、硝化、磺化、氧化及还原等方法之前染料、医药、香料等中间体及炸药、精糖。由于甲苯的结晶点很低，故可用作航空燃料及内燃机燃料的添加剂。质量标准：见表1－2。
表1-2 甲苯质量标准（GB/T2284-93）
项目 指标
特级 一级 二级
外观 室温（18~25℃）下透明液体，不深于每1000mL水中含有0.003g重铬酸钾溶液的颜色
密度（20℃）/(kg/m3)
沸程/℃
大气压下（110.6℃）
酸洗比色
溴价/（gBr/100mL） 863~868
中性实验 中性
水分 室温（18~20℃）下目测无可见不溶水
第1.9 安全与环保
1.9.1 安全注意事项
苯类产品是易燃、易爆、有毒的无色透明液体，其蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物，因此，应特别注意防火，强化安全措施。
（1）不准有明火和火花，设备必须密封，以减少苯蒸汽挥发散发入容器中，设备的放散管应通入大气，其管口用细金属网遮蔽，使贮槽或蒸馏设备中的苯类产品不致因散出蒸汽回火而引起燃烧，厂房应设有良好的通风设备，防止苯类蒸汽的聚集。
（2）所有金属结构应按规定在几个地点上接地，为防止液体自由下落而引起静电荷的产生，将引入贮槽中所有管道均应安装到接近贮槽的底部，电动机应放在单独的厂房内。
（3）应设有泡沫灭火器和蒸汽灭火装置，不能用水灭火。
（4）工人进入贮槽或设备进行清扫或修理前,油必须全部放空,所有管道均需切断,设备应用水蒸汽彻底清扫后才允许进入并注意通风,检修人员没有动火证严禁在生产区域内动火。
（5）进入生产区域或生产无关人员，不得乱动设备和计量仪表等。
（6）及时清除设备管线泄漏情况，严防中毒着火、爆炸等事故的发生。
（7）泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，抑制蒸发。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
1.9.2 环境保护
认真执行环境保护方针、政策、坚持污染防治设施与生产装置同时设计、同时施工、同时投产。现将“三废”治理措施分析述如下：
（1）废水：各设备间接冷却水回收用于炼焦车间熄焦用，工艺产品分离水送往生化装置进行处理。设备冲洗水经初步沉淀和油水分离后送入生化处理。
（2）废气：水凝气体回收引入列管户前燃烧，产品贮槽加水喷淋装置和氮密封措施，防止挥发污染大气环境。
（3）废渣：生产过程中生产的废渣送往回收工段作为原料使用。
定期检测个生产岗位苯含量和生产下水中各污染均含量，严防超标现象的发生。
第2章 烯烃加氢饱和单元分析
2.1 反应机理及影响因素分析
（1）反应机理
单烯烃 CnH2n+H2→CnH2n+2
双烯烃 CnH2n-2+2H2→CnH2n+2
环烯烃
烯烃的加氢饱和反应也为耗氢和放热反应。
(2) 烯烃的加氢饱和反应过程的影响因素
烯烃的加氢饱和反应过程的影响因素除催化剂性能外，主要有原料性质、反应温度、反应压力、氢油比和空速等。
①原料性质
加工烯烃含量较高的原料时，需要较高的反应苛刻度（即较高的反应压力和反应温度，较低的反应空速）。此外一定要注意原料油罐的惰性气体保护，最好是直接进装置，避免中间与空气接触发生氧化生成胶质，导致催化剂失活加快。
②反应温度
