100萬(wàn)噸年常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

/69合計(jì)321178+L汽油111000.70371.61180919.68.27煤油210400.79941.61180882.815.14輕柴油218000.82651.6625663614.23?'1!重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸氣61321.61180281917.28內(nèi)回L0.78941.61180878.6732732L中回流17.24+11.49合計(jì)321178+L入方合計(jì):326.96x106+418.6L出方合計(jì)：308.11+732L由熱平衡得】326.96x106+418.6L=30&11+732LL=60147kg/h或60147/146=412千摩/時(shí)煤油抽出板上方汽相總量為：(117+139+412+257)=925煤油蒸汽(即內(nèi)回流)分壓為：1.61x412/925=0.717大氣壓由煤油常壓恩氏蒸懈數(shù)據(jù)換算0.717大氣壓下的平衡汽化0%點(diǎn)溫度。恩氏蒸係溫度°C50%恩氏蒸係溫差°C0%10%30%412815547.7恩氏蒸係溫差°C平衡汽化溫差°C常壓平衡汽化溫度。C可以用《石油煉制工程》圖II-1-24先換算出常壓下平衡汽化數(shù)據(jù)0%10%30%412815547.70.717大氣壓下50%點(diǎn)的平衡汽化溫度為189°C所以0.661大氣壓下重柴油的泡點(diǎn)溫度為(189—5—4一9.9)=170.9°C與原假設(shè)180°C很接近可認(rèn)為假設(shè)溫度正確。塔頂溫度校核塔頂冷回流的溫度為60°C其焙值h為163.3kJ/kg塔頂溫度為107°C汽油的焙值為ir606.8kJ/kg故塔頂冷回流流量為：L=Q/(h-ir)L=26.19xl06/(606.8-163.3)=59069kg/時(shí)塔頂油汽量為(11100+59069)/95=738.6塔頂油汽分壓為：1.57x375.7/(375.7+738.6)=1.04大氣壓由恩氏蒸飾數(shù)據(jù)換算得汽油常壓露點(diǎn)溫度為100.2°C.己知焦點(diǎn)溫度和壓力一次為328.5°C和59.1大氣壓據(jù)此可在平衡汽化坐標(biāo)紙上做出平衡汽化100%點(diǎn)的P-t線如附錄圖lo由該圖可讀得油汽分壓在1.04大氣壓的露點(diǎn)溫度為102.2°C。這低于塔頂溫度108°Co0.43大氣壓的飽和水蒸汽溫度為77°C這低于塔頂溫度108°C故水蒸氣處于過(guò)熱狀態(tài)不會(huì)冷凝。5.7全塔汽液相負(fù)荷分布選擇塔內(nèi)兒個(gè)有代表性的部位求出各段汽液相負(fù)荷就可以做出全塔汽液相負(fù)荷分布圖。這里主要計(jì)算1、8、9、10、13、17、18、19、22、26、27、30第30層塔板以下熱平衡見(jiàn)表5-11表5?11第30層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C進(jìn)料3157001097.96306.62入氣提蒸氣46242.98420331615.34方內(nèi)回320327+L0.9101.715324882.8882.8L合計(jì)

汽油111000.70371.715328.51108.818.31煤油210400.79941.715328.5109222.98：T；輕柴油218000.82651.715328.5861.91&79重柴油304000.84841.715328.580724.55重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸氣4627316014.6內(nèi)回L0.84610791079L合計(jì)320327+L入方合計(jì)：321.96x10&十882.8L出方合計(jì)：298.63xl0e+1079L故由熱平衡得:321.96x106+882.8L=298.63x106+1079LL=118909kg/h=41Okinol/li液相負(fù)荷L=118909/910=130.6m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(117+139+100+105+410)x&31x(346.5+273)/(0.1715x1000)=26114m3/h第1層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-125-12第1層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C進(jìn)料3157001097.96306.62入氣提蒸氣61322.98420331620.33內(nèi)回L0.71231.57116292.9292.9L方合計(jì)321832+L出汽油111000.70371.57116627.56.97煤油210400.79941.61180443.59.33輕柴油218000.82651.70256652.714.23方重柴油304000.84841.72315824.225.06

重油2313600.94161.75346.5861.9199.4水蒸氣46271.57116270212.5內(nèi)回L0.71231.57116627627L中回流11.49+17.24合計(jì)321832+L入方合計(jì)：326.95x1(/十292.9L出方合計(jì)：296.22x106+627L故由熱平衡得:326.95x106+292.9L=296.22x106+627LL=91979kg/h=968.lkinol/h液相負(fù)荷L=91979/712.3+130.6=260m5/li氣相負(fù)荷V=NRT/p=(375.6十117十968.1)xg.31x(116+273)/0.157x1000=30075m3/h第8層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-135-13第8層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C進(jìn)料3157001097.96306.62入氣提蒸氣67630.78102.98420331622.43內(nèi)回L1.605162439439L方合計(jì)322463+L汽油111000.70371.605174.5736.48.17出煤油210400.79941.61180447.79.76輕柴油218000.82651.66256652.714.23重柴油304000.84841.70315824.225.06方重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸氣46272773內(nèi)回L0.78101.72686686L

一回流11.49二回流17.24合計(jì)322463+L入方合計(jì)：329.07x106+439L出方合計(jì):304.1x106+686L故由熱平衡得：329.07x106+439L=304.1xl06+686LL=101012kg/h=664.5kinol/h液相負(fù)荷L=101012/781+130.6=260m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(375.6十117十664.5)x8.31x(162+273)/(0.172x1000)=24320m3/h第10層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-145?14第10層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C進(jìn)料3157001097.96306.62入氣提蒸氣61320.79942.98420331620.33內(nèi)回L1.615180452452L方合計(jì)321832+L出汽油111000.70371.615188.5769.868.55煤油210400.79941.615188.5736.3815.49輕柴油218000.82651.66256652.714.23方重柴油304000.84841.70315824.225.06

