精馏塔及辅助设备设计

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1、目录第一章前言3一、塔设备在化工生产中的作用和地位3二、塔设备的分类及一般构造4三、塔设备的发展与现状6四、塔设备的用材7五．简述本设计中选用的塔板形式――浮阀塔8第二章塔设备的机械强度设计8主要设计条件及参数8一、选择材料9二、按计算压力计算筒体和封头的壁厚9三、塔的质量载荷计算91．塔壳和裙座的质量92.塔内构件质量：103.人孔、法兰、接管与附属物的质量104.保温材料质量105.平台、扶梯质量116.操作时塔内物料质量117.充水质量118.全塔操作质量119.全塔最小质量1210.全塔最大质量12四．塔的自振周期计算12五．地

2、震载荷计算12六．风载荷计算141．风力计算：142．风弯矩计算16七．各种载荷引起的轴向应力171．计算压力引起的轴向拉应力σ1：172.操作质量引起的轴向压应力σ2：17八．筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核181．筒体的强度与稳定性校核182．裙座的稳定性校核2027九．筒体和裙座水压试验应力校核201．筒体水压试验应力校核：202．裙座水压试验应力校核223.开孔补强：23十．基础环设计241．基础环尺寸242．基础环的应力校核243．基础环厚度25十一.地脚螺栓计算25一、地脚螺栓承受的最大拉应力25二、地脚螺栓直径26第三

3、章塔设备的结构设计31一、塔盘结构设计31二、人孔设计33三、吊柱的选择33四、液面计33五、仪表接管选择33参考文献：3427第一章前言一、塔设备在化工生产中的作用和地位塔设备是石油化工等生产中的重要设备之一。它是很重要的一种传质分离设备，可使气液或液液两相在塔中达到很好的分离效果。在塔设备中可完成精馏、吸收、萃取等单元操作。在化工厂中，塔设备的性能好坏对整个装置的正常运行及产品质量都有很大的影响，因而各个化工厂对塔设备技术的改进尤其重视。其次，塔设备对整个系统的用能，环保及设备投资费用都具有极其重要作用，这些因素都促使了塔设备的较快

4、发展。二、塔设备的分类及一般构造塔设备经过长期的发展，到目前为止已经形成了形式繁多的结构，以满足各方面的特殊要求。按单元操作可分为：精馏塔，吸收塔，萃取塔等；按操作压力可分为：常压塔，减压塔，高压塔；应用最多的分类是按塔的内件结构可分为：板式塔和填料塔。在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体以鼓泡或喷射的形式穿过塔盘上的液层从而使两相密切接触，从而进行传质。两相组成随塔高呈阶梯变化。从总体情况来看，板式塔的用量在目前最多。27在填料塔中，塔内装有一段段的填料，在塔内液体沿填料表面呈膜状向下流动，而气体则自下而上流动，液体在填料表面逆流

5、传质，两相组成沿塔高连续变化。这种塔，填料的性能对整个塔的分离效果有极其重要的作用，因而填料塔的发展也取得了较大的突破。按板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料，可将塔细分为多种塔型，但塔设备的构件中，除了种类繁多的各种内件外，其余构件则大致相同。塔设备的主要构件主要有：1.塔体：塔体是塔设备的外壳。常见的塔体是等直径等厚度的圆筒和椭圆形封头构成。但随着塔技术的日益完善，不同直径不等厚度的塔体也得到了广泛应用。2.支座：塔体支座是塔体与基础之间的连接部分。它必须保证塔体在确定的位置上进行正常操作。塔体支座应当具有足够的刚度和强度以承受各种载

6、荷。塔体的支座最常用的是裙式支座，简称裙座。3.接管：接管主要用于连接工艺管线，将塔设备与其它设备连成系统。塔设备的接管一般有：进料管，釜液管，回流管，通气管，出气管和仪表接管等。4.人孔和手孔：人孔和手孔一般是为了检修，安装的需要而设置的。人孔和手孔都有其制造标准。5.吊耳：吊耳主要用在塔设备的运输，安装过程中。6.吊柱：27塔顶的吊柱主要是为了在检修和安装时，方便塔内构件的运送。三、塔设备的发展与现状从塔设备用于工业规模的生产至今，经历了泡罩塔，填料塔，筛板塔，浮阀塔等。泡罩塔是化学工业中使用最早的一种典型的鼓泡型板式塔。是在191

7、3年由Celier提出的。使用以来，在蒸馏、吸收等两相传质中占有主导地位。工业规模的填料塔适于1881年的蒸馏操作中，到1904年才用于炼油工艺。20世纪初，随着工业化的不断发展，塔设备在炼油工业和石油化工工业中得到了广泛的应用，并且积累了有关设计、制造、安装等方面的经验。当时炼油工业中仍以泡罩塔为主，无机反应工业中则以填料塔为主。20世纪中期，为了适应各种化工产品的生产和发展，不仅需要新建大量的塔，还得对原有的塔设备进行技术改造，因而出现了一批能适应各方面要求的新塔型。同时，填料塔也进入一个新的发展阶段，各种新型填料不断出现，其中相继

8、出现的填料有：帕纳帕克填料，古德洛填料，麦克马洪填料，矩鞍型填料等新型填料。从六十年代起，为了满足设备大型化以及化工工艺方面提出的高压，减压，高操作弹性等特殊要求，又出现了很多新型塔盘，但按其结构特点，仍属