反应温度通常是指催化剂床层平均温度。烯烃的加氢饱和反应是一种放热反应，提高反应温度不利于加氢反应的化学平衡，但能明显提高化学反应速度，提高精制深度。过高的反应温度会促进加氢裂化副反应的发生，使产品液体收率下降，导致催化剂上积炭速率加快，降低催化剂使用寿命；反应温度过低，不能保证将杂质除净。
在很高温度下，烯烃饱和度有一个明显的限制，结果使在高温操作比低温操作的产品中有更多的残存烯烃，当原料中有明显的轻组分，使用新催化剂时硫化氢与烯烃反应生成醇，在较低温度下操作可避免硫醇的生成。
根据催化剂活性和原料油中的烯烃含量，一般预加氢的反应温度为150～180℃。随着运转时间的延长，逐步提高反应温度，以补偿催化剂的活性降低。
③反应压力
当要求一定的产品质量时，压力的选择主要是考虑催化剂的使用寿命和原料油中的烯烃含量。一般而言，压力愈高，催化剂操作周期愈长；原料油烯烃含量愈高，选择操作压力也愈高。提高反应压力将促进加氢反应速度，增加精制深度，并可保持催化剂的活性。但压力过高会促进加氢裂解反应，使产品总液收下降，同时过高的反应压力会增加投资及运转费用。
④氢油比
所谓氢油比是反映标准状态时，氢气流量与进料量的比值。可用H2/HC表示。提高氢油比，不仅有利于加氢反应的进行，并能防止结焦，起到保护催化剂的作用。但是，在原料油进料一定的情况下，氢油比过大会减少原料油与催化剂接触时间，反而对加氢反应不利，导致精制深度下降，产品质量下降，同时也增大了系统压降和压缩机负荷，操作费用增加。
⑤空速
空速指单位（质量或体积）催化剂在单位时间内处理的原料量，简写为h-1 。空速分为质量空速和体积空速。常用体积空速（LHSV），它的倒数相当于反应接触时间，称为假接触时间。因此空速的大小意味着原料与催化剂接触时间的长短。空速过大，即单位催化剂处理的原料量越多，其接触时间应越短，影响了精制深度；空速过小增加了加氢裂解反应，使产品液收率下降，运转周期缩短，降低了装置的处理量。
2.2 物料平衡
表2-1烯烃加氢反应单元物料数据 单位：吨/日
入 方 出 方
原料油 43.2 精馏进料 42.32
氢气 0.52 损失 1.40
合计 43.72 合计 43.72
2.3 能量平衡（以加热炉为例）
2.3.1 原料进出加热炉数据
原料进出加热炉数据见表2-2。
表2-2 原料进出加热炉数据
入 方（80℃） 出 方（160℃）
单位
项目 组成 数据 焓值 热量 单位
项目 组成 数据 焓值 热量
m% Kcal/kg wkcal m% Kcal/kg wkcal
原
料
油 苯 0.7 130 16.38 原
料
油 苯 0.7 154 19.40
甲苯 0.3 128 6.912 甲苯 0.3 158 8.532
烯烃 烯烃
氢气 540 1.170 氢气 1090 2.362
合计 24.462 合计 30.294
注：原料中烯烃含量很少在计算过程中可忽略不计。
2.3.2 加热炉热平衡
由表2-2可以知道，原料油经过加热炉后，热量增加值为：5.832wkcal/t.
加热炉需要燃烧瓦斯进行提供。加热炉用瓦斯组成见表2-3。
表2-3 加热炉用瓦斯组成及焓值计算表
成份组成 体积热值 分析数据 焓值
1 氢气 2650 44.91 1190.115
2 氧气 0 11.73 0
3 氮气 0 40.56 0
4 二氧化碳 0.02 0
5 一氧化碳 3018 0 0
6 甲烷 8529 1.61 137.3169