重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸氣46271.615346.5280117.1內(nèi)回L0.79941.615188.5740.5740.5L中回流11.49+17.24合計(jì)321832+L入方合計(jì)：326.95X10*5十452L出方合計(jì):308.22x10°+740.5L故由熱平衡得I326.95X106+452L=308.22x106+740.5LL=63676kg/h=419kinol/h液相負(fù)荷L=63676/799.4+130.6=210m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.6十117十139十419)x&31x(188.5+273)/(0.1615x1000)=24091m3/h第13層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-15,塔熱平衡圖見(jiàn)圖55?15第13層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C進(jìn)料3157001097.96306.62入氣提蒸氣61322.98420331620.33內(nèi)回L0.80871.63205.3510.4510.4L方合計(jì)321832+L汽油111000.70371.63212824.29.15出煤油210400.79941.63212799.116.81輕柴油218000.82651.66256652.714.23重柴油304000.84841.70315824.225.06方重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸氣46271.63212287017.5

內(nèi)回L0.80871.63212782.4782.4L二回流17.24合計(jì)321832+L入方合計(jì):326.95x1(/十510.4L出方合計(jì):299.39X10*5十782.4L故由熱平衡得：326.95x106+510.4L=299.39x106+782.4LL=126422kg/h=832kinol/h液荷L=126422/802.5+130.6=288.2m3/li氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.6十117+139+832)x&31x(212+273)/(0.163x1000)=35324m3/h第17層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-165?16第17層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/hio6壓力溫度氣相液相大氣壓°C入方進(jìn)料3157000.81251097.96306.62氣提蒸氣61322.98420331620.33內(nèi)回L1.655239590590L合計(jì)321832+L方出汽油111000.70371.655248.5907.9210.08煤油210400.79941.655248.5882.818.57輕柴油218000.82651.66256652.714.23

重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸氣46271.655248.5297618.2內(nèi)回L0.81251.655248.5870870L二回流17.24合計(jì)321832+L入方合計(jì)：326.95x10°十590L出方合計(jì):302.78x106+870L故由熱平衡得：326.95X10°+590L=302.78xl06+870LL=151062.5kg/li=693kinol/hL=151062.5/812.5+130.6=316.5m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.6+117+139+693)x&31x(248.5+273)/(0.1655x1000)=33836m3/h第19層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-17,熱平衡圖見(jiàn)圖65-17第19層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相犬氣壓°C進(jìn)料3157001097.96306.62入氣提蒸氣54782.9842033161&17方內(nèi)回L0.82651.665256661661L合計(jì)321178+L

汽油111000.70371.665264.45991.611.0煤油210400.79941.665264.45920.519.37輕柴油218000.82651.665264.45903.719.70?'I!重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸氣46271.655264.45301016.48內(nèi)回L0.82651.655264.45912912L中回流17.24合計(jì)321178+L入方合計(jì):324.79x106+661L第十狀出方合計(jì)：308.25x106+912L第十狀故由熱平衡得：324.79x1(/+661L=30&25x1(/十912LL=65896kgli=302kinol/hL=65896/826+130.6=210.4m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.6+117+139+302)x8.31x(264.45+273)/(0.1665x1000)=23130m3/h第22層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表5-185-18第22層以下塔段的熱平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C入方進(jìn)料3157001097.96306.62氣提蒸氣54782.9842033161&17內(nèi)回L0.80911.68275.7745745L合計(jì)321178+L汽油111000.70371.68289.81012.511.24煤油210400.79941.68289.8979.0620.60?'1!輕柴油218000.82651.68289.8924.6620.16重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸氣46271.68289.8303016.59內(nèi)回L0.80911.68289.81008L合計(jì)321178+L第二口入方合計(jì)：324.79x106+745L出方合計(jì):293.05x106+1008L故由熱平衡得：324.79x106+745L=293.05x106+1008LL=87438kg/h=302kinol/hL=87438/842十130.6=234m‘/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.6十117+139+302)x8.31x(289.8+273)/(0.168x1000)=26757m3/h第26層以下塔段的熱平衡見(jiàn)表26127-11一11303134■110.17MPa|-WM16e7kg/hC420T>^fe^E31360kg/h^31570Okg/hlt^^763kg/h5-19,圖見(jiàn)圖9物料流率kg/h密度g/cm3操作條件焰kJ/kg熱量、KJ/11106壓力溫度氣相液相大氣壓°C方入進(jìn)料3157001097.96306.625-19第26層以下塔段的熱平衡氣提蒸氣54782.9842033161&17內(nèi)回L0.84621.72301.5774774L合計(jì)321178+L汽油111000.70371.695306.551050.211.66煤油210400.79941.695306.551037.621.83：T；輕柴油218000.82651.695306.551029.322.44重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸氣46271.695306.55內(nèi)回L0.84621.695306.5510881088L合計(jì)321178+L第二枷入方合計(jì)：324.79x106+774L出方合計(jì):280.33x10<5+1088L由熱平衡得：324.79x106+774L=280.33x106+1088L第二枷L=141592kg/h=488kiiiol/liL=141592/845+130.6=299m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.6+117+139+100+488)x8.31x(306.5+273)/(0.169x1000)=32721m3/h由前面第27層、第18層和第9層熱平衡可以依次得到汽液負(fù)荷第27層液相負(fù)荷：L=112684/846+130.6=263.8m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p(315+273)/(0.17x1000)=(315+273)/(0.17x1000)=25201m3/h第18層液相負(fù)荷：L=71948/845十130.6=215.7m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(304.3十117十139十215.7)x8.31x(256+273)/(0.166x1000)=20550m3/h第9層液相負(fù)荷：L=60147/789+130.6=206.8m3/h氣相負(fù)荷V=NRT/p=(340.8十117十206.8)x8.31x(180+273)/(0.161x1000)=15540m3/h數(shù)據(jù)匯總見(jiàn)表5-20：表5-20數(shù)據(jù)匯總表層數(shù)溫度。C壓力大氣壓液相負(fù)荷m'/h氣相負(fù)荷m'/h1（汽油）1161.57260300758174.51.605260243209（煤油）1801.61206.81554010188.51.61521024091132121.63288.23532417248.51.655316.53383618（輕柴油）2561.66215.72055019264.451.665210.42313022289.81.682342675726306.551.6952993272127(重油)3151.70263.82520130328.51.715130.6261145.7.1由以上各塔板氣液負(fù)荷數(shù)可得到氣液負(fù)荷圖見(jiàn)圖2

