常压精馏塔蒸发系统说明书.doc
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1、齐齐哈尔大学毕业设计(论文)摘 要 论文主要是从塔的工艺计算,水力计算,结构设计,强度校核 等4个方面展开的。在工艺计算部分对原料的基本参数,物料衡算,热量衡算,塔板数,塔板结构等方面进行设计,尤其重点对塔板数、塔板结构进行了详细的分析,对一些主要尺寸进行了明确是设计和给定,这方面设计的正确与否直接影响到整个设计。在水力计算部分对塔盘、浮阀、降液管等零部件的尺寸进行了确定,塔的结构及尺寸用插图来表示。强度校核部分是本次设计的重要的一部分,在这部分当中对塔的自振周期、风载荷、风弯矩、地脚螺栓、进行了设计和计算,并且对壳体强度、圆筒应力、裙座周向应力、防火层和保温层、吊柱等几个环节进行了校核。本次
2、设计共用34块浮阀塔板,塔距0.6m,塔径3.6m,塔高31.3m. 关键词:原油;常压精馏塔;物料衡算;热量衡算; Abstract The paper mainly from the tower process calculation, hydraulic calculation and structure design, strength check on the four aspects.In the process of calculation for raw materials of basic parameters, and the material balance calcul
3、ations, heat balance calculations, tower number plate, plate tower structure of the design,Especially focus on tower number, tower board structure plate are analyzed in detail, and some main dimensions of the clear is a design and given, this aspect of the design is correct or not directly affects t
4、he whole design.The hydraulic calculation in part of the tray and float valves, such as liquid pipe down the size of the parts were determined, and the structure and size tower with drawings to said.Strength check this design is an important part of the part, in this part of the tower of the natural
5、 vibration period, the wind load, wind bending moment, the anchor bolts, to carry on the design and calculation, and for shell strength, cylinder stress, skirt a week to stress, fire protection layer and thermal insulation layer, hanging column several links such as a check on.This design adopts 34
6、block floating valve trays. Tower distance is 0.6m. Tower diameter is 3.6m.Tower level is31.3m. Key words: Oil; Atmospheric distillation Tower; Material balance; Heat balance; 目录摘 要IAbstractII第 1 章 绪论1第2章工艺计算22.1 原料及产品的有关参数的计算22.1.1 体积平均沸点22.1.2 恩氏蒸馏9010%斜率22.1.3 立方平均沸点22.1.4 中平均沸点22.1.5 特性因数K32.1.6
7、 分子量32.1.7 平均蒸发温度32.1.8 临界温度42.1.9 临界压力,大气压52.1.10 焦点压力,大气压52.1.11 焦点温度52.1.12 实沸点切割范围52.2 物料平衡82.3 决定塔板数、塔顶压力和塔板压力降82.3.1选定塔板数92.3.2决定塔板压力降92.4 计算各侧线及塔底的总汽提量92.5 常压精馏塔计算草图102.6 计算过汽化量122.7 计算汽化段温度和估计塔底温度122.7.1 计算汽化段温度122.7.2 求汽化段油品在353的热焓122.7.3按上述方法作出炉压力2.008Pa(绝压)下的平衡蒸发曲线并计算起热焓132.7.4 取塔底温度142.8
8、 参考同类装置的操作数据,先假定塔顶及各抽出侧线的温度142.9 作全塔热平衡并计算回流热142.10 确定流程162.11 校核各侧线及塔顶温度162.11.1 重柴油抽出层(第27层)温度校核162.11.2 轻柴油抽出层(第18层)温度校核182.11.3 煤油抽出层(第9层)温度校核192.11.4 塔顶温度212.12 做全塔汽液负荷分布图222.12.1 第13层塔板下气、液相负荷22212.2 第22层塔板下气、液相负荷24212.3 第30层塔板下气、液相负荷252.12.4 煤油抽出层塔板下气、液相负荷272.12.5 轻柴油抽出层塔板下气、液相负荷272.12.6 重柴油抽
