16万吨年催化重整装置脱戊烷塔的计算_毕业设计.doc

16万吨年催化重整装置脱戊烷塔的计算 目 录 前 言 1 第一章 脱戊烷精馏塔概述 2 1.1 概述 2 1.2 精馏塔设计原则 2 1.3 设计方案 3 1.3.1 塔设备的选型 3 1.3.2 板式塔精馏操作流程 4 1.3.3 分离序列的选择 5 1.3.4 产品纯度或回收率 5 1.3.5 能量的利用 5 1.3.6 辅助设备的选择 6 1.3.7 系统控制方案 6 1.4 操作条件的选择 7 1.4.1 操作压力 7 1.4.2 进料状态 7 1.4.3 加热剂和加热方法 8 1.4.4 冷却剂 8 1.4.5 回流比 9 第二章 脱戊烷塔体的设计 10 2.1 脱戊烷塔材料的选择 10 2.2 脱戊烷塔设计参照标准 11 第三章 脱戊烷塔的强度校核 12 3.1自振、风载及地震载荷分析 12 3.2 筒体和封头的强度校核 15 3.2.1 筒体的强度校核 15 3.2.2 椭圆封头的校核 24 3.3 开孔及接管的强度校核 29 3.3.1 人孔开孔补强的计算及接管的校核 29 3.3.2 塔底出料口的开孔及接管补强的计算 32 3.3.3 塔顶油气出口管开孔补强计算及校核 35 3.4 裙座的强度计算和校核 38 3.4.1 裙壳对接焊缝拉应力计算 38 3.4.2 裙壳的应力计算 40 3.4.3 螺栓座的强度校核 42 第四章 塔的零部件设计 45 4.1 板式塔塔盘的结构 45 4.1.1 选取塔盘形式 45 4.1.2 降液管 45 4.1.3 受液盘 46 4.1.4 溢流堰 46 4.2 浮阀的类型 46 4.2.1 重盘式浮阀 46 4.2.2 盘式浮阀 46 4.2.3 锥心浮阀 47 4.3 裙座 47 4.3.1 裙座的材料 47 4．4 塔顶吊柱 48 4.5 操作平台和梯子 48 4.5.1 操作平台 48 4.5.2 梯子 48 结 论 50 参考文献 51 致 谢 52 前 言 石油是一个国家经济发展国家稳定的命脉。在石油、化工生产中，塔设备是非常重要的设备之一，塔设备的性能，对于整个化工和炼油装置的产品质量及其生产能力和消耗额等均有较大影响。据相光关资料报道，塔设备的投资和金属用量，在整个工艺装置中均占较大比例，因此塔设备的设计和研究，始终受到很大的重视。塔设备广泛应用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、 增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置的生产，产品产量，质量，成本以及环境保护，“三废”处理等都有较大的影响。 近些年来，国内外对它的研究也比较多，但主要是集中在常压塔的结构和性能方面，例如：如何提高塔的稳定性、如何利用理论曲线解决常压塔在性能方面存在的问题等。在原油的一次加工过程中，常压蒸馏装置是每个正规炼厂都必须具备的，而其核心设备——常压塔的性能状况将直接影响炼厂的经济效益，由于在原油加工的第一步中，它可以将原油分割成相应的直馏汽油，煤油，轻柴油或重柴油馏分及各种润滑油馏分等。同时，也为原油的二次加工提供各种原料。在进一步提高轻质油的产率或改善产品的质量方面，都有着举足轻重的地位。考虑到常压塔在实际应用方面的价值和意义，如何实现这样一种最经济、最容易的分离手段，是本次毕业设计选题的重要依据。 近年来，由于石油、化工企业不断向大型化的生产发展，因此塔设备的单台规模也随之增大。例如：有的板式塔的直径可达10m 以上，塔的总高度可达到80m，而填料塔更有直径为15m ,塔高为100m 的大塔已经投产。应当指出，设备大型化后，必须保证它在全负荷下运转，否则经济损失将是非常巨大的。对于大型设备的设计、制造、操作和维修等，应提出更高、更严格的要求。常压塔的研究也趋向于结构材料的探索，提高设备的使用周期，主要体现在所选择材料的防腐性和一些防腐材料的研究，同时也着眼于设备的安去性和环保性，以上这些都成为了当今常压塔研究的热门课题。 第一章 精馏塔1.1 概述 蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。蒸馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 蒸馏过程按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。间歇蒸馏是一种不稳态操作，主要应用于批量生产或某些有特殊要求的场合；连续蒸馏为稳态的连续过程，是化工生产常用的方法。 蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏是一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。平衡蒸馏又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。简单蒸馏和平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。对于较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离体系则可采用特精馏。特殊