圖2氣液負(fù)荷圖—圖2氣液負(fù)荷圖—液相負(fù)荷T-氣相負(fù)荷險(xiǎn)姐負(fù)荷時(shí)％氣相負(fù)荷.X1OOOrTi/h液相負(fù)荷L=316.5m3/h所以氣相速率：V$=33836/3600=9.40m3/h液相速率：L5=316.5/3600=0.008m3/h氣相密度為：pv=(11100十21040十6132+1501062.5)/33836=5.60kg/m3液相密度為:pt=151062.5/316.5=477.29kg/m35.7.3確定板間距板間距與塔高有直接關(guān)系為了降低塔高常希望板間距較小但對(duì)液泛與液沫夾帶有重要的影響根據(jù)經(jīng)濟(jì)權(quán)衡得知板間距＞600mm左右為宜。另外在決定板間距時(shí)應(yīng)考慮其值不應(yīng)小于600nmio為此取塔板間距H=0.6mo5.7.4最大氣體允許速度Wmax由g=9.81=06”pi=477?29Rg/〃fpv=5.60kg/m5Ls=0.088m5/h根據(jù)《塔的工藝計(jì)算》C=0.055阿；1+（2厶/匕）（血/兀）V根據(jù)《塔的工藝計(jì)算》C=0.055阿；1+（2厶/匕）（血/兀）0.055^9.81x0.6八…「=0.114,…0.88477.29l+（2x19.40V5.6代入上式叫這=cjs_p,）S=0.114『7鳥(niǎo)>6=]05m/s5.7.5適宜的氣體操作速度Wa由表4-14得根據(jù)條件選定系統(tǒng)因數(shù)K,=0.97安全系數(shù)K=0.82由《塔設(shè)計(jì)計(jì)算》5-2得W(I=K-Ks?"mJ?=0.82x0.97x1.08=0.87/7?/s5.7.6氣相空間載面積Fa由式5-3得Fa=Vs!Wa=9.4/0.83=11.26w25.7.7計(jì)算降液管內(nèi)液體流速Vd由式5-4得％)=0.17.K?K,=0.17x0.82x0.97=0.135/7?/s由式5-5A得V/(2)=7.98XW3KK,旳(pL-pj=7.98x10-3x0.82x0.97^0.6x(477.29-5.6)=0.107/??/5按規(guī)定選較小值所以=0.107w/s5.7.8計(jì)算降液管面積Fd由式5-6得F；(1)=Ls/V({=0.088/0.107=0.822/滬由式5-7得巧⑵=°?11巧=0.11x11.26=1.24m2按規(guī)定選結(jié)果較大值則F；=1.24w25.7.9計(jì)算塔橫截面積AT和塔徑D由式5-8得F嚴(yán)Fq+F；=11.26+1.24=12.5"由式4-65得D由式4-65得D=J匕/0.785巴=0.785=J———=3.99inV0.785圓整后的塔徑D=4.0/n塔截面積人=0.785,=0.785x4=12.56m2塔截面積為氣相流通截面積A與降液管截面積之和。由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》第182由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》第182頁(yè)實(shí)際空塔氣速u=VJAt=9.4/12.5=0.75〃〃sA塔圓整后的降液管截面積=1Z2^x1.24=1.25/??212.5設(shè)計(jì)點(diǎn)的泛點(diǎn)率：U/Wmax=0.75/l.05=0.65.7.10溢流裝置由于塔徑較大采用塔盤選雙流型因?yàn)榱髁枯^大故溢流堰為弓形不設(shè)進(jìn)口堰降液管為弓形［⑹。5.7.12堰長(zhǎng)lw由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》中雙溢流［16］/m.=（0.5?0.7）D取lw=0.6D即心=0.6x4=2.4m由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》中5-11得心=學(xué)E（?1000E由圖5-19查得E=1.03how=2.84x103x1.03x|\3=0.063乂知常壓塔板上清夜層高度仏在0.05?0.1m之間取九=0.085加所以底隙h“.九=札-叱,=0.085—0.063=0.022〃？5.7.13降液管寬度Wd和面積Af由以上設(shè)計(jì)結(jié)果得弓形降液管所占面積Ad"】A/=A7-A=12.56-0.052=12.5m:根據(jù)以上選取的LjQ按《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式5-10Wd=DJ】-（另］/2=4（1—V1-0.62）/2=0.4（加）5.8浮閥數(shù)及排列方式5.8.1浮閥數(shù)由《化工單元設(shè)備過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》第168頁(yè)選擇比Z-41型閥片厚度為211U11塔板厚4mmH=12.5mmd=39min的重閥。Fo（閥門動(dòng)能因子）綜合考慮F。對(duì)塔板效率壓力降和生產(chǎn)能力的影響根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可取F°=8?13即閥門全開(kāi)時(shí)比較適宜。由此可得適宜閥孔氣速％為：u0=F0/Vp~v去Fo=12則u0=12/757=5.07ni/s浮閥數(shù)NM比型浮閥的孔徑為39nun故浮閥個(gè)數(shù)N可據(jù)：N=Vs/O.785uod2=9.4O/（0.785x5.07x0.0392）=1553個(gè)