9、出层塔板下气、液相负荷272.12.7各层塔板汽液负荷间表28212.8 画出本塔的气液负荷图(如下图)29第3章 塔的操作弹性计算303.1 浮阀类型303.2塔板间距的选择:303.3 塔径计算303.3.1 计算塔板汽相空间截面积上最大的允许气体速度303.3.2 适宜的气体操作速度303.3.3 计算气相空间截面面积313.3.4 计算降液管内液体流速Vd313.3.5 计算降液管面积Fd313.3.6 计算塔横截面积和塔径313.3.7 采用的塔径及设计的空塔气速323.4浮阀数及开孔率计算323.4.1计算浮阀孔的临界速度323.4.2计算塔板开孔率323.4.3 确定浮阀数333
10、.5溢流堰及降液管的选择333.5.1 液体在塔板上的流动形式333.5.2 决定溢流堰、降液管3335.3 溢流堰高度及塔板上的清液层高度的选择3335.4 液体在降液管内的停留时间及流速3335.5降液管底缘距塔板高度3436水力学计算34361 塔板压降34362 雾沫夹带量34363 泄露量35364 淹塔情况36365 降液管负荷3637塔板的适宜操作区和负荷的上下限3637.1 雾沫夹带线3637.2 淹塔线3737.3 降液管超负荷界线3837.4 泄露线3837.5 做图汇总如下页图38第4章 强度计算404.1 塔体壁厚的确定404.2 塔器总高度404.2.1塔的总高度40
11、4.2.2封头高度HT414.2.3 选择塔体和裙座材料414.2.4水压试验414.3 人孔选用424.4 塔体重量计算434.5 自振周期计算454.6 地震载荷和地震弯矩计算454.7 风载荷与风弯矩计算454.8 筒体应力校核484.9 裙座应力校核494.9.1 裙座底截面的组合应力494.9.2 裙座检查孔和较大管线引出孔截面处组合应力494.9.3 裙座搭接焊缝处的校核50410 地脚螺栓设计514.11.1 基础环的内、外径514.11.2基础环面积A524.11.3基础环的截面系数Z524-12筋板设计与计算52第五章 侧线管线计算535.1 重油抽出管535.2重柴油抽出管
12、535.3轻柴油抽出管535.4煤油抽出管545.5汽油抽出管545.6塔顶回流入口管545.7 煤油汽提管545.8 轻柴油汽提管545.9 重柴油汽提管555.10 塔底汽提管555.11 进料管直径55第6章 辅助装置及附件的选取556.1 除沫器的选取556.1.1丝网气速的选取556.1.2丝网的使用面积566.1.3丝网层厚度的确定566.1.4丝网除沫器的安装位置566.2 裙座566.2.1 裙座内径为3.0m,裙座厚度为16mm,基础环厚度为18mm566.2.2 裙座人孔直径为450mm,人孔个数为2个566.2.3采用带短管地脚螺栓座,地脚螺栓个数为24个,螺栓规格为M2
13、74.5566.2.4 塔体的保温延伸到裙座与塔釜封头的连接焊缝以下4倍保温层厚度的距离为止。566.2.5裙座的内外侧均应敷设防火层,防火材料为石棉水泥层,为便于绑扎铁丝网,可在壁上焊接M10的螺母或小方孔板。其具体结构尺寸见裙座的装配图。566.3 防火层与保温层56结 论58参 考 文 献59致 谢60 63齐齐哈尔大学毕业设计(论文) 第 1 章 绪论 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
14、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。
15、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,
16、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2章工艺计算2.1 原料及产品的有关参数的计算2.1.1 体积平均沸点汽油 =煤油 =轻柴油 =重柴油 =2.1.2 恩氏蒸馏9010%斜率汽油:(144-93)/(90-10)=0.6375煤油:41/80=0.5125轻柴油:(316-256)/80=0.75重柴油:(368-316)/80=0.652.1.3 立方平均沸点查石油化工工艺计算图表表2-1-1查得体积平均沸点校正值为 汽油 1.2oC 煤油 -1.1 oC 轻柴油 -0.8 o
17、C 重柴油 -0.6oC 汽油 =121.2-1.2=120煤油 =190.2-1.1=189.1轻柴油=281-0.8=280.2重柴油=340.6-0.6=3402.1.4 中平均沸点查石油化工工艺计算图表表2-1-1得体积平均沸点校正值为汽油 2.4oC 煤油 2.1oC 轻柴油 -2.4oC 重柴油 -2.2oC汽油 =121.2-2.4=118煤油 =190.2-2.1=188.1轻柴油 =281-2.4=281.6 重柴油 =340.6-2.2=338.4 2.1.5 特性因数K查石油化工工艺计算图表表2-1-10或2-1-11得汽油 K=12.3煤油 K=12.08轻柴油K=12
18、.24重柴油 K=12.25重油K=11.92.1.6 分子量查石油化工工艺计算图表图2-1-5或2-1-6得汽油 M=115恩氏蒸馏,(体) %恩氏蒸馏,oC恩氏蒸馏温差,oC平衡蒸发温差,oC平衡蒸发50%点温差,oC平衡蒸发温度,oC10%9330%11250%12370%13490%144100%16119 11 11 10 17 11.8 5.1 5.2 4.3 5.7123 8.2 = 114.884.8103.8114.8120124.3130煤油 M=155轻柴油 M=240重柴油 M=2952.1.7 平均蒸发温度查石油化工工艺计算图表图2-2-3经计算列表如下:表2-1汽油
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