【正文】 的剛度和強度。對于化工容器考慮腐蝕、設(shè)備疲勞、蠕變、振動以及技術(shù)的更新?lián)Q代，本塔設(shè)計壽命為20至30年。由于本塔介質(zhì)易燃易爆，故要求密封性能好。 本設(shè)備所在裝置的簡單工藝流程和在裝置中的作用 工藝流程原油在蒸餾前必須嚴(yán)格的脫鹽、脫水，脫鹽后原油換熱到230～240℃進(jìn)入初餾塔（又稱預(yù)氣化塔），塔頂出輕汽油餾分或重整原料。塔底為拔頭原理經(jīng)常壓爐加熱至360～370℃進(jìn)入常壓分餾塔，塔頂出汽油。側(cè)線自上而下分別出煤油、柴油以及其它油料常壓部分大體可以得到相當(dāng)于原油實沸點餾出溫度約為360℃的產(chǎn)品。它是裝置的主塔，主要產(chǎn)品從這里得到，因此其介質(zhì)量和收率在生產(chǎn)控制上都應(yīng)給予足夠的重視。除了用增減流量及各側(cè)線餾出量以控制塔的各處溫度外，通常各側(cè)線外設(shè)有汽提塔，用吹入水蒸氣或采用“熱重沸”（加熱油品使之汽化）的方法調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量。常壓部分拔出率高低不僅關(guān)系到該塔產(chǎn)品的質(zhì)量與收率而且也將影響減壓部分的負(fù)荷以及整個裝置生產(chǎn)效率的提高。出塔頂冷回流外，常壓塔通常還設(shè)置2～3各中段循環(huán)回流。塔底用水蒸氣汽提，塔底重油（或稱常壓渣油）用泵抽出送減壓部分。 工藝流程圖。 工藝流程圖 設(shè)備在裝置中的作用在石油，化工生產(chǎn)過程中，常常需要將混和物分離成為較純的物質(zhì)，這些生產(chǎn)過程稱為物質(zhì)分離過程或物質(zhì)傳遞過程，他們大多是在塔設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，本常壓塔的作用就是將原油分割成汽油、煤油及柴油等組分，它的工藝性能對于整個裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量和生產(chǎn)能力等有重大的影響。 主要設(shè)計參數(shù)的確定和說明 設(shè)計壓力容器的設(shè)計壓力是指在相應(yīng)的設(shè)計溫度下，用以確定容器殼壁厚及其元件尺寸的壓力。其值不得小于最大工作壓力。最大工作壓力系指正常操作情況下,塔頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。本設(shè)備設(shè)計壓力取P=。 設(shè)計溫度設(shè)計溫度系指塔器在正常操作情況，在相應(yīng)設(shè)計壓力下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值），當(dāng)元件金屬溫度不低于0℃時，其值不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高金屬溫度。對于0℃以下的金屬溫度，則設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度。塔器設(shè)計溫度（即標(biāo)注在塔器銘牌上的設(shè)計溫度）是指塔殼的設(shè)計溫度，根據(jù)這種理論和所提供的已知條件本設(shè)計的設(shè)計溫度為370℃。 焊縫系數(shù)焊縫系數(shù)是指對應(yīng)焊接接頭強度與母材強度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接殘余應(yīng)力等因素使焊接接頭強度被削弱的程度，是焊接接頭力學(xué)性能的綜合反映。大多數(shù)容器采用焊接結(jié)構(gòu)，焊接時由于可能出現(xiàn)焊接缺陷，如未焊透、夾渣、氣孔、咬邊等。焊縫往往是容器強度比較薄弱的環(huán)節(jié)。因此在設(shè)計中用焊縫系數(shù)表示焊縫金屬與母材的強度比值。它的大小視焊縫接頭形式和無損探傷的要求而定。