5.8.2浮閥排列方式對(duì)于塔板為雙流型時(shí)利用《化工單元設(shè)備過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式5-16計(jì)算塔板的有效傳質(zhì)面積A。A“=2xy[r^-x2+r2sill-1——2X'ylr2-x：+r~sni-1—1其中對(duì)于塔徑大于900mmm的W^.在50?75mmm之間破沫區(qū)寬度在80?lOOniin之間。所以取W。=0.06mW孑=0.1mi=D/2一W=2-0.06=1.94mx=D/2-W十Ws)=2-(0.4+0.1)=1.5111x=/2+W5=0.4/2+0.1=0.3mA</=2fl.5A/1.942K2fo.3Vl.942-OJ'+l^'sin'1—I1.94JI1.94J=6.9m2開(kāi)孔所占面積Ao=O.785nd2=0.785x1553x0.0392=1.86m2選擇錯(cuò)排方式其孔心距t可由下方法估算。A0/Au_0.785A0/Au_0.7856/2一尸sin60°=0.907/9°7x6-%86x0.039=0.073m按t=0.075進(jìn)行布孔實(shí)排閥數(shù)11=1397個(gè)閥孔氣速u0=9.4/(0.785x0.0392x1397)=5.54nVs動(dòng)能因子F°=5.5x后=13變化不大開(kāi)孔率=—=0.75/5.5=13.7%5.9塔板流體力驗(yàn)算5.9.1氣相通過(guò)浮閥塔板的壓力降根據(jù)《塔設(shè)備工藝計(jì)算》185頁(yè)計(jì)算塔板的壓力降即

hp=hc+ht+ha(1)干板阻力問(wèn)=1.825臨界孔速％=1.825由式3-21a計(jì)算得=1.825臨界孔速％=1.825因uo<uo,故按式3-21計(jì)算干板阻力即丸=5.34啞Pt=5.34x5.6x5.52477.29x9.81=5.34x5.6x5.52477.29x9.81=0.193加液柱板上充氣液層阻力問(wèn)此塔為石油精懈塔取充氣因數(shù)6=0.3依式3-22知h,=￡Q-hL=0.3x0.08=0.024am液柱⑶此阻力很小可忽略不計(jì)。因此與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓力降所相當(dāng)?shù)囊褐叨葹椋篽p=0.193+0.024=0.217/n液柱(單板壓降為:0.217x477.29x9.81=1016Pa)5.9.2液沫夾帶量校核液沫夾帶量校核為控制夾帶量e「過(guò)大，應(yīng)使泛點(diǎn)Ff0.8?0.82.浮閥塔板泛點(diǎn)率計(jì)算由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》中式5-20及5-21得：式中由塔板氣相密度及板間距H查圖2-26得系數(shù)C,.為0.14根據(jù)表5-11可查得該物系K=0.85o所以片=0.132所以泛點(diǎn)低于0.8故不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的液沫夾帶。5.9.3塔板負(fù)荷性能圖(1)過(guò)量液沫夾帶線關(guān)系式令F嚴(yán)0.8由《化工設(shè)備單元及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式5-36得:

