塔设备的设计说明

《塔设备的设计说明》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、化工设备设计书杨筱恬编大连理工大学化工设备设计书杨筱恬编大连理工大学目录1.概述：12.机械设计32.1精馏段设计32.1.1选择材料32.1.2按计算压力计算筒体和封头的壁厚32.1.3塔的质量载荷计算42.1.4塔的自振周期计算72.1.6风载荷计算82.1.7各种载荷引起的轴向应力102.1.8筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核112.1.9筒体和裙座水压试验应力校核132.1.10基础环设计152.1.11地脚螺栓设计162.1.12补强计算：182.2提镏段段设计212.2.1选择材料212.2.2按计算压力

2、计算筒体和封头的壁厚212.2.3塔的质量载荷计算222.2.4塔的自振周期计算252.2.5地震载荷计算252.2.6风载荷计算262.2.7各种载荷引起的轴向应力282.2.8筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核292.2.9筒体和裙座水压试验应力校核312.2.10基础环设计332.2.11地脚螺栓设计342.2.12补强计算：36主要符号说明39参考文献41塔设备设计1.概述：1.1塔设备的作用和类型塔设备是化学工业、石油化工、石油化工等生产中最重要的设备之一。它可使气（汽）液或液液两项之间进行充分接触，达到详见

3、传热与传质的目的。在塔设备中能进行的单元操作有：精馏、吸收、解吸、气体的增湿及冷却等。塔设备的分类方法很多，例如：按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔；按单元操作分为精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔等；按姓氏相间接触面得方式分为具有固定相界面的和流动过程中形成相界面的塔；但是最常用的是按塔的内奸结构分为板式塔、填料塔两大类。在板式塔中，塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以喷泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质。两相的组分浓度沿塔高层阶梯式变化。在填料塔中，塔内装填一定高度的填料。液体自塔顶沿填料表面向

4、下流动，作为连续相的气体自塔底向上流动，与液体进行逆流传质。两相的组分浓度沿塔高层连续变化。1.2对塔设备的要求为了使塔设备能更有效、更经济地运行，对塔设备的主要要求如下。①、能分离组分复杂的物料。例如在石油化工行业，裂解产物组成复杂，而产物的综合利用又要求高纯组分。因此，要求有可作精密分馏的高效塔盘，有时还需要一组塔能分离出多种组分。②、生产可靠。连续生产要求塔在设计上充分可靠，能长期运转而不发生故障，同时还应考虑各设备间的平衡，使塔的设计能适应整个过程的最佳条件。③、保证产品质量。有些合成材料，要求有高纯度的单体，这

5、就需要能作精密分馏的塔型。而合成材料的单体当温度较高时，由于聚合而堵塞了工艺设备，有些石油化工生产在高温下发生分解，这些都需要能作减压精馏的塔。④、大型化。例如在石油化工行业，一般的乙烯装置年产量在20万~30万吨，国内已达到65万吨。因此，塔设备必须适应大生产量的需要。⑤、为了满足工艺等要求，塔设备应具有下列性能。i、汽液两相能充分接触，分离效率高；ii、操作弹性大，即当塔的符合变动较大，塔的操作仍然稳定，效率变化大；iii、液体流动的阻力小，即压力降小；iv、气液处理量大；v、结构简单可靠，金属耗用量小，制造成本低；

6、vi、易于操作、调节及检修。47塔设备设计47塔设备设计2.机械设计由于工艺设计丙烯丙烷精馏塔高106m，超过了机械设计要求，所以将该精馏塔分为两段设计，即精馏段和提镏段。2.1精馏段设计机械设计条件：主要工艺参数数据主要结构参数塔体内径D/mm14001.塔体上每隔9m左右开设一个人孔，共8个人孔2.相应人孔处安装操作平台，平台宽B=900mm.单位质量150kg/m3.3.塔体外表面保温层厚度δs=100mm，材料密度ρ2=300kg/m34.塔器设置地区基本风压值q0=500N/m25.地震烈度为7度6.场地土为Ⅱ

7、类场地土7.支座为ф1700/ф2600。高度为Hs=5m的圆锥型裙座。8.塔体焊接接头系数ф=0.85.塔体与裙座对接焊接。9.塔体与封头的壁厚附加量取c=2mm，裙座壁厚附加量取c=2mm塔高H/mm56650计算压力pc/MPa1.72操作温度t/℃43塔板数Np92块塔板上清液层高度hL/mm60液相介质密度ρL/(kg/m3)4822.1.1选择材料塔体16MnR:[σ]t=170MPa,[σ]=170MPa,σs=345MPa裙座Q235-A:[σ]t=113MPa,[σ]=113MPa,σs=235MPaE

8、=2.0*105MPa2.1.2按计算压力计算筒体和封头的壁厚筒体：(mm)47塔设备设计封头，采用标准椭圆封头：加上壁厚附加量C=2mm，并圆整，还应考虑刚度、稳定性及多种载荷等因素，取筒体、封头、和裙座的名义厚度Sn均为20mm，Se=Sn-C=20-2=18mm。2.1.3塔的质量载荷计算1.塔壳和裙座的质量（