焊縫系數(shù)φ應(yīng)根據(jù)塔器受壓部分的焊縫型式和無損探傷檢驗要求選?。孩匐p面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭。100%無損檢測，φ=；局部無損檢測φ=。②單面焊的對接接頭（沿焊縫根部全長具有緊貼基本金屬的墊板）。100%無損檢測φ=；局部無損檢測φ=。③對于受壓縮應(yīng)力的元件，可取焊接接頭系數(shù)φ=。④無法進(jìn)行探傷的單面焊環(huán)向?qū)雍缚p，無墊板，φ=，此系數(shù)僅適用于厚度不超過16mm,直徑不超過600mm的塔殼環(huán)向焊縫。本設(shè)計焊縫系數(shù)Φ＝。 厚度附加量厚度附加量按公式C=C1+C2確定：式中：C——厚度附加量，； C1——鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差，按相應(yīng)鋼板或鋼管等鋼材標(biāo)準(zhǔn)選取，； C2——腐蝕裕量，； 對于碳素鋼和低合金鋼，取C2不小于1； 對于不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性極微時，取C2=0； 對裙座殼取C2=2； 地腳螺栓取C2=3；本設(shè)計所給參數(shù)已給出C2的值，C2＝0。 許用應(yīng)力許用應(yīng)力是指受壓元件材料(如容器殼體，封頭)和螺栓等在不同溫度下的材料許用強度，取材料強度失效判據(jù)的極限值與相應(yīng)的材料設(shè)計系數(shù)之比，設(shè)計時必須合理地選擇材料的許用應(yīng)力。當(dāng)溫度低于20℃時，取20℃的許用應(yīng)力。 在蠕變溫度下，通常取材料常溫下最低抗拉強度,屈服點或設(shè)計溫度屈服點，三者除以各自的材料設(shè)計系數(shù)后得到的最小值作為壓力壓力容器受壓元件設(shè)計時的許用應(yīng)力[13]。非受壓元件材料的許用應(yīng)力，除裙座殼和焊于受壓體上的重要內(nèi)件，柵板等支承件的許用應(yīng)力按受壓元件許用應(yīng)力選取外，其余按GBJ17的規(guī)定選取。第二章 常壓塔主要部件材料的選擇與論證第二章 常壓塔主要部件材料的選擇與論證 結(jié)構(gòu)和機械設(shè)計要求（1）有足夠的強度，防止受外力而破壞，保證安全。（2）足夠的剛度，防止設(shè)備在運輸、安裝、使用過程中發(fā)生不允許的變形。（3）耐久性?；どa(chǎn)中所處理的物料常有腐蝕性，故應(yīng)正確選材或采取合理的防腐措施以保持持久耐用。（4）嚴(yán)密性。防止物料外泄、保證良好的勞動環(huán)境。制造方便，節(jié)約材料，便于運輸、安裝、操作、維修等。 化工容器用鋼的基本要求塔設(shè)備絕大多數(shù)是采用鋼材制造的。這是因為鋼材具有足夠的強度和塑性，制造性能好，設(shè)計制造的經(jīng)驗也比較成熟。板式塔中的塔盤，以及浮閥、泡罩一類氣液接觸元件，由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加之安裝工藝和使用方面的要求，所以仍是以鋼材為主。壓力容器零件材料的選擇，應(yīng)綜合考慮容器的使用條件、相容性、零件的功能和制造工藝、材料性能、材料的使用經(jīng)驗、綜合經(jīng)濟(jì)性和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。（1）壓力容器使用條件使用條件包括設(shè)計溫度、設(shè)計壓力、介質(zhì)特性和操作特點，材料選擇主要由使用條件決定。（2）相容性相容性指材料必須與其相接觸的介質(zhì)或其它材料相容。對于腐蝕性介質(zhì)，應(yīng)選用耐腐蝕的材料。當(dāng)壓力容器零部件由多種材料制造時，各種材料必須相容，特別是需要焊接連接的材料。（3）零件的功能和制造工藝明確零件的功能和制造工藝，據(jù)此提出相應(yīng)的材料性能要求，如強度、耐腐蝕性等。例如，筒體和封頭的功能主要是形成所需要的承壓空間。還要在選材時應(yīng)考慮到加工制造工藝條件。