qw力=6680.72—17.63qvl〃，由此做過(guò)量液沫夾帶線1。液相下線關(guān)系式對(duì)于平直堰其堰上液頭高度h加必須大于0.006。取hfHv=0.006m即可確定液相流量的下E艮線。hOM=2.84xl0-3E學(xué)'，取E=1.0帶入求得q叫得值qv.=3.07x1lv=3.b7x2.4=7.368(m3/h)可見(jiàn)該線為垂直于qvl；i軸的直線該線記為2。嚴(yán)重漏夜線關(guān)系式呵因動(dòng)能因子Fo<5時(shí)會(huì)發(fā)生漏夜故取Fo=5時(shí)計(jì)算相應(yīng)的流量qw”由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式5-38qw^=36OOAouo式中ii0=F0/VpV所以qw；,=3600(0.785ndJuo)=14137.11x1397x0.0392/V5?6=11085.4(m3/h)上式為常數(shù)表達(dá)式為一條平行qw/,軸的直線為漏夜線也稱為氣相下限線該線記為3。液相上限關(guān)系式〔17】t=5s降液的最大流量為：qw山=3600A(/H/5=720AH=720x0.6x1.25=540(m3/li)可見(jiàn)該線為一平行qw；I軸的直線記為4。降液管泛線關(guān)系式當(dāng)降液管內(nèi)泡沫層升至上一層塔板時(shí)即發(fā)生了降液管液泛。根據(jù)降液管的液泛的條件得以下降液管液泛工況下的關(guān)系［切。由上式計(jì)算降液管泛線上點(diǎn)得表見(jiàn)表5-21表5-21降液管泛線上點(diǎn)vU(m'/h)102030vU(m'/h)102030405060qw/.(m3/h)138231364913532133841326413083由表中數(shù)據(jù)作出降液管的液泛線并記為線5。氣液負(fù)荷性能圖見(jiàn)下圖——絳液管泛線Q1800-液秣夾帶液栢沆雖弋限液栢上卩艮線Q18006塔的機(jī)械設(shè)計(jì)選擇材料筒體與封頭材料選用20R裙座材料選用Q235-B材料的有關(guān)性能參數(shù)如下:20R[o]1=123MPa[o]=133MPa,o,=245MpaQ235-B[oj=105MPa[o]=113MPa,j=235MpE=1.9xlO5Mpa表6-1機(jī)械設(shè)計(jì)條件主要工藝參數(shù)數(shù)據(jù)塔體內(nèi)徑Dt/nun4000①塔體上每隔主要工藝參數(shù)數(shù)據(jù)塔體內(nèi)徑Dt/nun4000①塔體上每隔9m左右開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔共4個(gè)人孔。相應(yīng)在人孔處安裝操作平臺(tái)平臺(tái)寬E=900mm單位質(zhì)量150kg//n2包角360°塔高H/nmi3200②塔體外表面積層厚度.=100〃〃”保溫材料密度計(jì)算壓力Pc/MPa1.8P2=300kg/塔器設(shè)置地區(qū)基本風(fēng)壓值400N/W2:抗震防烈度為8度設(shè)計(jì)場(chǎng)地為II類粗糙度為B類。高度H、=5m的圓錐形裙座塔體與封頭及裙座的附加量取C=2mm塔體焊接接頭系數(shù)0=0.85（雙面焊對(duì)接接頭局部無(wú)損檢測(cè)）塔體與裙座對(duì)接焊接。塔板上清液高度h,/mm0.83原油密度Pz/（kg/m3>860偏心距mm偏心質(zhì)量kg20004000設(shè)計(jì)溫度°C350設(shè)計(jì)壓力Pa1.8保溫層厚度100null按壓力計(jì)算厚度6.1按設(shè)計(jì)壓力計(jì)算塔體和封頭厚度設(shè)計(jì)壓力為工作壓力的1.1倍即設(shè)計(jì)壓力Pc=l.lP=1.8MPa圓筒計(jì)算厚度：=L89x400°=34.5呦2[刃。-代2x123x0.85-1.8加上厚度附加量C=3mm并圓整還應(yīng)考慮多種載荷的作用以及制造、運(yùn)輸、安裝等因素取：筒體的名義厚度S?=36nmi有效厚度S嚴(yán)S”-C=36-3=33訕?lè)忸^計(jì)算s-pQnh2[b]'0-Pc厚度（采用橢圓型標(biāo)準(zhǔn)封頭）：1.8x4000“<==34.5/777772x123x0.85-0.5x1.8封頭的名義厚度Sw/=36111111有效厚度Seh=S/l/t-C=36-3=33nun一、塔設(shè)備質(zhì)量計(jì)算：筒體的高度：H°=26x0.6十3+l=24.4mD0=4000+66=4066min（1）筒體質(zhì)量：耳=0.785（D；-D：）HgP=80044kg⑵封頭質(zhì)量：DN4000,厚度33nun查表得"=2600kg叫=2〃=5200kg（3）裙座質(zhì)量:叫=0.785（尤—益）hgP鋼=17907kg所以m0l=“+2m2+叫=102786+5200+17909=125893kg二、塔內(nèi)物件質(zhì)量：由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表9-3查塔盤單位質(zhì)量為75kg/w2加°?=加塔盤=0.785D；Np75=0.785x4?x34x75=32028kg（1）人孔、法蘭、接管及附屬物質(zhì)量叭=0.25w01=0.25x125893=31473kg（2）保溫層質(zhì)量叫為封頭保溫層質(zhì)量。叫3=0.785-P+（叫-v2）f=8446.5kg叫為加保溫層后封頭的容積，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表16-3得兒=8.4"叫為加保溫層后封頭的容積，查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表16-3得冬=8.0"4“=4.072+0.2+4.272加dis=4.072代入上式得叫3=11637kg(3)平臺(tái)、扶梯質(zhì)量叫=O.785[(Po++2B)2_(D°+26)2]x丄nqp+qPHF=0.785x[(4.072+2x0.1+2x0.9)2-(4.072+2x0.1)2]xlx4x150+4x36=7025.76kg操作塔內(nèi)物料質(zhì)量叫s=0?785D%/N“P/+O?785D：/?oP/+v2Pz=54299kg充水質(zhì)量mit=彳D^Lp^lvf=0.75x42x29xl03+2x8x1000=380240kg全塔操作質(zhì)量加0=加01+叫2+加03+加04+加05+ina=125893+32028+31473+11637+7025+54299=262355kg⑺全塔最小操作質(zhì)量=加01++02%+加04+加3+ma=125893+0.2X32028+11637+31473+7025=182433.6^(8)全塔最大操作質(zhì)量Wmax=〃7(n+加o:+加03+加3+叫+加“=125893+320328+11637+31473+7025+380240=58829@g將塔沿高度方向分為8段每段質(zhì)量列入下表6-2表6-2各塔段質(zhì)量/kg項(xiàng)目塔段:號(hào)合計(jì)12345678%35811692615323153231532315323153235665102786%00375600450600450753202801202191.72191.72191.72191.72191.7558.311637401601596.42001596.42001596.41436.47025.7叫5068802079.25734555097345550991854299ma859.34231.43046.43046.43046.43046.43046.41416.231473他.0800700467004670046700467004622009380240叫4480.328317.424611.82870628116287062870610688.9262355448029117946579875298162987529816232078588296加min4480.321437.422224208812224720881222479091182433塔段長(zhǎng)度/m1455555232