7 乙烷 15186 0.48 72.8928
8 乙烯 14204 0.42 59.6568
9 丙烷 21742 0.05 10.871
10 丙烯 20638 0.07 14.4466
11 异丁烷 26100 0.03 7.83
12 正丁烷 28281 0.03 8.4843
13 正丁烯 27160 0.02 5.432
14 异丁烯 27160 0.01 2.716
15 反丁烯 27160 0.02 5.432
16 顺丁烯 27160 0.01 2.716
17 碳五以上 34818 0.03 10.4454
合计 100 1528.3548
第七章 参考文献
1 化工原理》上下册.化学工业出版社.2006年5月第3版
2 冯伯华.《化学工程手册》第1、2、3、6卷.化学工业出版社.1989年10月第1版
3 包丕琴.《华工原理课程设计指导书》.北京化工大学化工原理教研室.1997年4月
4 陈洪钫.《化工分离过程》，化学工业出版社，1995年5月第1版
5 陈钟秀.《化工热力学》.化学工业出版社.1993年11月第1版
6 沈复等.《石油加工单元过程原理》上下册.中国石化出版社.2004年8月第1版
7.刘巍等.《冷换设备工艺计算手册》.中国石化出版社.2003年9月第1版
8.马秉骞主编.《炼油设备基础知识》中国石化出版社.2003年1月第1版
9.周志成等.《石油化工仪表自动化》中国石化出版社.1994年5月第1版
10.田顾慧.《化工设备》中国石化出版社.1996年6月第1版
11.沈复 李阳初.《石油加工单元过程原理》中国石化出版社.2004年8月第1版
12.陆美娟.《化工原理》化学工业出版社. 2006年1月第10版
符号说明
A 换热面积 m2
Aa 鼓泡区面积 m2
Af 降液管横截面积 m2
An 有效传质区面积 m2
Ao 筛孔面积 m2
AT 塔横截面积 m2
A 质量分率 -
C 负荷系数 -
CP 比热 KJ/Kg．OC(KJ/Kg．K)
D 塔顶产品流率 Kmol/h(Kg/h)
Dg 公称直径 m
DT 塔径 m
D 管内径 mm
d1 管外径 mm
do 孔径 mm
dm 管平均直径 mm
E 液流收缩系数 -
ET 全塔板效率 -
ev 雾沫夹带量 Kg液体/Kg气体
F 进料流率 Kmol/h(Kg/h)
H 塔高 m
HL 板上清夜层高度 mm
HT 板间距 m
Hd 降液管内清夜层高度 m
HD 塔顶空间高度 m
HB 塔底空间高度 m
hd 气体通过干板压降 m
ho 降液管下沿到塔板间距离 m
how 溢流堰上液头高 m
hp 气体通过塔扳压降 m
hr 液体通过降液管的压降 m
hw 溢流堰高度 m
hσ 液体表面张力引起的压降 m
Ko 以内壁为基准的总传热系数 Kcal/m2．H．oC
K 稳定系数
L 液体流量 Kmol/h(Kg/h,m3/h)
lW 溢流堰堰长
ms 冷却剂质量流量 Kg/h
N 实际塔板数 -
NT 理论塔板数 -
Nt 换热器总管数 -
N 开孔数
Q 换热器热负荷 W
R 回流比 -
Rmim 最小回流比 -
Rsi 换热管内垢阻系数 m2•h•oC/Kcal
r 气化潜热 KJ/Kg
Tc 临界温度 K
T 孔间距 mm
Tp 板厚度 mm
ua 以鼓泡区面积为基准的气速 m/s
uf 液泛气速 m/s
un 空塔气速 m/s
