10m3立式环氧乙烷储罐设计及安全

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1、1810m3立式环氧乙烷储罐设计及安全1前言随着我国石油化工业的迅速发展，各类事故也不断发生。化工业接触的都是危险品，因此对这些危险品的控制相当重要。以环氧乙烷为例，它就是易燃、高危物质，储存的时候也要确保安全。因此对于环氧乙烷储罐有一定的设计要求。环氧乙烷有杀菌作用，对金属不腐蚀，无残留气味，因此可用材料的气体杀菌剂。通常采用环氧乙烷-二氧化碳（两者之比为90：10）或环氧乙烷-二氯二氟甲烷的混合物，主要用于医院和精密仪器的消毒。环氧乙烷用熏蒸剂常用于粮食、食物的保藏。但其也有很大的健康危害性。它是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。急性中毒：患者有

2、剧烈的搏动性头痛、头晕、恶心和呕吐、流泪、呛咳、胸闷、呼吸困难；重者全身肌肉颤动、言语障碍、共济失调、出汗、神志不清，以致昏迷。还可见心肌损害和肝功能异常。抢救恢复后可有短暂精神失常，迟发性功能性失音或中枢性偏瘫。皮肤接触迅速发生红肿，数小时后起泡，反复接触可致敏。液体溅入眼内，可致角膜灼伤。慢性影响：长期少量接触，可见有神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。本设计完成了10m3立式环氧乙烷储罐的设计，并对环氧乙烷储罐在设计、制造安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。设计的环氧乙烷公称直径为1800mm，壁厚为12mm，对筒体与封头做了水压试验

3、强度校核；对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为8mm；选择了支座类型为A4型耳式支座。本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-98《钢制压力容器》，《压力容器安全技术监察规程》99版，JB/T4736-2002《补强圈》，HG20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T4725-1992《耳式支座》，HG21520-1995《垂直吊盖带颈平焊法兰人孔》等。本次设计流程为：首先进行结构设计，确定为立式筒体储罐；然后进行材料选择，为0Cr18Ni9；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的

4、选型与校核。1810m3立式环氧乙烷储罐设计及安全2结构设计2.1结构设计2.1.1立式、卧式储罐的选择本次设计的环氧乙烷储罐为立式储罐，设计压力为1.2MPa，设计温度为50℃。2.1.2筒体形状的选择筒体按其形状可分为，方形容器，矩形容器、球形容器、圆筒型容器（立式、卧式）。由于在本次设计中设计体积相对较小，且工作压力为1.1MPa。方形矩形容器大多在很小设计体积时才采用，但因其承受压力较小且使用材料较多；而球形容器虽然承受能力很强且节省材料，但是制造工艺较难且安装不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的盈利破坏的能力较弱。故此，本次设计选用圆筒形容

5、器作为储罐。2.1.3接管法兰、密封面型式及其支座接管法兰为带颈对焊法兰，密封面形式有突面。各接管具体尺寸见表2.1。表2.1管口表公称直径公称压力法兰形式密封面形式用途伸出长度DN50PN1.6WNRF进料口150DN25PN1.6WNRF出料口150DN20PN1.6WNRF氮气进口150DN25PN1.6WNRF放空口150DN40PN1.6WNRF排污口120DN25PN1.6WNRF安全阀150DN15PN1.6WNRF压力表150DN15PN1.6WNRF液位计150DN450PN1.6WNRF人孔200支座选用耳式支座，耳式支座结构简单轻便

6、、适应性好、使用时间长、价格低廉。2.2筒体长度与直径的确定选取，根据体积公式：1810m3立式环氧乙烷储罐设计及安全（2-1）式中：——筒体内径mm——筒体长度mm解出Di=1800mm；L=3400mm校核所得半径计算的容积与设计容积的误差是否在范围内：通过计算校核得出该假设直径符合要求，因此以此直径作为设计使用的直径。所以本设计的筒体直径1800mm，长度3400mm。1810m3立式环氧乙烷储罐设计及安全3强度计算3.1筒体壁厚设计与强度校核3.1.1筒体壁厚计算（1）设计压力：本设计的设计压力（2）设计温度：（3）材料选择：根据GB150《钢制

7、压力容器》，在此选用0Cr18Ni9。（4）焊缝系数：焊接系数取0.85。（5）钢板厚度负偏差：mm。（6）0Cr18Ni9材料耐腐蚀，故取mm。（7）许用应力：查附表得MPa。筒体壁厚按式（3-1）设计：（3-1）式中：——筒体的计算厚度，mm；——计算压力，MPa；——焊接接头系数；——筒体的内直径，mm；——设计温度下筒体材料的许用应力，MPa；将上述数据带入式（3-1），得到：将计算结果圆整到标准取为12mm。3.1.2筒体水压试验强度校核水压试验是指按规定的压力和保持时间对锅炉受压元件、受压部件或整台锅炉机组用水进行的压力试验，以检查其有无泄漏

8、和残余变形。通常规定，承压部件在水压试验压力下的薄膜应力不得超过材料在试验温度下