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脱丙烷精馏塔设计设计说明

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脱丙烷精馏塔设计设计说明_第1页
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摘 要化工生产中做处理的原料、中间产物有若干组分组成的混合物,在化工、炼油、医药、食品即环境保护等工业部门,精馏过程在能量计的驱动下,气液两相多次直接接触和分离,利用气液两相各相份挥发度不同时挥发组分由液相向气相转移,实现原料混合物中各组分同时进行传质传热过程塔设备是一种重要的单元操作设备它的应用面广、量大据统计,塔设备无论其投资费用还是所消耗的钢材重量,在整个过程设备中的比例都相当高例如,在化纤装置中,塔设备投资比例为44.9%;而在年产4.5万吨丁二烯装置中,塔设备重量的比例高达54%之多随着石油、化工的迅速发展,塔设备的合理造型及设计将越来越受到关注和重视化工生产常需要进行液体混合物的分离已达到提纯或回收有用组分的目的互溶液体的分离有多种方法,精馏就是其中最常用的一种精馏塔是一种利用两组分的挥发度差异实现连续的高纯度分离的设备其中,回流是构成气、液两相接触传质的必要条件,也是精馏之区别于蒸馏所在本文设计的是脱丙烷精馏塔首先,根据已知的产品回收率进行了工艺计算,包括流程的确定、物料衡算、最小回流比的确定、最小理论塔板数的确定、塔板效率和实际塔板数的确定等然后对其结构进行了设计并得出流体力学计算结果。

