100萬噸年常壓煉油生產(chǎn)工藝設(shè)計

/69合計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321178+L入方合計:326.96x106+418.6L出方合計：308.11+732L由熱平衡得】326.96x106+418.6L=30&11+732LL=60147kg/h或60147/146=412千摩/時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%點的平衡汽化溫度為189°C所以0.661大氣壓下重柴油的泡點溫度為(189—5—4一9.9)=170.9°C與原假設(shè)180°C很接近可認為假設(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溫度為100.2°C.己知焦點溫度和壓力一次為328.5°C和59.1大氣壓據(jù)此可在平衡汽化坐標紙上做出平衡汽化100%點的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故水蒸氣處于過熱狀態(tài)不會冷凝。5.7全塔汽液相負荷分布選擇塔內(nèi)兒個有代表性的部位求出各段汽液相負荷就可以做出全塔汽液相負荷分布圖。這里主要計算1、8、9、10、13、17、18、19、22、26、27、30第30層塔板以下熱平衡見表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進料3157001097.96306.62入氣提蒸氣46242.98420331615.34方內(nèi)回320327+L0.9101.715324882.8882.8L合計

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320327+L入方合計：321.96x10&十882.8L出方合計：298.63xl0e+1079L故由熱平衡得:321.96x106+882.8L=298.63x106+1079LL=118909kg/h=41Okinol/li液相負荷L=118909/910=130.6m3/h氣相負荷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進料3157001097.96306.62入氣提蒸氣61322.98420331620.33內(nèi)回L0.71231.57116292.9292.9L方合計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321832+L入方合計：326.95x1(/十292.9L出方合計：296.22x106+627L故由熱平衡得:326.95x106+292.9L=296.22x106+627LL=91979kg/h=968.lkinol/h液相負荷L=91979/712.3+130.6=260m5/li氣相負荷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進料3157001097.96306.62入氣提蒸氣67630.78102.98420331622.43內(nèi)回L1.605162439439L方合計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322463+L入方合計：329.07x106+439L出方合計:304.1x106+686L故由熱平衡得：329.07x106+439L=304.1xl06+686LL=101012kg/h=664.5kinol/h液相負荷L=101012/781+130.6=260m3/h氣相負荷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進料3157001097.96306.62入氣提蒸氣61320.79942.98420331620.33內(nèi)回L1.615180452452L方合計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321832+L入方合計：326.95X10*5十452L出方合計:308.22x10°+740.5L故由熱平衡得I326.95X106+452L=308.22x106+740.5LL=63676kg/h=419kinol/h液相負荷L=63676/799.4+130.6=210m3/h氣相負荷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表5-15,塔熱平衡圖見圖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進料3157001097.96306.62入氣提蒸氣61322.98420331620.33內(nèi)回L0.80871.63205.3510.4510.4L方合計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321832+L入方合計:326.95x1(/十510.4L出方合計: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入方進料3157000.81251097.96306.62氣提蒸氣61322.98420331620.33內(nèi)回L1.655239590590L合計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321832+L入方合計：326.95x10°十590L出方合計: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表5-17,熱平衡圖見圖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進料3157001097.96306.62入氣提蒸氣54782.9842033161&17方內(nèi)回L0.82651.665256661661L合計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321178+L入方合計:324.79x106+661L第十狀出方合計：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入方進料3157001097.96306.62氣提蒸氣54782.9842033161&17內(nèi)回L0.80911.68275.7745745L合計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321178+L第二口入方合計：324.79x106+745L出方合計: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表26127-11一11303134■110.17MPa|-WM16e7kg/hC420T>^fe^E31360kg/h^31570Okg/hlt^^763kg/h5-19,圖見圖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321178+L第二枷入方合計：324.79x106+774L出方合計: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荷第27層液相負荷：L=112684/846+130.6=263.8m3/h氣相負荷V=NRT/p(315+273)/(0.17x1000)=(315+273)/(0.17x1000)=25201m3/h第18層液相負荷：L=71948/845十130.6=215.7m3/h氣相負荷V=NRT/p=(304.3十117十139十215.7)x8.31x(256+273)/(0.166x1000)=20550m3/h第9層液相負荷：L=60147/789+130.6=206.8m3/h氣相負荷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壓力大氣壓液相負荷m'/h氣相負荷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荷數(shù)可得到氣液負荷圖見圖2

