精馏塔毕业设计2907

东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)I 1东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)位。原料。催化裂化生产过程的主要产品是气体、汽油和柴油,其中气体产品包括干气催化裂化的生产过程包括以下几个部分：2东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)CC(1)本装置选用的胺法气体脱硫工艺技术成熟可靠。干起、硫化气中含有(2)汽油脱硫醇工艺采用的固定床无碱脱臭(II)系国内最新开发的工艺。I硫醇在反应器里与通入的空气中的氧在催化剂存在下被氧化成二硫化物 (R-SS，使存在于汽油中的臭味被消除，生成二硫化物的反应过程如下：2222可靠。液化气通过固定床反应器后，脱除HS并借助液化气自身的含氧和催化2剂作用发生催化氧化反应，使其中的硫醇转化为二硫化物。3东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)吸收塔顶操作压力1.3MPa(绝)，从D-10301来的压缩富气进入吸收塔被吸收，剩下含有少量吸收剂(贫气)去再吸收塔C-10303，为了取走吸收时放出的热量，在吸收塔用P-10302/1~4分别抽出四个中段回流，经中段回流冷却来的贫吸收油(轻柴油)逆流接触，已脱除气体中夹带的轻汽油组分，经吸收后汽油稳定系统乙烷汽油从脱吸收塔底出来，自压进入稳定塔进料换热器另外，也出现一些新型的催化裂化工艺(催化裂化家族工艺)，如两段提升4东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)FDWABFDWDW(2-1)5东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)乙醇的回收率:AFxF -3)(1)乙醇与水的平均相对挥发度的计算平均相对挥发度:P。PP。BA lgPP=101.32KPa P。PP。Baa•a26东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)(2)最小回流比及操作回流比计算pFPPR=DPPPmin(3)逐板法求塔板数FDWyx=y精馏段操作线方程:7东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)f6.498+1理论板数计算：先交替使用平衡方程(2-8)与精馏段操作线方程(2-9)计算如下1D1223x4455677f788y9yyyyyyyyyyyy920W8东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)取全塔效率E=0.52,则有T精提DFWmm利用表(2-1)中数据由拉格朗日插值可求得t,tt。,FDW,进料口t:84.182.7=t84.1F,t=83.26CF16.6123.3720.6916.61F 塔顶t:78.1578.41=t78.15D,t=78.05CD89.4374.7295.0489.43D 塔顶t:10095.5=t100W,t=99.82CW01.900.0780W t+tt=FD129东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)2t+tt=FW2222表2-1乙醇与水气,液平衡组成(摩尔)与温度关系温温度/C温度/C00C(1)精馏段的平均摩尔质量计算精馏段平均温度t=80.66C111y==11L1(2)提馏段平均摩尔质量2东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)x==x12y==y22求得在t与t乙醇与水的密度。不同温度下乙醇和水的密度见表2-212温度/温度/C温度/Cp水p水p乙p乙1 水29090东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)乙 水L1=+L1L1p.15=1.21kg/m3=+p0.886kg/m3温温度/Cmw=www=www=VV东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)(1)精馏段液体平均表面张力t66C1mWm装(2-13)乙水的表面张力90-80水水02(xV)20xV(xV+xV)ooOwwoOoDw O东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)V=oV=o「2]Qrwwwrww4141mm(2)提馏段精馏段液体平均表面张力2VV=wp,wm,wm乙水(2-17)02(xV)2[(1-x)V]2(2-17)ooOwwoOoowwoODw东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)oQ222联立方程组Alg,1oswsosomm精馏段平均温度t80.66CJ检查液体粘度共线图得；1水乙2水乙x(1x)1乙1水11x1x2乙2水22东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)VLML1 smaxLpLVsTLH_hTTmax东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)T44T精馏段有效高度为:Z=(N1)H精精T精提馏段有效高度为:Z=(N-1)H提提T提故精馏塔的有效高度为:精提东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)(1)堰长lDww同理，提馏段的为:w,,w(2)溢流堰高度由wlow wow1000(1.19)Lww(3)弓形降液管宽度和截面积ADTTdTd东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)36000AH9=fTLh(4)降液管底隙高度wo