uo 以筛孔面积为基准的气速 m/s
uow 漏液点气速 m/s
V 塔内上升气体流量 Kmol/h(Kg/h,m3/h)
W 塔釜采出液体量 Kmol/h(Kg/h)
Wc 边缘区宽度 m(mm)
Wd 降液管宽度 m(mm)
Ws 塔板入口安定区宽度 m(mm)
Ws’ 塔板出口安定区宽度 m(mm)
X 液相摩尔分率 -
Y 气相摩尔分率 -
A 相对挥发度 -
Ai 以内壁为基准的传热膜系数 Kcal/m2•h•oC
Ao 以外壁为基准的传热膜系数 Kcal/m2•h•oC
β 充气系数 -
σ 表面张力 dyn/cm2
ρL 液相密度 Kg/m3
ρv(g) 气相密度 Kg/m3
μ 粘度 Cp
开孔率 -
Ф 装料系数 -
τ 停留时间 s
λ
我是在 范文部落 复制过来的， 你看下能用吗？
一
首届伦敦世博会后,“水晶宫”就成了“世博”名招。这让法国人很郁闷,当年是他们首创了博览会制度化,但最终还是让近百年来一直与自己争当全球大佬的不列颠人抢了先。这还不算,一座精美绝伦的水晶宫更是让英伦三岛赚足了地球人的眼球。法国人一时竟有找不着北的感觉。
这口气实在难以下咽。
法国巴黎与世博会的缘分始于1855年,此后就形成了每隔11年举办一次的传统。虽然让英国抢了先,但法国还是要争当办博大国。但是几届办下来虽各有所得,遗憾的是仍没有令人难以忘怀的代表法国标志的符号出现。
机会总是会不期而现。1884年,法国议会作出决定:1889年5月5日至11月6日,法国巴黎将再次举办世博会,主题是庆祝法国大革命胜利100周年。
1886年5月,法国政府面向全球进行世博建筑招标:在巴黎战神广场设计一座高塔。条件有二:高塔能吸引参观者买票参观;世博会后能轻易拆除。
1000多份方案先后抵达组委会。大部分中规中矩,但也有奇招迭现,看起来类似黑色幽默。比如弄一座巨大的断头台象征昔日帝国的死亡;或者竖起一个1000英尺的洒水装置,在干旱的季节里浇灌整个巴黎;或在高塔顶上安装一个巨型电灯,把夜巴黎的亮度提高8倍,制造人工白夜。也有奇思而靠谱的想象,比如建一座350米的金字塔,塔上雕刻法国英雄雕像,另以浮雕描述大革命的主要事件。
到5月18日的最后期限,100余份设计稿被筛选出来进入第二轮竞争。
时年53岁的法国建筑设计师亚历
山大・居斯塔夫・埃菲尔(AlexandreGustaveEiffel)的铁塔方案成为最终中标方案的大热门。埃菲尔的方案是建造一座300米高的标志性铁塔。最令组委会倾心的是埃菲尔的金属拱门塔创意。它被埃菲尔描述为“新颖的金属凯旋拱门为现代科学和法国工业增光。这座拱门将会给人独特的印象,也会超过历史上各种凯旋门形式。铁塔可以类比为埃及的金字塔,只是金字塔由石块堆砌而成,我的铁塔则是用金属搭建的”。
要知道,凯旋门于法国国民精神可谓深入骨髓,一座金属凯旋门带给人们的想象是什么?金碧辉煌、气宇恢宏、雄奇壮观……空间太大,太具诱惑了。
这位埃菲尔是何方神圣?
没金刚钻哪敢揽瓷器活儿?这在全世界都是通例。既然他敢放言,就一定有真家伙。看看他的专业履历,就知道此君的不凡了。
1832年出生于法国第戎的埃菲尔毕业于巴黎中央大学。由于在波尔多的杜罗河桥设计建造时解决了桥梁支柱的稳定性难题而初露锋芒。不久,这位年轻的法国设计师又在著名的美国纽约“自由女神”像的设计参与中,因解决内部复杂的结构问题而蜚声国际设计界。