人孔平臺(tái)001010114塔板數(shù)00586861342自振周期計(jì)算:塔體內(nèi)直徑Di=4000訕有效厚度①=36/沏塔高H=32m.操作質(zhì)量叫=262355kg自振周期［叫=90.33H=90.33x32000x262355x32000V1.9x105=90.33H=90.33x32000x262355x32000V1.9x105x36x40003xlO"3=1.0356.3地廉載荷及彎矩計(jì)算見(jiàn)表地震載荷及彎矩計(jì)算見(jiàn)表6-3表6-3地廉載荷及彎矩計(jì)算項(xiàng)目塔段號(hào)123456784480.328317.424611.82870628116287062870610688.9145555521811.211.211.211.211.284480.322653927565232150731489932150732150785511時(shí)164125125125125125644480.3181231430764753588250351450035882503588250684090由上表數(shù)據(jù)得：6A=工〃=1.87xlO嘆g?〃7‘/=!6E=工“力；=1.99xlO?kg?〃7‘/=!=0.0944_1.87xl06=0.094B_1.99xl07綜合振型參與系數(shù)：A〃防礦一=lx0?094=0.094nAB本場(chǎng)地設(shè)抗地震8級(jí)的第二類場(chǎng)地由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表6-34及表6?35可查得：=0.45特征周期7；=0.4<T\0,9$04\°9a=x0.45=—x0.45=0.19{Tj11.03丿水平地震力：C為綜合影響系數(shù)對(duì)于圓筒取0.5Fkl=cajhJTgg=0.5x0.19x0.094x9.81x588296=51537N垂直影響系數(shù)：^,m=0.656Zmax=0.65x0.45=0.29當(dāng)量質(zhì)量：meq=0.75加°=0.75x588296=441222kg底界面處垂直地震力：=avmrnei/g=0.29x441222X9.81=1255232/V取綜合影響系數(shù)：確定危險(xiǎn)截面0-0為裙座基底面1-1為裙座人孔截面2-2為裙座與塔體焊縫截面。計(jì)算危險(xiǎn)截面地震彎矩：0-0截面：A/?-0=—Cza/n0￡//=—x0.5x0.156x262322x9.81x32000=2.9xlO97V7n7M上35/maxUo35=1.25A/^°=1.25x2.9xl09=3.63x109^777WM=1.25Af；-2=1.25X23xIO9=2.87x109AT?mm五、風(fēng)載荷和偏心彎矩計(jì)算(1)風(fēng)振系數(shù)計(jì)算：由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課設(shè)設(shè)計(jì)》9-33塔段風(fēng)振系數(shù)K/由心=1+空密計(jì)算。其中脈動(dòng)增大系數(shù)由表9-28查找冬一第1計(jì)算段脈動(dòng)影響系數(shù)由表9-29查找①二一第1計(jì)算段的整型系數(shù)由表9-30查找第1段據(jù)地面高度m幾一第1計(jì)算段據(jù)塔底的高度De—塔器第1計(jì)算段的有效直徑nun將塔分為五段計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6-4,風(fēng)力載荷圖見(jiàn)下圖4表6-4各塔段的風(fēng)振系數(shù)塔段項(xiàng)目12345高度h/nun100050001400023000320002.25（§廠）0.720.720.790.830.860.020.040.250.591.01.01.01.131.271.47心1.031.061.391.872.35

⑵有效直徑少，?設(shè)籠式扶梯與塔頂管線成90。角取平臺(tái)構(gòu)件的投影面積則0,取下試計(jì)算結(jié)果較大者：Dei=DOi+2氏+K3+K4Dei=Doi+2兀+K4+do+25“式中塔和管線的保溫層厚度％=九=100訕?biāo)敼芫€外徑d°=450K.=400訕心=三一假設(shè)與圓筒90度且每個(gè)平臺(tái)的投影面積O.lmnf,則K4=800,為簡(jiǎn)便計(jì)算且偏安全計(jì)算Df，-=3200+72+200+400+800=4672nun各塔段計(jì)算結(jié)果如下：水平風(fēng)力計(jì)算：由《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》式9-32得；表6-5風(fēng)力計(jì)算P’=心心砧“存EN,結(jié)果如下表見(jiàn)表6-5：