圖2氣液負荷圖—圖2氣液負荷圖—液相負荷T-氣相負荷險姐負荷時％氣相負荷.X1OOOrTi/h液相負荷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液泛與液沫夾帶有重要的影響根據(jù)經(jīng)濟權(quán)衡得知板間距＞600mm左右為宜。另外在決定板間距時應(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)《塔的工藝計算》C=0.055阿；1+（2厶/匕）（血/兀）V根據(jù)《塔的工藝計算》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>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)計計算》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計算塔橫截面積AT和塔徑D由式5-8得F嚴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》第182由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計》第182頁實際空塔氣速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)計點的泛點率：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為流量較大故溢流堰為弓形不設(shè)進口堰降液管為弓形［⑹。5.7.12堰長lw由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計》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》中5-11得心=學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《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》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)備過程及設(shè)備課程設(shè)計》第168頁選擇比Z-41型閥片厚度為211U11塔板厚4mmH=12.5mmd=39min的重閥。Fo（閥門動能因子）綜合考慮F。對塔板效率壓力降和生產(chǎn)能力的影響根據(jù)經(jīng)驗可取F°=8?13即閥門全開時比較適宜。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故浮閥個數(shù)N可據(jù)：N=Vs/O.785uod2=9.4O/（0.785x5.07x0.0392）=1553個

5.8.2浮閥排列方式對于塔板為雙流型時利用《化工單元設(shè)備過程及設(shè)備課程設(shè)計》式5-16計算塔板的有效傳質(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開孔所占面積Ao=O.785nd2=0.785x1553x0.0392=1.86m2選擇錯排方式其孔心距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進行布孔實排閥數(shù)11=1397個閥孔氣速u0=9.4/(0.785x0.0392x1397)=5.54nVs動能因子F°=5.5x后=13變化不大開孔率=—=0.75/5.5=13.7%5.9塔板流體力驗算5.9.1氣相通過浮閥塔板的壓力降根據(jù)《塔設(shè)備工藝計算》185頁計算塔板的壓力降即

hp=hc+ht+ha(1)干板阻力問=1.825臨界孔速％=1.825由式3-21a計算得=1.825臨界孔速％=1.825因uo<uo,故按式3-21計算干板阻力即丸=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。因此與氣體流經(jīng)一層浮閥塔板的壓力降所相當?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「過大，應(yīng)使泛點Ff0.8?0.82.浮閥塔板泛點率計算由《化工單元設(shè)備及設(shè)備課程設(shè)計》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所以泛點低于0.8故不會產(chǎn)生過量的液沫夾帶。5.9.3塔板負荷性能圖(1)過量液沫夾帶線關(guān)系式令F嚴0.8由《化工設(shè)備單元及設(shè)備課程設(shè)計》式5-36得:

qw力=6680.72—17.63qvl〃，由此做過量液沫夾帶線1。液相下線關(guān)系式對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'，取E=1.0帶入求得q叫得值qv.=3.07x1lv=3.b7x2.4=7.368(m3/h)可見該線為垂直于qvl；i軸的直線該線記為2。嚴重漏夜線關(guān)系式呵因動能因子Fo<5時會發(fā)生漏夜故取Fo=5時計算相應(yīng)的流量qw”由《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》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)系式當降液管內(nèi)泡沫層升至上一層塔板時即發(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。由上式計算降液管泛線上點得表見表5-21表5-21降液管泛線上點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。氣液負荷性能圖見下圖——絳液管泛線Q1800-液秣夾帶液栢沆雖弋限液栢上卩艮線Q18006塔的機械設(shè)計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機械設(shè)計條件主要工藝參數(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左右開設(shè)一個人孔共4個人孔。相應(yīng)在人孔處安裝操作平臺平臺寬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〃〃”保溫材料密度計算壓力Pc/MPa1.8P2=300kg/塔器設(shè)置地區(qū)基本風壓值400N/W2:抗震防烈度為8度設(shè)計場地為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（雙面焊對接接頭局部無損檢測）塔體與裙座對接焊接。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)計溫度°C350設(shè)計壓力Pa1.8保溫層厚度100null按壓力計算厚度6.1按設(shè)計壓力計算塔體和封頭厚度設(shè)計壓力為工作壓力的1.1倍即設(shè)計壓力Pc=l.lP=1.8MPa圓筒計算厚度：=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、運輸、安裝等因素?。和搀w的名義厚度S?=36nmi有效厚度S嚴S”-C=36-3=33訕封頭計算s-pQnh2[b]'0-Pc厚度（采用橢圓型標準封頭）：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《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》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、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項目塔段:號合計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塔段長度/m1455555232

人孔平臺001010114塔板數(shù)00586861342自振周期計算: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地廉載荷及彎矩計算見表地震載荷及彎矩計算見表6-3表6-3地廉載荷及彎矩計算項目塔段號123456784480.328317.424611.82870628116287062870610688.9145555521811.211.211.211.211.284480.322653927565232150731489932150732150785511時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本場地設(shè)抗地震8級的第二類場地由《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》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。計算危險截面地震彎矩：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、風載荷和偏心彎矩計算(1)風振系數(shù)計算：由《化工單元過程及設(shè)備課設(shè)設(shè)計》9-33塔段風振系數(shù)K/由心=1+空密計算。其中脈動增大系數(shù)由表9-28查找冬一第1計算段脈動影響系數(shù)由表9-29查找①二一第1計算段的整型系數(shù)由表9-30查找第1段據(jù)地面高度m幾一第1計算段據(jù)塔底的高度De—塔器第1計算段的有效直徑nun將塔分為五段計算結(jié)果見表6-4,風力載荷圖見下圖4表6-4各塔段的風振系數(shù)塔段項目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。角取平臺構(gòu)件的投影面積則0,取下試計算結(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訕塔頂管線外徑d°=450K.=400訕心=三一假設(shè)與圓筒90度且每個平臺的投影面積O.lmnf,則K4=800,為簡便計算且偏安全計算Df，-=3200+72+200+400+800=4672nun各塔段計算結(jié)果如下：水平風力計算：由《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》式9-32得；表6-5風力計算P’=心心砧“存EN,結(jié)果如下表見表6-5：