埃菲尔的铁塔方案成为最终的赢家。组委会对铁塔方案胜出的诠释是:“这个世纪即将结束,我们应该欢庆现代化的法兰西的诞生,我们有理由把金属和机械作为胜利的标志。”组委会和巴黎市政府为他们的最终决定而欣喜。但方案一经媒体公布,舆论大哗。
二
其实从铁塔方案问世,埃菲尔就将面对创新技术难题和汹涌爆发的争议。应对前者他有充分信心,因为他的实力明摆着。至于后者,他当然知道这样一个前所未有的方案现世必会遭遇异议,但反对声如此激烈火爆还是令他始料不及。
诚然,对于19世纪末来说,这座高达300米的“通天之塔”的建筑构思也许用“超前”两字描述仍有距离,它在激发了人们浓厚的好奇心的同时,也在挑战人们的心理承受力。你能让所有人都跟得上他埃菲尔先生的思维吗?你能说反对者一派胡言吗?提出争议的人物都非等闲之辈。巴黎杰出的哥特建筑学派专家从数学角度论证了铁塔方案,得出的结论是“不可能”。而按计算公式推导,铁塔建造到228米时将会发生倒塌。谁也不敢轻视数学大师的警告,一部分在铁塔方案周围的居民反应极快,他们的选择是迅速搬离。一段时间后,当铁塔建造到一定高度时,许多人真的赶来聚集在铁塔周围,似乎想见证灾难的发生,也似乎盼望奇迹出现。此乃后话。
压力显而易见,即使有组委会和巴黎市政当局的强硬支持,拿主意的还是埃菲尔。后人评说,埃菲尔坚信铁塔的建造将完成一座人类理想的丰碑。这种叙述语汇绝对有歌功颂德和“马后炮”之嫌。实打实地讲,哪个建筑设计师不想留下为世人惊叹的作品,埃菲尔当然也如此。塔高300米就彰显了他的雄心。为什么是300米?埃菲尔解释说,巴黎当时的伟大建筑包括凯旋门、巴黎圣母院、巴黎歌剧院、七月纪念柱等加起来的总高度为297米,铁塔高度必须超过这个总和,这就是理由。更让他萦怀的是如何把自己的事业做大做强,何况又是全球关注的世博会。据传,埃菲尔报送方案的同时做了功课,现在也可以认为是“打招呼”。他曾请求一位政府大臣会见,提交了自己准备完毕的铁塔计划。这份附有铁塔外观、5329张机械制图和对18038块的使用部件的精确说明使大臣格外欣赏,于是暗中操纵设计大赛使其胜出。如果后来铁塔成为“豆腐渣”,那么这件似乎涉嫌暗箱操作的事肯定会被无限放大。但即使确有其事,埃菲尔和大臣要搞定铁塔方案也须承受巨大的压力。
面对自己花费了巨大心血的设计和努力,埃菲尔决不会轻易退出,但他承诺,铁塔可以在世博会后拆卸重新建到巴黎以外的地方去。这既是原定的规则,也是他这时唯一能采取的策略。
而对组办者来说,轰轰烈烈的争议却成了该届世博会最好的广告宣传。无人会对世界时尚之都将拥有一座高达300米“通天塔”的“事件”置若罔闻,它带来的激动和兴奋足以为世博会推波助澜。已有一些欧洲君主政体国家表示拒绝正式参加以纪念法国大革命百年为主题的世博会,那么,观赏新奇的铁塔对东道主来说岂不是最好的邀请理由?
1886年11月,法国贸易部长批准了埃菲尔团队的最后建塔方案。埃菲尔分别和法国政府、巴黎市政府签订合约,后者提供建筑造价总预算资金的五分之一。埃菲尔则抵押了他的建筑工程公司和全部财产,并设法筹足余下五分之四的资金。作为交换,埃菲尔将会获得在博览会期间和此后20年因铁塔而获得的各项收入。尔后,铁塔所有权转交至巴黎市政府,政府也有拆除的权利。
这叫风险共担,走的是合资建设的路子。在类似大型公共活动中,从招标、审议、确认、投资、建造到回报一整套程序中,法国在一个多世纪前就已经市场化运作了。
三