表6-5風(fēng)力計(jì)算2-2截面：M訐=44+竹仏+厶］+…+4(A+厶+<5/2)=1.38X109Nnnn2\2丿偏心彎矩計(jì)算：Me=mcge=4000x9.81x2000=7.848x107Nnun6?5各種載荷引起的走向應(yīng)力(1)計(jì)算壓力引起的軸向拉應(yīng)力6pD1.8x400045~4x36num"⑵操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力6:0-0截面0-00-0加。g588296x9.81=_nj6MPa心為人孔處的0-00-0加。g588296x9.81=_nj6MPa心為人孔處的4詁3.14x4000x36心=_(588296—3581—16925)x9.81=_】3.14x4000x36截面積1-1截面-4480)g(5882S2-2截面最大彎矩引的軸向應(yīng)力6最大彎矩取下試計(jì)算結(jié)果中較大者見(jiàn)表6-5時(shí)1M；；=M「+O.25MJ2項(xiàng)目AC；M壯M訂較大者2.25x1092.17xl091.74xl09表6-5最大彎矩表6-5最大彎矩(3)6計(jì)算如下:=土0-0maxxh0-0max2.25xl090.785x40002x36=±19.9MPciAO^2^Z艸13x10s=±18?2MPaZ咖為裙座人孔處的抗彎截面系數(shù)由式9-53b確定。max=±15AMPa1.74xl09max=±15AMPa0.785x40002x366.5筒體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核6.5筒體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核nr(1)筒體強(qiáng)度與穩(wěn)定性校核呵筒體危險(xiǎn)截面2-2處最大組合軸向應(yīng)力b盂合=5+O-；'2+=50-1.26+15.6=64.34MP軸向許用應(yīng)力：K[a]0=1.2x123x0.85=125.5MPa因?yàn)镵0]'0所以滿足強(qiáng)度條件筒體危險(xiǎn)截面2-2處最大組合軸向應(yīng)力b譌合=+bJ2=-1.26-15.6=-l6.S6MPa按照GB150《鋼制壓力容器》中規(guī)定：a_0-09^_R；=°X36—B=2/3EA=2xlO5x0.00162=324Mpa許用軸向壓應(yīng)力其中KB=1.2x324=388MP。K[a]=1.2x123=147.6MR/貝|J[込=147.6MP°因?yàn)橐婧希钾癩,故滿足穩(wěn)定性條件

(2)裙座穩(wěn)定性校核[17]：裙座危險(xiǎn)截面0-0及1-1處最大組合軸向應(yīng)力噹細(xì)介=眄。+=-12.76-19.9=—32.66MPb爲(wèi)|合=b異+bj=-9.3一1&2=-27.5MPa因?yàn)閎]”=inin{K5K[b]'}K[a]=1.2x123=147.6MPa因?yàn)?lt;1v0L故滿足穩(wěn)定條件。6-6筒體和去做水壓試驗(yàn)校核(1)筒體水壓試驗(yàn)校核"】；由試驗(yàn)壓力引起的環(huán)向應(yīng)力校核試驗(yàn)壓力的-1.25卩1勺-l.25xl.8x133-243MPa7[a]123“舊+冊(cè)+兀）"7.咖內(nèi)2兀0?9丁0=0.9x245x0.85=187AMPa因?yàn)閎<0.960故滿足要求。由試驗(yàn)壓力引起的軸向應(yīng)力巧PTDi_2.43x40004x36⑵水壓試驗(yàn)時(shí)重力引起的軸向應(yīng)力q94653x9.813.14x4000x36=94653x9.813.14x4000x36=-2AMPa0.3M0.3M訐0.785D込由彎矩引起的軸向應(yīng)力q=±0.9MPa0.3xl.38xl0=±0.9MPa0.785x4000zx36

⑶最大組合軸向拉應(yīng)力校核b譌1合=5+O-；'2+才2=67.5-2.1+0.9=66.3MPd許用應(yīng)力[a]=0.9Kb”=0.9x245x0.85=187.5MP。因?yàn)橐嫣ス蕽M足要求。最大組合軸向壓應(yīng)力校核呵b譌合=a；~2+b汀=-1.26-12.4=-l3.66MPa軸向許用應(yīng)力[a]cr=n^{KB.K[a]}其中KB=1.2x324=388MPaK[a]=1.2x123=147.6MPa因?yàn)閎盂組合v0].,.故滿足穩(wěn)定性條件。裙座水壓試驗(yàn)壓力校核水壓試驗(yàn)時(shí)重力引起的軸向應(yīng)力沖一炷一588296x9.81一呦収-①&3.14x4000x36588296-4480~~1130400=-5.07MPCI588296-4480~~1130400=-5.07MPCI由彎矩引起的軸向應(yīng)力0?3MT0.785D；戈0?3MT0.785D；戈1.83x10，0.785x40002x36=±4?08MPa占=±￡2竺Zsm=±13?0MFZ^—為裙座底部截面的抗彎截面系數(shù)Z.v/M=4.2x107n”最大組合軸向壓應(yīng)力b爲(wèi)詒=者+屮=—12.7—4.8=-17.5MPab爲(wèi)恰二bj+bj=-5.7-13.0=1&WPci軸向許用應(yīng)力込=1訕{K50.9Kbs}其中KB=1.2x324=388MPg0.9K?]'=1.2x235x0.9=258.3MPd因?yàn)椤兵B(niǎo)“<[",?且元爲(wèi)拾<&L故滿足要求6.7基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)環(huán)尺寸切取D°b=Dis+(160-400)=4000+300=4300mmD,h=Dis-(160~400)=4000-200=3800iwn基礎(chǔ)環(huán)應(yīng)力校核呵A=兀(Dg_Dib)=32x10吶加〃7①45“=MAX<咱十叫g(shù)0?3M/十％乳A4'乙A,其中=0.81MPa,叫g(shù)_2.25x109(262355=0.81MPaZhAh3.1X1093.2X106=0.361Mpa0.3M防〃口朋0.3xl.83xl09=0.361Mpa1=1ZhAb3.1xl093.2X10&因此取5,.m『2MPa選用75號(hào)混凝土許用應(yīng)力R"=3.5MPa因?yàn)?“<R“故滿足要求6?8基礎(chǔ)環(huán)厚度基本寬度bb=0.5(D°b-DOs)=0.5x(4300-3800)=225mmL=tiDo/32—26=320.5mm兩板間基礎(chǔ)環(huán)部分的長(zhǎng)度比b/L=0.7查《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表9-31得：=-0.2=0.2120x2x2252=—21465Mv=0.06100,沖J?=00610x2x320.52=12532故M嚴(yán)MJ=21465基礎(chǔ)環(huán)許用應(yīng)力［er］；,=113MPa故基礎(chǔ)環(huán)厚度所以取①=34訕6.9地腳螺栓設(shè)計(jì)地腳均布螺柱所受最大拉應(yīng)力計(jì)算均布螺柱所受最大拉應(yīng)力取以以下計(jì)算結(jié)果中較大者〔"I：=0.65MPa%gg_L83xl(r182433=0.65MPa一-3.1xl09_3.2xl06心*_峻=0?5皿x嘰嚴(yán)廿_262355x9.81=叭ZbAh3.1X1093.2X106故取=0.66MPa均布螺栓直徑:因?yàn)榍桑?所以此塔需要安裝均布地腳螺柱個(gè)數(shù)n=28螺柱許用應(yīng)力［a］hl=140MPa螺柱直徑=26.2mmD=d+C=36十3=39mm