（4）材料的使用經(jīng)驗對已成功使用的材料實例，應(yīng)搞清楚所用材料的化學(xué)成分（特別是硫和磷等有害元素）的控制要求、載荷作用下的應(yīng)力水平的狀態(tài)、操作規(guī)程和最長使用時間。因為這些因素會影響材料的性能。即使使用相同鋼號的材料，由于上述因素的改變，也會使材料具有不同的力學(xué)行為。（5）綜合經(jīng)濟(jì)性影響材料價格的因素主要有冶煉要求（如化學(xué)成分、檢驗項目和要求等）、尺寸要求（厚度及偏差、長度等）和可獲性等。一般情況下，相同規(guī)格的碳素鋼的價格低于低合金鋼，不銹鋼的價格高于低合金鋼。當(dāng)所需不銹鋼的厚度較大時，應(yīng)盡量采用復(fù)合板、襯里、堆焊、或多層結(jié)構(gòu)。與介質(zhì)接觸的復(fù)層、襯里、堆焊層或內(nèi)層，用耐腐蝕材料，而外層用一般壓力容器用鋼。（6）規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和一般的結(jié)構(gòu)鋼相比，壓力容器用鋼有不少特殊要求，應(yīng)符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。鋼材使用溫度上限和下限、使用條件就滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。許用應(yīng)力也應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取或計算。在塔設(shè)備的設(shè)計中，正確的選擇結(jié)構(gòu)材料對于保證容器的結(jié)構(gòu)合理，安全使用和降低制造成本是至關(guān)重要的，選材時應(yīng)該同時考慮塔設(shè)備的自身特點和介質(zhì)的腐蝕作用。塔設(shè)備與其他化工設(shè)備一樣，是置于室外的無框架的自支承式塔體，絕大多數(shù)是采用鋼材制造，這是由于鋼材具有足夠的強度和塑性，制造性能較好，設(shè)計制造的經(jīng)驗也較成熟，在大型設(shè)備中優(yōu)勢明顯。鋼板的選擇一般要注意以下問題：各類鋼板在不同厚度和熱處理狀態(tài)下，允許使用的介質(zhì)、壓力及溫度范圍。為節(jié)約不銹鋼和降低成本，且厚度較厚時，可盡量選擇不銹復(fù)合鋼板或用碳鋼的結(jié)構(gòu)。選擇化工容器及設(shè)備材料時應(yīng)遵循以下原則：即使用及操作條件（操作壓力、操作溫度、介質(zhì)特性及工作特點等）；材料的焊接及冷熱加工性能，設(shè)備結(jié)構(gòu)及制造工藝；材料的來源及經(jīng)濟(jì)合理性；同工程設(shè)計或設(shè)備設(shè)計中盡量注意用材統(tǒng)一。選材的另一個方面就是考慮裝置的腐蝕形態(tài)和材料的防腐性能。由于本塔的操作介質(zhì)是高含硫原油，在加工過程中必然帶來一系列嚴(yán)重的腐蝕問題。在化工行業(yè)上，壓力容器選取的材料是鋼材較多，因為鋼材強度高，而且塑性和韌性方面性能較好：（1）鋼材有良好的冶金質(zhì)量。（2）鋼材能夠滿足強度、延塑性和韌性的要求。（3）鋼材有良好的冷熱加工性能。（4）鋼材具有良好的可焊性。塔設(shè)備與其它化工設(shè)備一樣，置于室外、無框的自支承式塔體，絕大部分選用鋼材制造，這是因為鋼材不但具有足夠的強度和塑性，而且制造性能較好，設(shè)計制造的經(jīng)驗也較成熟。特別是在大型的塔設(shè)備中，鋼材更具有無法比擬的優(yōu)點，因而被廣泛地使用。 壓力容器用鋼的特殊要求由于壓力容器是一種特殊的設(shè)備，因此不是任何鋼材都可以用于制作壓力容器，它必須是特定的材料，與一般結(jié)構(gòu)鋼相比之下，專門的壓力用鋼必須保證的機械性能項目更多，其檢驗要求也更為嚴(yán)格。根據(jù)壓力容器用鋼的特殊要求，選鋼必須釆用容器用鋼，因為容器用鋼和普通結(jié)構(gòu)鋼釆用的冶煉標(biāo)準(zhǔn)不同對化學(xué)成分的控制、機械性能的保證項目、檢驗率均有不同。