1887年1月26日,铁塔工程正式开工。铁塔工地就是一个超大的露天钢铁加工厂,每一段钢材都严格按照图纸精确制造,然后检验、编号、组装。现场并没有辅助脚架,全靠精密计算和严密管理,一根根沉重的钢材通过手动液压装置精确顶到位置,再用铆钉铆接固定。铁塔用去一万五千根钢材,用一百五十万个铆钉连接固定,塔楼在混凝土加固的基座上矗立起来。
2月14日是西方的情人节,也是铁塔开工后的第19天。这一天,巴黎的文学艺术和建筑界向铁塔扔掷了一枚重磅抗议弹,而参与抗议的几乎全是巴黎主流社会的精英人物。其中包括以《羊脂球》、《项链》而名扬天下的法国大作家莫泊桑。这份由著名人士签名加上联名总共300人的《反对修建巴黎铁塔》的抗议书言辞犀利而尖刻:
“我们深爱巴黎之美,珍惜巴黎形象,现在以法国色彩被蔑视、法国历史遭威胁的名义,义正辞严地抗议这座修建在我们美丽首都心脏位置的荒谬的怪物。请诸位设想一下,巴黎的美丽建筑怎么能与一个使人头晕目眩、怪异可笑的黑色大烟囱放在一起?黑铁塔一定会将它的野蛮破坏整个巴黎的建筑氛围,令巴黎建筑蒙羞,巴黎之美将在一场噩梦中彻底丧失。……巴黎受制于奢侈的商业主义还要多长时间?他们这些人只有对机器制造的想象,而造出的这些东西将给我们的巴黎――这个有着几个世纪积淀的优秀建筑的城市带来无法弥补的侮辱和破坏。这是滴在纯净白纸上的一滴肮脏的墨水,是魔鬼强涂在巴黎美丽脸庞上的可怕污点。”
这份抗议书被提交给巴黎市政府并在当日的巴黎《时代报》上公开发表。埃菲尔直面的人物简直令他厥倒:除了莫泊桑,还有小说家兼剧作家小仲马,作曲家古诺德,诗人、工程师、科学院院士波吕多莫,画家、雕塑家布格鲁,建筑大师克尔尼……几乎囊括了当时巴黎乃至法国文化艺术领域的领军人物。
抗议书发表前后,法国作家胡斯曼抨击铁塔是一个“空壳蜡烛台”;诗人科佩称铁塔是“变了形、未完工的铁桅杆”;象征主义代表人物魏尔兰发誓“宁愿绕道走,也不愿看到它的丑陋”;莫泊桑则撂下狠话:“巴黎如果建成铁塔,我要永远离开这个城市。”
名人抗议,市民也联名请愿:铁塔将会拉低巴黎的天空,压制巴黎著名地标圣母院、卢浮宫和凯旋门……强烈要求停止这一工程。
《时代报》同一天刊载了埃菲尔的答记者问,他用连续几个问号阐述了自己的建筑艺术理论:“铁塔将有它自身独特的魅力。我们是工程师,难道我们就不注重建筑物的美感吗?难道我们只关注牢固性和永久性而不尽心尽力去追求它的美感吗?难道力的因素与美的因素真的不能和谐与统一吗?……”埃菲尔已经没有多少时间了,他需要更多地投入建造。
铁塔在巴黎市民眼皮底下渐渐长高,反对的声音明显趋低。闻所未闻的新建筑元素一一现身铁塔,别致和独创的造型使天性浪漫的法国人开始对铁塔充满期待,甚至那些当初的“恐高症者”也希望早日见识高塔直冲天穹的形象,毕竟,这是发生在塞纳河边一件令人兴奋的事。
1889年3月31日,铁塔主建筑完工,埃菲尔与一些世博会官员一起登上了塔顶,并发射了21发礼炮以示庆祝。埃菲尔升起法国三色国旗骄傲地宣告:“现在,世界上只有法国国旗能飘扬在300米的高空。”巴黎新地标横空出世。赞美的声音出现了。1888年12月,法国著名的《灯笼》杂志发表世界音乐怪才萨丁的预言:“1889年巴黎世界博览会上,由于埃菲尔设计建造的巴黎铁塔,这次博览会的主题光泽将会暗淡。”不久,这一切都被证实,铁塔的确抢走了法国为庆祝大革命一百周年而举办世博会的所有光芒。