oh_hwoowow(1)塔板的分块(2)边缘区宽度确定SSC(3)开孔区间面积计算(2-24)(2-24)其中x=D_(W_W)2ds2SSS东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)DDo2a(4)筛孔计算及其排列ooonnat2气体通过阀孔的气速为:VVoAAu18.78m/so东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)(1)干板阻力计算63Oo(2)气体通过液层的阻力计算1lVu=saA-ATf 2-26) 东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)(2-29)(2-29)1111oo故hhhhLWow(3)液体表面张力的阻力计算L1o同理，提馏段的为h0.0034m液柱hhhhp1oppppL1p东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)fLfv22.43根10-3(0.45-0.15)v故在本设计中液沫夹带量e在允许的范围内。vominOLoL1v1oominominoominomindTw0(H-h)Tw东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)dpLdddoddTwominOLGL1v1根{0.0056+0.13[0.045+2.84根1根(|36000Ls)|]-0.0023}806.88/1.211000(1.19)2=17.050.00915+0.077L32wnsnssLL/(m3/s)auVSuVSVS0.424V2ows东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)vS由e5.7106uo3.2vmHThfosh2.5h2.5(hh)wlwow同理，提馏段的为h0.045wL：STfhhS22故h2.5h2.50.0450.59L30.111.5L3flsS2222TfSsfsTfse0.1v22.43103(0.424Vs)3.2sSSSSSV/(m3/s)S负荷下线东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)owlwSmin2.843600同理，提馏段的为L'=0.000102m3/s据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线3。LSSmin44同理，提馏段的为L'=0.0184m3/s据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4。令H=(H+h)dTwdpLpcllLLwowTwowcd忽略h，将h与L，h与L，h与V的关系式代入上式，并整理得owSdScS22SSS东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)(Ac)2p00L1TwwDw0a3600236002SSSSSSSSS表2-6L、V值SsSs东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)3.1塔附件设计gm乙水FwDD0LD乙 东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)水ppDD=Dp=41.22273.151.43kg/m3d=WLW东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)WWXWWWp-720乙乙mp-961.85水水3.2筒体与封头PD12dn东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)ein为n接管法兰相同。3.3塔总体高度设计塔的顶部空间高度是指塔顶第一层塔盘到塔顶封头的直线距离，塔顶部空间高度为东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)RSVT11群封mhCC12mlnt1ln68.3t48.32q乙F乙水LF东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)F1.75F1.75Fd=d4q4〉00018.山 摩擦系数入f9.81f东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)4.1塔体各项载荷计算4.1.1质量载荷(1)塔体和裙座质量m桶体总质量G11nin封头质量G22裙座质量G3G=人孔接管+出料口接管+裙座体质量301123(2)容器内构件质量m几024(3)容器保温材料质量m筒体保温层质量G1东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)20312(4)平台、扶梯质量m04m平台面积计算122单个平台质量1五个平台质量1Kgm，扶梯总高为20.49m故扶梯总质量20412(5)操作时容器内物料质量m几054(6)人孔、接管、法兰等附属件质量maa(7)容器内充水重量mwe容器的操作质量00102030405ae东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)容器的最大质量maxaWe容器的最小质量min01020304ae中设备质量汇总表量保温材料质量平台、扶梯质量操作时容器内物料质量人孔、接管、法兰等附属件质量充水质量操作质量容器的最大质量容器的最小质量0w1.2塔的自振周期计算由参考文献[10]式(17-15)计算该塔的自振周期为mH11E6D3eiiTT1m0HDi6eE东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)103103注：本节所用公式均引自参考文献[11]。风力计算1)风振系数K中。