表6-5風力計算2-2截面：M訐=44+竹仏+厶］+…+4(A+厶+<5/2)=1.38X109Nnnn2\2丿偏心彎矩計算：Me=mcge=4000x9.81x2000=7.848x107Nnun6?5各種載荷引起的走向應(yīng)力(1)計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最大彎矩取下試計算結(jié)果中較大者見表6-5時1M；；=M「+O.25MJ2項目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筒體和裙座危險截面的強度和穩(wěn)定性校核6.5筒體和裙座危險截面的強度和穩(wěn)定性校核nr(1)筒體強度與穩(wěn)定性校核呵筒體危險截面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因為K0]'0所以滿足強度條件筒體危險截面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°因為益合＜匕],故滿足穩(wěn)定性條件

(2)裙座穩(wěn)定性校核[17]：裙座危險截面0-0及1-1處最大組合軸向應(yīng)力噹細介=眄。+=-12.76-19.9=—32.66MPb爲|合=b異+bj=-9.3一1&2=-27.5MPa因為b]”=inin{K5K[b]'}K[a]=1.2x123=147.6MPa因為<1v0L故滿足穩(wěn)定條件。6-6筒體和去做水壓試驗校核(1)筒體水壓試驗校核"】；由試驗壓力引起的環(huán)向應(yīng)力校核試驗壓力的-1.25卩1勺-l.25xl.8x133-243MPa7[a]123“舊+冊+兀）"7.咖內(nèi)2兀0?9丁0=0.9x245x0.85=187AMPa因為b<0.960故滿足要求。由試驗壓力引起的軸向應(yīng)力巧PTDi_2.43x40004x36⑵水壓試驗時重力引起的軸向應(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。因為益胎故滿足要求。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因為b盂組合v0].,.故滿足穩(wěn)定性條件。裙座水壓試驗壓力校核水壓試驗時重力引起的軸向應(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爲詒=者+屮=—12.7—4.8=-17.5MPab爲恰二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因為”鳥“<[",?且元爲拾<&L故滿足要求6.7基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計基礎(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號混凝土許用應(yīng)力R"=3.5MPa因為6“<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)部分的長度比b/L=0.7查《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》表9-31得：=-0.2=0.2120x2x2252=—21465Mv=0.06100,沖J?=00610x2x320.52=12532故M嚴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)計地腳均布螺柱所受最大拉應(yīng)力計算均布螺柱所受最大拉應(yīng)力取以以下計算結(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嘰嚴廿_262355x9.81=叭ZbAh3.1X1093.2X106故取=0.66MPa均布螺栓直徑:因為巧＞0所以此塔需要安裝均布地腳螺柱個數(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《化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計》表9?32取均布螺柱為M30故選用28個M30地腳螺柱符合設(shè)計條件。塔設(shè)備設(shè)計計算匯總見下表6-6表6-6塔設(shè)備機械設(shè)計結(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)力元爲合=6434MP代爲合=L8.7MPa最大組合軸向應(yīng)力b爲合=-17.5MP?；净緣某叽鏒ob=4300nunDtb=3800mmSh=34nun環(huán)的設(shè)計基本壞的應(yīng)力校對6.=2MPa<R=3.5MPcin.maxa地腳螺栓設(shè)計地腳螺栓直徑M30地腳螺栓個數(shù)n=286-10常壓塔裝配常壓塔裝配詳圖見附錄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?q*:"SO：:?Aj.*：UL■-*?x：：ilb,?”么sA-a?X"10.，.4.WJQ4.比?皿:：-aS二■?時：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7.1工藝流程簡述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口，在原油泵進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,進入電脫鹽罐進行脫鹽脫水。原油在電脫鹽罐內(nèi)經(jīng)20000V高壓交流電所產(chǎn)生的電場力作用，微小的水滴聚集成大水滴，依靠密度差沉降下來，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,同時中和原油中的環(huán)烷酸、H2S等，降低設(shè)備腐蝕速率，延長開工周期。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后進初懈塔。7.1.2初憎系統(tǒng)被加熱至220?230°C的原油進入初懈塔第6層（汽化段）后，分為汽液兩相，汽相進入精館段（第6層上至塔頂），液相進入提館段（第6層下至塔底）。初頂油氣從塔頂出來，冷凝冷卻到30?40°C進入容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