综合以上设计及计算又得到塔的负荷性能图,以便对其性能有一个直观的了解本文最后对塔的附件进行设计并按照有关标准对其主要的部件进行强度和稳定性校核在完整地确定出结构和尺寸后,利用pore绘制了塔的主要零件图和塔的整体结构图关键词:精馏塔;工艺; 校核AbstractTower is an important unit operation equipment in industries such as chemical engineering, oil refining, medicine, food and environmental protection. It is used widely. According to statistics, tower equipment, regardless of their investment costs or the amount of steel or the weight of equipment in the process, accounts for very high proportion. For example, in the fiber installations, the tower facility investment ratio is 44.9%. In an annual output of 45,000 tons of butadiene units, the ratio of the weight of tower equipment is as much as 54%.With the development of the petroleum, chemical industry is developing rapidly, reasonable design of the power will become more and more concerned.Chemical production often requires the separation of liquid mixtures that have reached useful component purification or recovery purposes. There are many ways of liquid separating. Distillation is one of the most commonly used. The use of distillation column is a two-point difference in the achievement of continuous volatility of the separation of high-purity equipment. Among them, the return constitutes a gas, liquid two-phase mass transfer contact with the necessary conditions for the distillation is distilled from the host.Propane from distillation is designed in this article. First of all, the basis of known products of the process is used to calculate the recovery rate. Including the identification process, material balance, the determination of the minimum reflux ratio, the minimum theoretical plate number of the identified tray efficiency and the actual determination of the number plate. And then calculation of bear fruit designing have been carried out and reaching hydromechanics on structure. The function designing and calculating the load getting a tower above synthesis is pursued. Finally, the tower accessories are designed and proofread according to carrying out the intensity and the stability on those main components in connection with the standard the main body of a book. Overall structural drawing in the picture and tower ascertaining out structure and the dimension queen have been drawn by making use of pore.Key Words: distillation; technology;check毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意作 者 签 名:       日  期:        指导教师签名:        日  期:        使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容作者签名:        日  期:        目 录摘 要 IAbstract II第1章 绪 论 1第二章 工艺计算 32.1流程的确定 32.2 物料衡算 32.2.1 进料组成 32.2.2 进料速度 42.2.3 进料温度及压力的确定 42.2.4 各组分在塔顶和塔底的分配 52.2.5 计算各组分相对挥发度 52.2.6 各组分在塔顶和塔底的分配 52.3 塔顶、塔底压力和温度的确定 6塔顶压力和温度的确定 6塔底压力和温度的确定 62.3.3 回流和温度的确定 72.4 最小回流比计算 72.5 最小理论塔板数计算 82.6 适宜回流比和理论塔板数确定 82.7 塔板效率和实际塔板数的确定 92.8 进料板位置确定 92.9 关于物料性质数据计算 102.9.1 提馏段气相粘度 102.9.2 精馏段气相粘度 102.9.3 精馏段气相重度 112.9.4 提留段气相重度 112.9.5 塔底液相重度 122.9.6 塔顶液相重度 122.9.7 表面张力 132.10工艺计算数据汇总表 14第3章 结构设计 153.1 已知数据 153.1.1 精馏段 153.1.2 提留段 153.2塔颈、板间距的确定 153.2.1 精馏段空塔速度计算 153.2.2 精馏段塔径初选 163.2.3 提馏段空塔速度计算 163.2.4 提馏段塔径初选 163.3塔板结构计算 163.3.1 精馏段溢流装置 163.3.2 精馏段溢流装置 173.3.3 浮阀布置 18第4章 流体力学计算 204.1塔板压降 204.1.1 精馏段 204.1.2 提馏段 204.2泄漏 214.3降液管的负荷 214.3.1 精馏段 21提馏段 21第5章 负荷性能图 225.1 过量雾沫夹带器 225.2液泛线 225.3液相负荷上限线 235.4液相负荷下限线 235.5气相负荷下限线 245.6弹性操作 24第6章 机械设计 256.1选择塔体材料 256.2.按设计压力计算筒体和封头的壁厚 256.2.1 筒体壁厚的计算 256.2.2 封头壁厚 256.3载荷计算 256.3.1 自身载荷计算 256.3.2 风载荷计算 266.3.3 地震载荷计算 276.4计算各种载荷产生的轴向应力 286.4.1 设计压力在筒体中引起的轴向应力 286.4.2 操作产生的轴向应力 286.4.3 弯矩在筒体中引起的轴向应力 286.5 按组合应力验算塔体和裙座的壁厚 286.5.1 座体壁厚的计算 286.5.2 组合压应力的验算 296.5.3 筒体的组合轴向拉应力验算最大组合轴向拉应力计算 306.5.4 压试验时的应力验算 306.6 焊缝结构设计 306.7基础环设计 306.7.1 取基础环直径 306.7.2 础环厚度计算 316.8地脚螺栓直径的计算 316.8.1 地脚螺栓最大拉应力计算 316.8.2 计算地脚螺栓的根径 316.9 螺栓座的结构 32第7章 主要技术要求 33结 论 34参考文献 34致 谢 36第1章 绪 论 精馏塔在化工设备随处可见,是必不可少的工艺设备之一。

因此精馏塔设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔有板式塔与填料塔两种主要类型根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔是化工生产中不可或缺的重要利用设备,其性能的优越对能源的产生重大的影响在现代石油化工企业中,精馏塔的投资约占总投资的30%-----40%左右随着工业的迅速发展,能源消耗量不断增加,能源紧张已经成为了一个世界性的难题为了缓解能源紧张的状况,世界各国竞相采取节能措施,大力发展节能技术,已经成为当前工业生产和人民生活中的一个重要课题 精馏是多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,使混合液得到分离在精馏塔的塔板上的液层和填料的表面都是汽液两相进行热交换和质交换蒸气由塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移,蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,蒸气愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的由塔顶上升的蒸气进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。

塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸气返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同(相对挥发度)的特性,实现分离目的的单元操作蒸馏按照其操作方法可分为:简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等 精馏塔的控制方式:精馏塔的控制方式很多,其中有:1.提留段温度控制2.精馏段温度控制3.精馏塔温差控制4.恒流控制5.双温差控制6.压差控制7.仪表监测控制压差控制比较好蒸汽压力突然变化时,将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量,使当时塔内热量存在不平衡,导致气-液不平衡,为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调节达到相对稳定,从而保证塔内热量平衡是问题的关键在生产过程中,各精馏塔设备已确定,塔釜蒸发量与气体流速成正比关系,而流速与塔压差也成正比关系,所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量,而在操作中,塔顶压力可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔,为此,稳定塔釜压力就特别重要于是在蒸汽进料量不变情况下,我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压力的变化进行对比,发现两者成正比关系,而且滞后时间极小于是将蒸汽进料量与塔釜压力进行串级操作,将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀,蒸汽流量调节阀根据塔釜压力进行自动调节,通过蒸汽进料量自动增大或减少,确保塔釜压力稳定,从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响。

第二章 工艺计算2.1流程的确定脱丙烷塔的单位操作物料:C3、C4产品:丙烯腐蚀情况:一般现场收集数据:吉化炼油厂异丙醇车间流程示意图(图2-1)图2-1流程说明:一定状态的原料进入脱丙烷塔进行多组分的分离在塔顶的组分中比丙烷烃的组分及少量重组分分离出来(气相)经冷凝器冷却到液相,经回流罐一部分打回流,一部分出产品在塔体产品中,主要是一些重组分及少量的轻组分,产物(液相)出塔后,一部分作为产品,一部分进入作为产品,一部分进入再沸器使之成为气相,返回塔内2.2 物料衡算 进料组成进料组成的平均分子量:各组分分子量及体积分率(进料状况)表2-1组分iin反分子量30.742.08144.09758.12456.10856.10858.12456.108%组成1.055.08.515.84.810.51.72.7表2-2组分分子量30.742.08144.09758.12456.10856.10858.12456.108%组成1.055.08.515.84.810.51.72.7 =47.4709 进料速度 进料温度及压力的确定进料压力:进料压力为18.5kg/进料温度:进料为饱和蒸汽,其温度为露点温度,可用试差法计算至满足下式为止: 设,,查图得列下表表2-3组分iin反%1.055.08.515.84.810.51.72.713.61.521.340.6750.630.60.520.510.002780.36180.063430.2340.077620.1750.03270.0541,所以进料温度为。

各组分在塔顶和塔底的分配 轻关键组分 在塔顶和塔底的分配:塔顶:塔底: 重关键组分i在塔顶和塔底的分配:塔顶:塔底: 计算各组分相对挥发度 据进料温度为,压力为18.5kg/ (绝压),则组分在此条件下的和值见下表(以i为基准)表 2-4组分iin反3.61.521.340.6750.630.60.520.55.3332.2521.98510.93330.88880.770.741 各组分在塔顶和塔底的分配用清晰分割法计算各组分在在塔顶和塔底的分配,得出各组分在塔顶和塔底的分配如下表:表2-5组分进料塔顶塔底流量流量流量5.333.370.013.3700.011115002.252185.37700.55185.40.837935001.98528.6490.08528.220.134350.42920.0018883i153.250.1582.660.01660550.60.4395465i0.93316.1780.0480016.18010.13567640.88835.390.1050035.393930.2967921n0.775.7300.017——5.730.0497786反0.7419.10.027——9.1012950.076318219.797117.292282.3 塔顶、塔底压力和温度的确定塔顶压力和温度的确定塔顶压力为18.4,设塔顶温度为46,利用,列表计算如下:表2-6组分iin反0.0111150.837930.134340.0166000——12.821.030.920.410.370.340.30.270.0039410.81350.146020.040500——1所以确定塔顶温度为46。