2i4-2各塔段的风振系数it脉动增大系数(B类)脉动影响系数v(B类)i振型系数0zi风压高度变化系数f(B类)ivK=1+izi2ifi211计算截面距地面高度h/m2)有效直径DD=D+26+K+eioisi34KK东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)eioisi4opssipso，笼式扶梯当量34liops3eioisi4opsDpspssisi各塔段D计算结果列于下表3-3表4-3各塔段的有效直径/mm22塔段长度liK3=4liD13)水平风力计算由参考文献[11]式(9-25)计算各塔段的水平风力P=KKqflD10一6(N)i12ioiieiK1K2i1塔器第i计算段的风震系数；q0fi0fpfp东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)liD22K1K2iq/(N/m2)oil/mmiD/mmei/Ni11(2)风弯矩计算由参考文献[11]式(9-31)，计算危险截面的风弯矩。即Wi2i+1I2l(l)l(l)裙座人孔Ι-Ι截面风弯矩东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)1裙座与塔体连接处Π-Π截面风弯矩东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)M_Ⅱ=P1Di献[10]式(17-8)和(17-9)的1.25倍计算。对于等直径、等厚度的塔器，其计算截面Ι-Ι和底截E175H2.5M4CamgHN.mmE7Z10对任意截面Ι-Ι或Π-Π、底部截面0-0的地震弯矩分别为MI_I或Mn_n及M0_0。EEE数的最大值a=0.24。由前边计算的塔设备的基本自振周期T的值，由参考文献[10]图(17-60)max1a1ZM0_0MET1则塔底截面的地震弯矩可以由参考文献[10]中式(17-19)计算得7Z104E7裙座开孔截面的地震弯矩由参考文献[10]式(17-18)计算得E175H2.5东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)裙座与筒体交接面的地震弯矩由参考文献[10]式(17-18)计算得E175H2.5E5塔设备注意危险截面i-i的最大弯矩按下式计算max|lMi+0.25Mi+M式中M=0e由以上风弯矩和地震弯矩计算结果，可见EWwEWWEWW即maxEWmaxEWmaxEWi东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)4.2塔体的强度及轴向稳定性验算介质压力引起的轴向应力，计算得0.13218005.82MPa操作时重力引起的轴向应力，计算得DDiei40571.89.816.9MPamm00弯矩引起的轴向应力，计算得4M3maxD24Miei43.8410814.8MPa33.141800210.2按参考文献[10]式(11-17)计算系数AAeiRi223对于圆筒或管子的许用压应力取下列两值中的较小值crBt东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)按参考文献[10]式(17-26)校核 3cr对内压情况，按参考文献[10]式(17-28)校核 a123 (-(+(想Q[(]t23由试验压力所引起的环向应力的计算，按参考文献[10]式(17-30)计算。式中P为试验压力。TTL (=(4-18) (=由液压试验压力引起的轴向应力，计算得 由液压实验时重力引起的轴向应力，计算得这里近似取mn-n=m，则maxiei iei由弯矩引起的轴向应力，按参考文献[10]式(17-33)计算得 iei东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)。crB材料的245MPa。按参考文献[10]式(17-34)确定s其中较小值scr将以上计算各应力代入式(3-18)、式(3-20)和式(3-21)，得S123s23经验算，塔体强度及稳定性均满足要求。4.3裙座的设计及验算4.3.1座体esimeimmm底部截面(0-0)的应力，按参考文献[10]式(17-38)和式(17-39)校核正常操作时水压试验时aasb4ises4东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)s则 sbsb裙座上人孔处的截面(Ι-Ι)处的应力应该按参考文献[10]式(17-40)和式(17-41)两式进正常操作时 水压试验时取其中较小值。近似取00，则maxmaxmesm22m22"6Z=D26-2(bDes-Z"6sm4imesmim2m0.20.2sm42A="D6-2(b6-2l6)smimesmmmm东北石油大学石化装备设计综合实训(卓) smsmsmsm可见，座体满足强度和稳定性的要求。3.2基础环根据参考文献[10]中式(17-42)，取基础环内、外直径分别为ibob混凝土基础上的最大压应力按参考文献[10]式(17-43)为G=〈bbMPabmax0.3M0+Me+mxgbb式中Z基础环的抗弯截面；bD4_D4Z=obib，mm；b10DAAbb4obibb4obib4bb[]smmMGb[]smmMGb东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)由参考文献[6]中表(17-7)知，要使G想R，则混凝土基础应选用100号以上的水泥。bmaxa基础环厚度(有筋板时)bbb距l321.4由参考文献[6]表(17-8)查得XYSXbbmb3地脚螺栓基础中由螺栓承受的最大拉应力，按参考文献[10]中式(17-46)计算(M0一0+Mmg|Wbbbb中bbdd东北石油大学石化装备设计综合实训(卓) EW一0ZbAb=一b地脚螺栓的螺纹小径d，按参考文献[6]式(17-47)计算。1bt411+34.4裙座与壳体的对接焊缝验算对接焊缝的拉应力按参考文献[6]式(17-48)验算itesitesitimaxmax000WWitesites=一WW东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)满足强度要求。东北石油大学石化装备设计综合实训(卓)序号序号项目数值1