查《化工單元過(guò)程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)》表9?32取均布螺柱為M30故選用28個(gè)M30地腳螺柱符合設(shè)計(jì)條件。塔設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算匯總見(jiàn)下表6-6表6-6塔設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)果匯總塔的名義厚度筒體兀=36mm封頭九=36nmi裙座九=36〃〃"塔的塔的質(zhì)量加o=262355kg加=588296wmin=182433kg載荷及彎風(fēng)彎矩M驚=1.83xIO?=1.74x109M訐=1.38xIO：矩地震彎矩M汀=3.63x109M；「=3.5x109=2.87x109壓力引起的軸向壓力巧=50MPa各種重量載荷引起的壓力=—]277MPd=—5?07MPd=-2.IMPa載荷引起最人彎矩引起軸壓屮=±13.0MPaerf-0=±4.0SMPa的軸應(yīng)力最人組合軸向拉應(yīng)力元爲(wèi)合=6434MP代爲(wèi)合=L8.7MPa最大組合軸向應(yīng)力b爲(wèi)合=-17.5MP。基本基本壞尺寸Dob=4300nunDtb=3800mmSh=34nun環(huán)的設(shè)計(jì)基本壞的應(yīng)力校對(duì)6.=2MPa<R=3.5MPcin.maxa地腳螺栓設(shè)計(jì)地腳螺栓直徑M30地腳螺栓個(gè)數(shù)n=286-10常壓塔裝配常壓塔裝配詳圖見(jiàn)附錄1MMWM4I51150-98m?4>J14710-9?Hit:."0tilt：l>PaK4>K20&3B-；9S8g420V“U^：0tMiMtaM??A■W?W?3?rae3-1990<U4m??IltMK*nieNM3rn湖tH?XXlKXtMl3M1HJD4CKV1Hg?M4103rr7M20.11小?n?4<?205316^0c.u-94Htt>?<**Po??M◎I_?<?■liti（筑負(fù)X%t>..：tG?c:id?zx?f^CfZ：n3：>u43tsMM11dr；xMHnP-F2.C3f.3T^UaJ比.IQTFC%*：XJL?334q511?fry-3u■85心A3-■?xrJi-J?杲a?ab|4*WA??<?P^*4Aai-??ax:g■g尸.52r?K■??、丸:％g?■??>{?9Cf：rcAS?a-rx-::,<0-il■r?r*A*n舛》?■<y°嚴(yán)?q*:"SO：:?Aj.*：UL■-*?x：：ilb,?”么sA-a?X"10.，.4.WJQ4.比?皿:：-aS二■?時(shí)：10.?j?、”，QGa?w、'ft.：：AL??5?-QfF10QWX?!<AT:A■in■■cv-2■:?*5f?nsr-”0.?.HIQ<u:7?工藝流程設(shè)計(jì)7.1工藝流程簡(jiǎn)述7.1.1原油電脫鹽系統(tǒng)原油從油罐靠靜位能壓送到原油泵進(jìn)口，在原油泵進(jìn)口注入利于保證電脫鹽效果的破乳劑和新鮮水，經(jīng)泵后再注入熱水，然后分三環(huán)路與熱油品換熱到110?120°C,進(jìn)入電脫鹽罐進(jìn)行脫鹽脫水。原油在電脫鹽罐內(nèi)經(jīng)20000V高壓交流電所產(chǎn)生的電場(chǎng)力作用，微小的水滴聚集成大水滴，依靠密度差沉降下來(lái)，從而與原油分離。因原油中的鹽分絕大部分溶于水中，故脫水其中也包括脫鹽。原油從電脫鹽罐出來(lái)后注入NaOH,目的是把原油殘留的容易水解的MgCl2>CaCh轉(zhuǎn)化為不易水解的NaCl,同時(shí)中和原油中的環(huán)烷酸、H2S等，降低設(shè)備腐蝕速率，延長(zhǎng)開(kāi)工周期。然后經(jīng)接力泵后分三路，其中二路繼續(xù)與熱油品換熱到220?230°C后進(jìn)初懈塔。7.1.2初憎系統(tǒng)被加熱至220?230°C的原油進(jìn)入初懈塔第6層（汽化段）后，分為汽液兩相，汽相進(jìn)入精館段（第6層上至塔頂），液相進(jìn)入提館段（第6層下至塔底）。初頂油氣從塔頂出來(lái)，冷凝冷卻到30?40°C進(jìn)入容v201o冷凝油經(jīng)泵（P204）后部分打回初館塔頂?shù)?6層作冷回流，另一部分作重整料或汽油出裝置；未冷凝的氣體