塔底压力和温度的确定塔顶压力为18.6,设塔顶温度为100,利用,列表计算如下表2-7组分iin反000.001890.439550.1351680.296790.049780.076314.52.121.991.0910.950.90.85000.008750.47910.135680.28190.04480.0649所以确定塔顶温度为100 回流和温度的确定自塔顶至回流罐的管路压力降为0.5 ,=19.9.设:回流罐的温度为42,用列表如下:表2-8组分ii0.0111150.83790.13430.01660012.7710.870.380.360.340.04250.83790.11680.006300所以确定回流罐的温度为422.4 最小回流比计算因饱和气相进料,利用 计算最小回流比(以重关键组分为基准的相对挥发度)因在重关键组分=1和轻关键组分=1.985之间,故用试差法计算,计算结果列表如下:表2-9组分K5.330.013.60.05333.93880.01532.2570.551.521.23850.856851.44541.9850.0851.340.168740.59020.28591i10.1580.6750.1580.39-0.4i0.9330.0480.630.044799-0.46167-0.0970.8880.1050.60.093333-1.5602-0.18437n0.770.0170.520.013097-0.6246-0.02097反0.7410.0270.50.019999-0.6543-0.0305671.01189因为,所以=1.395,那么。

计算结果列表如下:表2-10组分5.330.0111150.00592433.9350.0015062.2570.83791.8912180.8622.193991.9850.134340.266670.590.45198i10.0166060.016606-0.395-0.04204i0.93300.-0.46200.88800-0.507012.605所以2.5 最小理论塔板数计算 由于采用了轻重关键组分,相当于将原来的多组分变为二组系统;同时塔顶蒸汽全部冷凝,所以最小理论塔板数,可用芬斯克求得:=10.99(块,不含塔釜)2.6 适宜回流比和理论塔板数确定 用化工原理(下)计算适宜回流比与理论塔板数,因为回流比一般为R=(1.2—2),此范围内取R值算出N值,计算如下:可近似的表示为取回流比R=1.5时,理论塔板数N=20.439最为合适则=0.23553 则=0.42,所以 N=20.6872.7 塔板效率和实际塔板数的确定 塔底、塔顶几何平均温度=,进料平均分子粘度用公式:计算,计算结果如下页列表:进料液相分子平均粘度(67.8)表2-11组分iin反0.063430.36180.2340.032690.07620.1750.05410.07850.0230.1510.00240.1920.1980.26170.002980.0083210.035330.000080.014630.034650.014130.112从图中查得塔板效率为0.69,考虑其它因素取实际塔板效率为0.5,则实际所需塔板数N=20.6870.5=41.374块(实际取42块)2.8 进料板位置确定仿全塔最小理论塔板数的计算,可确定精馏段最小理论塔板数=3.9(不含加料板)。

同理精馏段实际塔板数N=16.7块,取16块,则提馏段位26块因此进料板位置从塔底上数第26块塔板上(实际上为第25块)为了适应各种操作情况,取两个加料口,即在23、25板上各开一进料口2.9 关于物料性质数据计算 提馏段气相粘度利用计算,计算结果列表如下:表2-12组分i反00.003760.002450.4370.135740.28490.04420.0663100.024390.016253.60611.01642.1340.33670.49667.630.1160.01070.010.00960.010230.00980.00920.009530.0742.08144.09758.12456.10856.10858.12456.10800.0260.0160.03470.01040.02090.00310.00470.097 精馏段气相粘度利用计算计算结果列表如下:塔底:表2-13组分ii0.015330.83990.0120.00170.00200.1287130.0742.08144.09758.12456.10856.1088.395.4489.151.241.52885.430.010.0091690.08250.0880.00840.00878.44.9967.551.09061.2587.41 精馏段气相重度利用计算:计算结果如下页列表:表2-14组分0.015330.0748.16305.280.3281.0450.8624.030.3670.83942.08145.5364.60.40440.87490.7727.5631.540.1284244.0941.94369.670.43870.86220.7341.525.314i0.012158.12436407.980.51110.78190.6957.900.695i0.0018356.10839.48417.740.4660.76360.7154.310.09020.002456.10839.7149.40.46340.76060.7154.30.111138.125故精馏段气相重度为38.125。