时至今天,埃菲尔铁塔已经证明了正是它使1889年巴黎世博会成为不朽经典,它对法国和全世界的影响,也是令人惊叹的。但同样不容置疑的是,我们从当年的“埃塔抗议”中可以真切体察到文化精英们对世界时尚之都的经典情怀和法国传统文化的情深意切。这是不能简单地以褒贬而论的。
四
1889年5月6日,埃菲尔铁塔上礼炮声响起之后,巴黎世博会正式宣布开幕。会议期间,每天早晨铁塔上的礼炮声和晚上铁塔的灯光成了世博会的景观,登上塔顶鸟瞰巴黎全景迅速成为新时尚。当时,共有300多万人登临铁塔,人们看到了一个从未见识过的巴黎,记者称其为“首都的望台”。巴黎都市浪漫生活也由此揭开新的一页。因为采用了爱迪生最新发明的白炽灯,铁塔顶端的灯光把半个巴黎城照耀得如同白昼,一届昼夜开放的世博会也随之诞生。这在世博会历史上也是破天荒之举。两位大师的合作堪称经典。
各种非议慢慢消失。巨大的A形钢筋铁骨既高大耸峙、又优美轻盈,无怪乎浪漫的法国人把“铁娘子”的爱称送给了它。铁塔逐渐与巴黎建筑景致磨合,和谐相处,最终成了巴黎乃至法国的象征。现代工业展示的新建筑美学征服了各界人士。
埃菲尔铁塔共有三层:第一层设餐厅、咖啡厅、商店;第二层设办公室、邮局、电话局、面包店和画廊,著名的《费加罗报》也荣幸地拥有一间办公室,负责为参观者办理登塔证书;第三层是服务区、气象台、实验室(物理、气象、生物)和埃菲尔的办公室,一般不对游人开放。
和其他公共纪念碑不同,埃菲尔铁塔的投资建造方式决定了它必须以赢利为目的。铁塔内的每一层平台都需支付费用,也能够同时容纳1万多名付费游客。
埃菲尔与巴黎市政府的铁塔合约在1889年5月世博会开幕起就开始获得回报。根据合约,20年中铁塔收益归埃菲尔所有。铁塔变身金矿,像一台不停息的造钱机器给埃菲尔带来滚滚财源。博览会三千余万的参观人次足以全部收回投资,还盈余颇丰。
20年后,铁塔移交给巴黎市政府。埃菲尔和巴黎市政府没有料到,铁塔收益仍不断延续。一个世纪后,仍然游人如织。铁塔成了法国至高技术的符号。由1889年巴黎世博会刮起的新一轮工业技术革命迅速席卷世界,并开掘了20世纪科学技术创新之新河。
有意思的是,当年曾激烈反对建塔的文化精英也经常光顾铁塔。莫泊桑是铁塔餐厅的常客,当然这并不表明他已改初衷,但招来的疑问是躲不过去的,莫老师就不失诙谐地回答:“因为在巴黎,只有在埃菲尔铁塔之中,才是唯一看不到这个破塔的地方。”铁塔已经拔地而起,好评如潮,推倒是绝不可能了,而且他莫泊桑先生也将被永久载入反铁塔主义“黑名单”中。尽管黑名单中已有很多人缴械投降,其中包括时任法国首相的蒂赫,他也曾是铁塔的反对者,但铁塔耸立之后他亲手向埃菲尔颁发了荣誉军团勋章。但别人是别人,他莫泊桑不干。捍卫自己的信念和理想有多种方法,莫老师就在他的小说中发泄自己的不满,让他笔下的人物代他继续嘲讽铁塔,这也不失为一种风范。
1889年11月6日,法国总统卡尔诺主持了盛大的世博会闭幕式,大发明家爱迪生用他在1878年巴黎世博会上获得金奖的留声机播放了埃菲尔宣布闭幕的声音,并在自己亲手制作的留声机上题词:“献给建造如此巨大、如此现代化建筑典范的勇敢建设者――埃菲尔”。
两位大师在这届世博会上留下了永远的印记。
世博会期间,巴黎最尖刻的评论家维克多・佛尔纳说道:“让我们在一天结束后问问参观者们,他们都看到了什么?他们从世博会又得到了什么?他们看到的是阿拉伯舞女、罗马餐馆、巴黎歌剧院、突尼斯集市等等。但是,所有的一切被埃菲尔设计的铁塔所掩盖,高高耸立的铁塔成为世博会最夺目的明星!”