而且必須釆用鎮(zhèn)靜鋼，因為鎮(zhèn)靜鋼的脫氧比較完全，這是鋼液在澆注之前經(jīng)過完全脫氧，凝固時不沸騰，鋼錠內(nèi)氣泡疏松較少，鋼中雜質(zhì)含量低，鋼材質(zhì)量高。選材時還應(yīng)注意材料在各種介質(zhì)環(huán)境中的耐蝕性能，由于本塔的操作介質(zhì)是高含硫原油,原油中夾帶有氯鹽,單質(zhì)硫,硫化物及環(huán)烷酸必然給加工帶來一系列的腐蝕問題。同時還應(yīng)考慮與之相應(yīng)的防護(hù)措施。另外還必須考慮壓力容器的制造工藝以及其經(jīng)濟(jì)合理性。以下是幾種壓力容器用鋼，碳素鋼和低合金鋼鋼板的力學(xué)性能和工藝性能（GB66541996）見表21。表21 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板的力學(xué)性能和工藝性能序號鋼號交貨狀態(tài)鋼板厚度mm拉伸試驗沖擊試驗冷彎試驗抗拉強度бb屈服點бsMPa伸長率δs%溫度℃V型沖擊功AKV8(橫向)J180od彎心直徑a鋼板厚度不小于不小于120R熱軋、控軋或正火6~16400~520245252031d=2a16~3623536~6022560~100390~51020524216MnR6~16510~640345212031d=2a16~36490~620325d=3a36~60470~60030560~100460~59028520100~120450~580275315MnVR6~16530~665390192031d=3a16~36510~64537036~60490~625350415MnVNR正火6~16570~710440182034d=3a16~36550~69042036~60530~670400518MnMoNbR正火+回火30~60590~740440172034d=3a60~100570~720410613MnNiMoNbR≤100570~72039018031d=3a100~120380715CrMoR6~60450~590295202031d=3a60~100275814Cr1MoR正火+回火6~60515~690310182031d=3a60~100—907MnCrMoVR調(diào)質(zhì)16~50610~740490172047d=3a 壓力容器專用鋼板（不包括低溫容器用鋼共10種）除20R外，其它9種都是低合金鋼鋼板。10種鋼板已納入GB1501996標(biāo)準(zhǔn)。另外3種：14Cr1MovR、07MnCrMoVR和12Cr2Mo1R則有GB15086對它們的化學(xué)成分，力學(xué)和工藝性能做出了規(guī)定。因為煉制的原油是高含硫油品，所以原油對煉油設(shè)備的腐蝕極為嚴(yán)重，原油中的硫化物對金屬的作用?；钚粤蚧锞褪桥c金屬直接發(fā)生如原油中的硫化氫、硫和硫醇，硫的含量越高對設(shè)備的腐蝕越厲害。在選材時必須了解到壓力容器鋼板的化學(xué)成分，防止原油直接和塔體發(fā)生反應(yīng)。表22為常用壓力容器材料在高溫下的性能。 表22 壓力容器材料的高溫性能 （單位：MPa）牌號厚度（mm）下列溫度（℃）不小于20025030035040045 050020R21~36186167153139129450―36~60178161147133123121―60~100164147165123113116―16MnR21~36255235215200190180―36~60240220200185175165―60~100225205185175165155―100~120220200180170160150―15MnVR21~36295280260240220205―36~60280265245225210195―15MnVNR21~36340315290270250235―36~60320300275255235220―18MnMoNbR30~60380370360350335315―60~100360350340330315295―13MnNiMoNbR30~100355350345335305――100~120345340335325