提留段气相重度利用计算,计算结果列表如下:表2-15组分0.006342.08145.5346.60.04091.0230.8329.7540.05210.003744.09742369.690.4431.0090.8231.550.03880.431658.124364080.5170.9140.7247.3330.54i0.134556.10839.48417.740.4170.8930.7245.736.0270.297456.10839.2419.40.4680.8890.7444.58913.3570.048958.12437.474250.4960.877.0.7148.033.357反0.077656.10840.5428.460.4590.8710.7445.733.56746.135故提馏段气相重度为46.135 塔底液相重度 计算结果列于下表:表2-16组分I反0.430.470.470.4680.5%0.43160.13450.29740.04890.077610.18560.06320.13980.0230.0390.4506故塔底液相重度为453.2 塔顶液相重度计算结果列于下表:表2-17组分iin反00.46570.460.5280.5650.5650.550.591%01.5384.012.841.210.1830.60.24010000.390.0680.00640.0010.0014000.4668故塔顶液相重度为466.8。

表面张力 塔底液气密度差为塔底平均分子量为56.89,故塔底表面张力为3.25达因/厘米塔底液气密度差为塔底平均分子量为42.77故塔顶表面张力为5.3达因/厘米2.10工艺计算数据汇总表表2-18名称提馏段精馏段操作压力18.618.4操作温度100℃46℃回流比2.4081542.408154气相重度46.13538.125表面张力3.255.5122液相重度450.6466. 8进料压力18.518.5进料温度71℃71℃气相粘度cpcp气相流量420.28757.3734518.25575849.5370.143950.23598液相流量536.873536.87367.378649.2820.0187160.013689第3章 结构设计3.1 已知数据 精馏段气相密度 =38.125液相密度 =466.8液体表面张力 =5.3气体粘度 =气相流量 =0.23598液相流量 L=0.013689 提留段气相密度 =46.135液相密度 =450.6液体表面张力 =3.25气体粘度 =气相流量 =0.14395液相流量 L=0.0187163.2塔颈、板间距的确定 精馏段空塔速度计算液泛速度;取=600;,则-=510,动能参数,故查得,则:C==0.0664,故=0.222,适宜空塔流速取0.75=0.750.222=0.1668。

精馏段塔径初选;故圆整=1400(实际空塔速度为0.153) 提馏段空塔速度计算液泛速度;取=600;,则-=505,动能参数,故查得,则:C==0.0452,故=0.1343,适宜空塔流速取0.75=0.750.1343=0.103 提馏段塔径初选;故圆整=1400(实际空塔速度为0.0935)3.3塔板结构计算 精馏段溢流装置溢流量为49.282 ,则选单流型塔板,弓型堰:(1)、堰长:取堰长:,溢流强度:在30—100 范围内2)、堰高:; ;据,,查图表得E=1.05,则: =0.0388,故取=0.035.故=0.09-0.035=0.055m3)溢流管底与塔板之间的距离取,则m(4)、液体在溢流管中停留的时间及速度由 查图得 ,,则:故可以降液管流速 精馏段溢流装置溢流量为67.3786 ,则选单流型塔板,弓型堰:(1)、堰长:取堰长:,溢流强度: 在30—100 范围内2)、堰高:; ;据,,查图表得E=1.03,则: =0.042,故取=0.042.故=0.09-0.042=0.053m。

3)、溢流管底与塔板之间的距离取,则m(取50mm)4)、液体在溢流管中停留的时间及速度由 查图得 ,,则:故可以降液管流速 浮阀布置(1)精馏段浮阀数的初算选标准F—1型浮阀,计算阀孔气速,取=11,,浮阀数(个)(2)精馏段浮阀数的确定 取无效区宽度为50mm,破沫区宽度为70mm,在塔板有效区取孔距为75mm和排间距80mm,按等腰三角形叉排得,实际浮阀数为120个故实际阀孔气速为:1.6.实际阀孔动能因数: ==(满足条件),开孔率:(符合)(1)提馏段浮阀数的初算选标准F—1型浮阀,计算阀孔气速,取=11,,浮阀数(个)(2)提馏段浮阀数的确定 取无效区宽度为50mm,破沫区宽度为70mm,在塔板有效区取孔距为75mm和排间距80mm,按等腰三角形叉排得,实际浮阀数为84个故实际阀孔气速为:1.474.实际阀孔动能因数: ==(满足条件),开孔率:(符合)第4章 流体力学计算4.1塔板压降 精馏段(1)、干板压降:m液柱(2)、液层阻力降: m液柱(3)、克服液体表面张力的压力降:m(4)、每层塔板压力降:=0.057+0.057+=0.1168m液柱 提馏段(1)、干板压降:m液柱(2)、液层阻力降: m液柱(3)、克服液体表面张力的压力降:m(4)、每层塔板压力降:,% ,K取1,查图得=0.128,,故56.5%, ,因此小于(符合要求)。