法国人终于有理由扬眉吐气了,因为他们终于拥有了自己梦寐以求的标志物。从这届世博会开始,埃菲尔铁塔的风头显然盖过了水晶宫。但与水晶宫相同的是,铁塔从方案到实施成功一直大张旗鼓地诠释着世博的创新精神。
五
300米的埃菲尔铁塔是19世纪世界上最高的建筑。
1923年埃菲尔去世时,铁塔仍是世界上最高的建筑物,堪称世界建筑工程史上划时代的创举。铁塔保持了世界最高建筑45年的纪录,直到纽约帝国大厦的出现。至今仍与帝国大厦和东京电视塔共享“西方三大著名建筑”之美誉。
铁塔原名叫巴黎铁塔,但因其诞生时的争议而不凡,更因埃菲尔先生的杰出创造,法国人就渐渐地称它为埃菲尔铁塔(LatourEiffel)。
西方传说中早有人类建造通天塔的传说,结果都功败垂成,埃菲尔把这个美妙而执著的愿望做成了巴黎的现实版。钢材是铁塔的主要构件,而在埃菲尔手里,冷峻的钢材被赋予了律动的生命。埃菲尔恰似一个“钢铁诗人”,以他高超的建筑主旋律加上铁条和铆钉的音符,吟哦出一首创世纪的宏大的金属交响诗。若干年后,被铸成铜像的埃菲尔先生在塔下接受人们永远的缅怀,当人们说起埃菲尔时,立即就会联想到铁塔、巴黎、法国。哦,更须铭记的是世博会。
因为,归根寻踪,世博会才是埃菲尔铁塔真正的造物主。我相信,没有世博会,埃菲尔就是名声再大,也仅仅是埃菲尔,铁塔也无从谈起。正如他自己所说:铁塔“把我淹没了,好像我一生只是建造了她”。的确,从个人成就的角度说,如果埃菲尔一生真的只有铁塔这一件作品,也足以够得上永垂青史的级别了。
1989年3月31日,埃菲尔铁塔整整100岁。巴黎铁塔管理公司特地主持隆重纪念活动,以重现百年前埃菲尔率众登顶的历史场景:身着黑色礼服、头戴宽边礼帽、手持国旗的“埃菲尔”和30名“知名人士”、“建筑工人”在隆重的鼓乐声中拾级而上。当埃菲尔把三色旗插上塔顶时,21响礼炮齐鸣,群鸽绕塔飞翔,彩色气球飘上蓝天。铁塔二层平台围栏上悬挂着世界各国文字书写的“庆祝铁塔一百岁”的彩色条幅。无数游客翘首目睹了这一壮观场面。
21世纪到来之际,埃菲尔铁塔安装了20000个闪烁灯,换了新装。每当夜幕降临,铁塔通体透明宛若金塔,在巴黎夜空中绚烂生辉。至今,埃菲尔铁塔每年仍招揽游客300余万人,游客最多时一天多达1.7万人。所有来到法国的国际游客必然会把登临铁塔作为一个不可或缺的项目。
2004年1月16日,为申办2012年夏季奥运会,巴黎市政府特意选择在埃菲尔铁塔上介绍他们为申奥的各项准备。他们很明白,埃菲尔铁塔既是申奥广告背景,本身又极具广告效应。
现在,再回过头来看,埃菲尔铁塔诞生的一波三折十分耐人寻味。最初的反对和声讨之激烈既出乎意料却又在情理之中。一件闻所未闻的新事物将横空出世,况且又是一个完全悖于传统超常前卫的大铁塔兀自耸立于具有花都美名的巴黎。这里有太多的经典,太多的人文景观,太多的时尚地标,大铁塔带来的冲击显然超出了人们的心理承受能力。但随着铁塔的渐渐长高,人们开始从另一个视角去审视,这个视角就是世博的初衷和永恒理念――创新、现代化和城市的进步,此时反对声渐渐消弭,当300米的大铁塔完全现身于塞纳河畔,人们发现,它带来的视觉冲击和审美意趣已经代替了他们原先的担忧,它似乎以压倒一切的强势勾引着人们的眼球,人们看到的果真是埃菲尔先生承诺的技术与美的完美结合,这种“强强联手”的效应恰恰与巴黎时尚相映成趣,以至于再也无人提起要兑现该届世博招标的条件之一――拆除铁塔。因为铁塔折射出的工业和技术成就和独特的力学之美已经征服了巴黎和巴黎市民,它正以宏大与精美、奔放与沉静的独特韵味把传统花都的时尚魅力演绎到一种新的极致。
的确,埃菲尔铁塔代表了世纪性的建筑技术成就和建筑工程艺术,在埃菲尔的指挥下,大铁塔就像一支配备精良的乐队,将技术和艺术奇妙地融于一炉。
一位世博专家说过,当城市成功的时候,整个国家也会成功。因埃菲尔铁塔而声名大震的1889年巴黎世博会生动诠释了世博强国的内涵。
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