机械5

摘要 本文设计了一个常压精馏塔，目的是年处理90万吨大庆2号原油。本次设计共用34块浮阀塔板，塔距0.6m，塔径2.7m，塔高31.2m.先进行工艺计算确定确定塔径，塔板数，塔板间距等。第二步利用水力学性能计算，确定塔的操作弹性等。第三步对塔的总体结构与局部结构的设计。第四步进行强度设计计算及校核。最后绘制各部分的图纸。精馏属于蒸馏的一中，蒸馏依据原理是混合物中各组分沸点(挥发度)的不同。其中重要的分离设备常压塔的设计，是能否获得高收率、高质量油的关键。因此本次设计的基本方案是：初馏塔拔出石脑油，常压塔采取三侧线，常压塔塔顶生产汽油，三个侧线分别生产煤油，轻柴油，重柴油。在常压塔外侧为侧线产品设汽提塔。流程简单，投资和操作费用较少。原油在这样的蒸馏装置下，可以得到350-360℃以前的几个馏分，可以用作石脑油、汽油、煤油、轻柴油、重柴油产品，也可分别作为重整化工（如轻油裂解）等装置的原料。蒸余的塔底重油可作钢铁或其它工业的燃料。在某些特定的情况下也可以作催化裂化或加氢裂化装置的原料。 关键词：原油；常压精馏塔；物料衡算；热量衡算 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1选题的依据，意义和理论或实际应用方面的价值1 1.2本课题在国内外的研究现状2 1.3课题研究的内容及拟采用的方法3 第2章工艺计算4 2.1参数计算4 2.1.1恩氏蒸馏90~10%斜率4 2.1.2体积平均沸点4 2.1.3立方平均沸点4 2.1.4中平均沸点5 2.1.5特性因数K 5 2.1.6分子量5 2.1.7平均蒸发温度6 2.1.8临界温度7 2.1.9临界压力，大气压7 2.1.10焦点压力，大气压7 2.1.11焦点温度8 2.1.12实沸点切割范围8 2.2物料平衡9 2.3决定塔板数、塔顶压力和塔板压力降10 2.3.1选定塔板数10 2.3.2决定塔板压力降10 2.4侧线及塔底的总汽提量11 2.5常压精馏塔计算草图12 2.6过汽化量13 2.7计算汽化段温度和估计塔底温度13 2.7.1计算汽化段温度13 2.7.2求汽化段油品在353的热焓13 2.7.3作平衡蒸发曲线及起热焓14 2.7.4取塔底温度15 2.8参考同类装置的操作数据，先假定塔顶及各抽出侧线的温度15 2.9作全塔热平衡并计算回流热15 2.10确定流程16 2.11校核各侧线及塔顶温度16 2.11.1重柴油抽出层（第27层）温度校核16 2.11.2轻柴油抽出层（第18层）温度校核18 2.11.3煤油抽出层（第9层）温度校核20 2.11.4塔顶温度22 2.12做全塔汽液负荷分布图23 2.12.1第13层塔板下气、液相负荷23 2.12.2第22层塔板下气、液相负荷24 2.12.3第30层塔板下气、液相负荷27 2.12.4煤油抽出层塔板下气、液相负荷29 2.12.5轻柴油抽出层塔板下气、液相负荷31 2.12.6重柴油抽出层塔板下气、液相负荷33 2.12.7各层塔板汽液负荷间表35 2.12.8画出本塔的气液负荷图（如下图） 36 第3章总体结构与局部结构的设计37 3.1浮阀类型37 3.2塔板间距的选择37 3.3塔径计算37 3.3.1计算塔板汽相空间截面积上最大的允许气体速度37 3.3.2适宜的气体操作速度38 3.3.3计算气相空间截面面积及降液管面积Fd 38 3.3.4计算降液管内液体流速Vd 38 3.3.5计算塔横截面积和塔颈39 3.3.6采用的塔径39 3.3.7设计的空塔气速39 3.4浮阀数及开孔率计算39 3.4.1计算浮阀孔的临界速度39 3.4.2计算塔板开孔率40 3.4.3确定浮阀数40 3.5溢流堰及降液管的选择40 3.5.1液体在塔板上的流动形式40 3.5.2决定溢流堰、降液管40 3.5.3溢流堰高度及塔板上的清液层高度的选择41 3.5.4液体在降液管内的停留时间及流速41 3.5.5降液管底缘距塔板高度41 3.6塔体壁厚的确定41 3.6.1设计压力41 3.6.2选择材料42 3.6.3焊缝系数42 3.6.4确定壁厚附加量，设计壁厚，最小壁厚，名义厚度42 3.7塔器总高度42 3.7.1选择塔体和裙座材料42 3.7.2塔顶空间43 3.7.3塔底空间43 3.7.4封头高度H封43 3.8适宜操作区和操作线44 3.8.1雾沫夹带线44 3.8.2淹塔线44 3.8.3降液管超负荷界线45 3.8.4泄露线45 3.8.5做图汇总图46 3.9水力计算46 3.9.1塔板总压力降46 3.9.2雾沫夹带量47 3.9.3泄漏量48 3.9.4淹塔情况48 3.9.5降液管负荷48 第4章水力计算49 第5章强度设计计算及校核50 5.1塔体重量计算50 5.1.1塔体及裙座质量m1 50 5.1.2塔内质量M2,塔器保温层重量50 5.1.3平台及扶梯重量50 5.1.4塔斧中物料重量50 5.1.5塔盘上物料重量51 5.1.6人孔法兰接管等附件的质量51 5.1.7设备中充水质量51 5.1.8操作质量51 5.1.9塔的最大质量，塔最小质量51 5.2自振周期计算51 5.3地震载荷和地震弯矩计算52 5.4风载荷与风弯矩计算52 5.5筒体应力校核55 5.6裙座应力校核56 5.6.1裙座底截面的组合应力56 5.6.2裙座检查孔和较大管线引出孔截面处组合应力56 5.6.3裙座搭接焊缝处的校核57 5.7地脚螺栓设计58 5.8基础环的设计与计算58 5.8.1基础环的内、外径58 85.8.3基础环的截面系数58 5.9筋板设计与计算59 5.10侧线管线计算60 5.10.1重油抽出管60 5.10.2重柴油抽出管60 5.10.3轻柴油抽出管60 5.10.4煤油抽出管61 5.10.5汽油抽出管61 5.10.6塔顶回流入口管61 5.10.7煤油汽提管61 5.10.8轻柴油汽提管62 5.10.9重柴油汽提管62 5.10.10进料管直径62 5.10.11塔底汽提管62 总结63 附录65 参考文献66 致谢67