4.2泄漏 精馏段:取泄漏时阀孔动能因数为5,小于设计的阀孔动能因数 提馏段:取泄漏时阀孔动能因数为5,小于设计的阀孔动能因数4.3降液管的负荷 精馏段计算降液管内允许最大流速:,取为降液管内允许的最大流速,现设计的降液管流速为,故降液管没有超过负荷提馏段计算降液管内允许最大流速:,取为降液管内允许的最大流速,现设计的降液管流速为,故降液管没有超过负荷第5章 负荷性能图5.1 过量雾沫夹带器 精馏段 取泛点率为, 则,简化并整理上式得:+2.72=0.401,当=0时,=0.401,当=0.01时,=0.401-0.04374=0.35726.根据以上两点可作出泛点率为的雾沫夹带上限线 提馏段取泛点率为, 则,简化并整理上式得:+2.72=0.2755,当=0时,=0.2755,当=0.01时,=0.2755-0.0272=0.2583根据以上两点可作出泛点率为的雾沫夹带上限线5.2液泛线精馏段:,计算与的关系,计算结果列表如下:表5-1序 次12340.001370.00160.0020.00240.38590.370.3380.314根据表中数据即可作出液泛线提馏段:,计算与的关系,计算结果列表如下:表5-2序 次123450.00200.00240.00280.00320.00360.2290.2130.1960.1760.153根据表中数据即可作出液泛线5.3液相负荷上限线 精馏段: 提馏段:5.4液相负荷下限线精馏段:,故提馏段:,故5.5气相负荷下限线 精馏段:, 取=5,则:0.81,故=0.116提馏段:, 取=5,则:0.736,故=0.0745.6弹性操作精馏段:操作弹性= 提馏段:操作弹性= 第6章 机械设计已知:1、塔板为1400mm,塔高为33500mm;2、工作压力18.6 ,工作温度为100 ,工作介质腐蚀性轻微;3、设备所在区域的基本风压为50;4、不计偏心载荷。

设计过程如下:6.1选择塔体材料 塔顶装有安全阀,故设计压力为,所以取设计压力为20; 工作温度为100 ,工作安全介质腐蚀性轻微,故选用常用的16MnR钢作为塔体材料6.2.按设计压力计算筒体和封头的壁厚 筒体壁厚的计算 ,取负偏差mm,腐蚀余量,则=1+0.8=1.8mm;mm,考虑实际其他问题故取壁厚为18mm 封头壁厚采用标准椭圆形封头,取其壁厚与筒体壁厚相同,即18mm,其直边高度为40mm6.3载荷计算 自身载荷计算(1)、塔体重量 一米高筒节重630kg,塔体实际长度为29.1米;每个封头重334kg,共2个;取裙座材料为钢,并设裙座实际壁厚为18mm,3.5米高故:设备自重载荷为(2)、内构件重量 取浮阀塔盘重为75kg,由工艺条件知其有42个塔盘,所以内构件重量为:(3)、保温层重量 取保温层厚度为0.1米,保温层密度为300,所以塔体保温层重量为:,封头保温层重量为kg,故保温层重量为1213+138=4351kg(4)、平台重量 由工艺条件知,共开设5个人孔,所以相应在人孔处设置平台,共5个,每个平台成半圆形取平台宽度为0.9米,查得平台单位重量为150,所以设备平台总重量为:(5)、物料重量塔盘充液重约为70,取塔釜液面高为1.8米,物料密度是453.3,故物料重量为:。

6)、附件重量各接管、法兰重约为1696.7kg;取笼式扶梯,其单位重量为40,其长度为24米,共重为:960kg,故附件重为:1696.7+960=2656.7kg7)、充水重量 筒节为44773kg,封头为842kg,故充水重量为45195kg操作时重量:41533kg;水压实验时重量:80946kg,安装时重量:31872kg 风载荷计算风压沿塔分若干段,各段高如图0—0为裙座底部的计算截面,1—1为裙座人孔的计算截面,2—2为同体的危险计算截面1)、各段风载荷计算各计算风段风载荷如表所示:表6-1计算段0—11—22—33—44—55—60.70.70.70.70.70.71.63071.63071.63071.63071.6171.5995050505050500.780.780.811.151.331.4312.56.510103.51.6362.0362.0612.0682.0522.0827322762213591545567(2)、各计算截面风弯矩的计算 各计算0—0、1—1、2—2截面的风弯矩可按下式计算: 计算截面0—0风弯矩: 计算截面1—1风弯矩:计算截面2—2风弯矩: 地震载荷计算 对于等直径、等壁厚的塔设备,可按以下各式计算各截面的地震弯矩:(1)、截面0—0的地震矩按下式计算(2)、截面1—1的地震矩按下式计算(3)、截面2—2的地震矩按下式计算6.4计算各种载荷产生的轴向应力 设计压力在筒体中引起的轴向应力: 操作产生的轴向应力: 弯矩在筒体中引起的轴向应力:用下式计算;(1)、对0—0截面(2)、对1—1截面(3)、对2—2截面6.5 按组合应力验算塔体和裙座的壁厚 座体壁厚的计算 取筒体壁厚的计算,验算在危险界面上的应力。

危险截面的位子,一般在裙座基底截面或人孔以及较大管线引出孔处1)、如基底截面0—0为危险截面时应满足以下条件: 操作时: (取其中较小值) 水压试验时:(取其中较小值),;取则:擦作时: 水压试验时: ,以上二式满足条件故0—0截面安全2)、裙座人孔处截面1—1为危险截面时应满足以下条件:操作时: (取其中较小值) 水压试验时:(取其中较小值),;取则:擦作时: 水压试验时:,以上二式满足条件故0—0截面安全 组合压应力的验算 对于内压筒体,最大压应力出现在背风侧筒体的最大压应力满足下式:,故0—0、1—1、2—2三截面满足上式条件 筒体的组合轴向拉应力验算最大组合轴向拉应力计算0—0截面:1—1截面:2—2截面: 压试验时的应力验算水压实验时筒体危险截面2—2上的一次薄膜应力应满足下列条件: ,因此满足强度条件6.6 焊缝结构设计 由于对接焊缝受压可承受较大的轴向载荷,故选用对接焊缝结构,不须验算 6.7基础环设计 取基础环直径基础环外径: cm,取cm圆整后取174cm基础环内径:cm,取cm圆整后取120cm 础环厚度计算混凝土基础上最大压应力计算:(取其中较大值)要求,则:(),故取=,75或75以上标号的混凝土作基础都能满足条件要求。

采用有筋板的基础,其厚度计算如下:cm圆整后取cm6.8地脚螺栓直径的计算 地脚螺栓最大拉应力计算:(取其中的较大值)则:(),取为正值,说明塔有翻到的危险,应当安装地脚螺栓 计算地脚螺栓的根径按下式计算地脚螺栓的根径:,则地脚螺栓根径为:cm故得根径为30171cm,73.0349cm故选用16个,的地脚螺栓作为设备的地脚螺栓时适宜的6.9 螺栓座的结构 当地脚螺栓直径为时,选用螺栓座的结构已定第7章 主要技术要求1、塔板长度偏差(毫米),宽度偏差不得超过(毫米);2、塔板冲孔后,其弯曲度及局部不平度,均不得超过2毫米;3、受液盘及降液盘表面平整,其弯曲度及局部不平度,均不得超过3毫米;4、进出口堰,降液板上边缘,必须保持水平,安装时高低偏差不得超过降液管板顶端宽度的1/1000,且3毫米;5、降液板安装后,其下端与受液盘距离偏差为3mm,降液板与受液盘边部分水平方向距离的偏差为3mm;6、相邻两支撑圈的间距的偏差为3mm,其积累偏差为20mm;7、支承圈与塔焊接后,其上面的水平度偏差不得超过3mm,塔 卧放检查支承圈,在筒体端部,作一垂直于整个塔体众轴的基础轴线,测量支承圈水平度偏差;8、浮阀阀孔的光洁度为3,将浮阀安装在盘上,每个浮阀必须孟上下活动;9、塔体同一断面的最大面积最小面积差不大于0.5%Dg;11、塔体弯曲不大于1/1000塔高,且总弯曲度不大于34mm;12、塔体焊缝应进行无损探伤,当采用本设计的16MnR(A3),同时全部焊缝进无损探伤;13、浮阀塔板上相邻到气孔中心距偏差不得大于1mm;14、所有对接焊缝采用型式DV1结 论随着毕业设计的即将结束,我们经历的这一百多个不平凡的日日夜夜,给我们留下深深的记忆。

在毕业设计过程中,既经历了失败又尝试到了成功的喜悦,在这段时间里,我们学到了宝贵的知识和技能印象最深的是:毕业设计是一个系统的工程,并不是学生一个人所能完成的,也不是一件工作的简单堆砌要完成好毕业设计,需要掌握大量课内课外的知识,这也是我们将来工作于实际生产环境中所必要掌握的毕业设计过程中,我们需要查阅大量的参考资料,向老师进行请教,到工厂中去切实调查,研究,不仅是我们对书本中的理论知识有了更深一步的了解,还大大增强了我们的实际动手能力,以及对实际问题的分析,解决能力其次,本次毕业设计也是对我的一个考验和这些年学习的检验精馏塔作为一种化工机械,在日常生活中接触甚少,设计过程的大部分内容和资料都是需要去图书馆和网络中查找、摘录,这就改变了以往的学习方式,也是对设计能力的一种锻炼,同时也加强了对计算机的应用通过掌握查阅资料,反复推敲,优化设计方案,是工程技术人员所要具备的能力,从而使设计的产品更有市场竞争力虽然毕业设计内容繁多,过程繁琐,但是我的收获更加丰富零件每个部分的尺寸,相配合的公差,以及电脑的绘图,我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识,也对自己提出了新的要求。

提高是有限的但提高也是全面的,正是这一次设计让我积累了无数实际经验,使我的头脑更好的被知识武装了起来,也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力,更强的沟通力和理解力参考文献[1] 史贤林,田恒水,张平.化工原理实验[M].华东理工大学出版社,2005[2] 冯霄.化工节能原理与技术[M].第2版,北京:化学工业出版社,2004:109-114[3] 雷培德,李瑞阳,汪静等.化工过程模拟技术及HYSM模拟系统在化工生产中的应用[J].湖北化工,2002(6):4-6[4] 陆敏菲,冯霄.丙烯精馏塔热泵流程的优化[J].石油技术与应用,2007[5] 孙卫国,伏妍 ,丁冠政 ,李洁 ,兰其盈丙,烯精馏塔的操作优化[J].石油技术与应用,2008,26(1):61-65 [6] 廖勇.丙烯酸精制单元的计算机模拟与优化[J].丙烯酸化工与应用,2003,16(3):20-24[7] 杨秀玲.空分设备精馏塔的设计与研究[J].2009,3:32-36[8] 林广田,廖勇.DJ-3新型塔盘在催化重整脱水塔中的应用[J].山东化工,2。

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