【正文】 位質(zhì)量載荷為 70Kg/m2 ,一共有 40 個(gè)塔盤，塔盤液面高度為 2020mm 總物料重： KgQ 225 ?????????? （ 6）附件重載荷（含裙座） 估取 KgQ 15006 ? （ 7）充水重量載荷 kgQ 27 ?????? 故操作時(shí)重量載荷為： 1 5 0 04 5 2 1 66 6 4 71 5 7 0 54 0 0 07 6 4 5 26543210 ???????????? Q =149420Kg 水壓試驗(yàn)塔的重量載荷最大為： 4 5 2 1 66 6 4 71 5 7 0 54 0 0 07 6 4 5 276543210 ???????????? +1500+452160=601780Kg 設(shè)備安 裝的重量為最小的，其內(nèi)部保溫層未安裝， Kg 8 4 5 9 91 5 0 06 6 4 77 6 4 5 2641m i n ??????? 風(fēng)彎矩計(jì)算 將全塔分成六段，各段風(fēng)壓 iP 及由風(fēng)壓 iP 引起的任意截面 ii 上的風(fēng)彎矩= mNhhhhhhp ????????? 675156)2(mN 640606 5432105 分別根據(jù)資料 [9]公式（ 173）和公式（ 173）： 1 2 0i i i i efp K K q flD? )2()2(2 21211 ?????????? ?????? iiiiiiiiiiiw lllpllplpM 進(jìn)行計(jì)算。 { 1016 20 )150060 17 80( ???????? ????? ??? ??? 滿足抗壓強(qiáng)度和軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算 （ 4） 裙座底部 0— 0截面的強(qiáng)度和軸向穩(wěn)定性驗(yàn)算 根據(jù)資 料 [9]公式（ 1716）： 0 0 0 0m a x20 .3 0 .8{ []0 .7 8 5 wT ii e eQ g M s M P aDD cr?? ?? ? ???? ? ? 江漢大學(xué) 31 查資料 [10]附表 3， MPas 485?? 代入數(shù)據(jù)： M P aM P ar scr38 5][2 339。從設(shè)計(jì)角度看，因塔操作溫度往往高于室溫，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塔體和塔板徑向的熱膨脹，并采取相應(yīng)的有效措施。頂、底封頭的組裝，也采用立裝法。這兩者作用的結(jié)果，導(dǎo)致了大部分尺寸超差，使塔盤固定件的安裝質(zhì)量難以控制。焊縫坡口形式根據(jù)厚度和受力情況，可以選擇Ｖ形、Ｕ形等。如果板厚不等，厚度差 3mm 時(shí)，仍可采用板厚相等時(shí)的坡口形式及尺寸，但當(dāng)薄板厚度小于等于 10mm，兩板厚 度差超過 3mm；或當(dāng)薄板厚度大于 10mm，兩板厚度差大于薄板厚度 30% ，或超過 5mm 時(shí)，需將板厚邊緣加工，使之成為等厚度焊接，以免焊縫與焊件表面應(yīng)力集中。 塔盤固定件的組裝是有塔體臥置于滾輪架上進(jìn)行的。用來立裝的單圈筒節(jié)，應(yīng)事先作米字形加固。塔分 段的端面應(yīng)開好坡口，其端面與塔體軸線應(yīng)垂直，偏差不應(yīng)大雨 %D，且不超過 2mm。 1 . 2 5 0 . 8 0 . 3 6 1 . 3 6( ) 1 3 3T tp p p M P a??? ? ? ? ? ? ? 故 MP asr )84000( ??????? ??? ?? 滿足強(qiáng)度條件要求 （ 2） 塔體 2— 2截面最大軸向拉 應(yīng)力驗(yàn)算 根據(jù)資料 [9]公式（ 1713）： 2222m a x 20 . 3 0 . 94 0 . 7 8 5T i wM A X si e i ep D MQ DD? ? ?? ? ? ???? ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得： ???? ????? ?????? 1016 207 )150060 178 0(84 2 3m a x? M P as ?????? 滿足抗拉強(qiáng)度要求 （ 3） 塔體 2— 2截面最大組合軸向壓應(yīng)力驗(yàn)算 根據(jù)資料 [9]公式（ 1712）： 2 2 2 2m a x20 . 3 0 . 839。 （ 2）封頭壁厚計(jì)算 內(nèi)半徑 mmRi 2020? 取壁厚 Sn=20mm 計(jì)算壁厚 mmCSS n 1822020 ????? 江漢大學(xué) 24 ??SR i 系數(shù) 40 ??? SRA i 查 [1]圖 57，值落在設(shè)計(jì)溫度的材料右方 右圖得 B=55MPa 許用外壓力 [P]= M PaSRB i ? 因?yàn)?[P]P 而且 [P]接近 P 因此所設(shè)壁厚可行，采用厚度為 20mm 鋼板是安全的。 ② 能夠開設(shè)人孔的場合，應(yīng)盡可能的不采用拆卸大蓋。 ⑤ 溫度計(jì) 溫度計(jì)的安裝，可用法蘭連接固定。采用 ?? 無縫鋼管，管的一端切成 45176。由于泡沫分離不好，容易產(chǎn)生攔液，影響塔板的操作彈性，塔板利用率低。 江漢大學(xué) 19 溢流裝置 塔盤上溢流裝置包括有降液管、溢流堰和受液盤等部件 ⑴ 塔板結(jié)構(gòu) 塔板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足鋼性好，制造裝拆方便等要求。 ⑵裙座 材料的選擇 由于裙座與介質(zhì)不直接接 觸，也不承受容器內(nèi)的介質(zhì)壓力，因此不受壓力容器用材所限，可以選用較經(jīng)濟(jì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。 常壓塔設(shè)置中段循環(huán)回流。安裝與塔頂，主要用于安裝、檢修時(shí)吊運(yùn)塔內(nèi)件。為了安裝、檢修、檢查等需要，往往在塔體上設(shè)置人孔或手孔。即塔設(shè)備的外殼，常見的塔體由等直徑、厚度的圓筒及上下封頭組成。 常壓塔的工藝流程圖如下圖 塔設(shè)備的選型 [1]塔設(shè)備的總體結(jié)構(gòu) 目前，塔設(shè)備的種類很多，為了便于比較和選型，必須對塔設(shè)備進(jìn)行分類，常見的分類方法有： （ 1）按操 作壓力分有加壓塔、常壓塔及減壓塔； （ 2）按單元操作分有精餾塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反應(yīng)塔、干燥塔； （ 3）按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分有填料塔、板式塔； 填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。因此對塔設(shè)備的研究一直是工程界所關(guān)注的熱點(diǎn)。有部分油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回?zé)捰汀? （ 3）設(shè)有氣提段和氣提塔。 ⑷ 減壓蒸餾可以采用干式減壓蒸餾工藝。 常壓塔底重油經(jīng)過減壓爐加熱到 405— 410 度送入減壓塔。原油含水含鹽都會(huì)給運(yùn)輸存儲(chǔ)增加負(fù)擔(dān)，也給加工過 程帶來不利的影響。在此塔中僅能分離比較低沸點(diǎn)的餾分，如拔頂氣、航空煤油、煤油、輕柴油、重柴油等，剩余部分從塔底部排出進(jìn)入減壓塔。此外，還有人將二次加工產(chǎn)生的各種氣體或輕烴進(jìn)一步加工，以生產(chǎn)高辛烷值汽油組分和各種有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品的過程稱為三次加工。潤滑脂品種也比較多，但產(chǎn)量比潤滑油少的多。 （ 1） 燃料。 江漢大學(xué) 7 （ 5）延遲焦化 它是在較長反應(yīng)時(shí)間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目的 ，同時(shí)獲得氣體和液體產(chǎn)物。是提高原油加工深度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、柴油最重要的工藝操作。汽油餾分感鉛性好，且富有環(huán)烷烴和芳香烴，故是重整的良好原料 。石蠟基石油含烷烴較多；環(huán)烷基石油含環(huán)烷烴、芳香烴較多；中間基石油介于二者之間。原油的含膠量一般在 5％～ 20％之間。石蠟是一種白色或淡黃色固體，由高級(jí)烷烴組成，熔點(diǎn)為 37℃～ 76℃。溫度增高其粘度降低，壓力增高其粘度增大，溶解氣量增加其粘度降低，輕質(zhì)油組分增加，粘度降低。因此，對于原油中所含的硫、氮、氧要特別關(guān)注。石油加工產(chǎn)品不僅是重要的能源，而且作為化學(xué)工業(yè)的原料或中間體直接涉及到人們的衣、食、住、行等。常壓塔底重油經(jīng)過減壓爐加熱到 405410 度后送入減壓蒸餾塔，為了減少管路壓力降和提高減壓塔真空度，減壓塔頂一 般不出產(chǎn)品而直接與抽真空設(shè)備相連，并采用塔頂循環(huán)回流方式。原油含水會(huì)給運(yùn)輸增加負(fù)擔(dān)，也給加工帶來不便。 原油常減壓蒸餾作為最基本的一次加工工藝，在煉油廠有舉足輕重的地位，其運(yùn)行的好壞影響著后續(xù)加工過程。開發(fā)高檔潤滑油生產(chǎn)技術(shù)。含醇汽油研究也已全面展開。開江漢大學(xué) 2 發(fā)固體酸烷基化、輕汽油醚化和碳五、碳六異構(gòu)化技術(shù) ?？紤]到常壓塔的體積和重量的龐大，對起安裝和運(yùn)輸也做了設(shè)計(jì)。當(dāng)時(shí)煉油工業(yè)多采用袍罩塔，無機(jī)工業(yè)以填料塔為主。近年來，開發(fā)使用了斜控塔盤、 導(dǎo)向篩板、網(wǎng)孔塔盤、大孔篩板、浮閥 篩板復(fù)合塔盤以及浮動(dòng)噴射塔板、旋流塔板、旋葉塔板等。要迎接挑戰(zhàn) , 全面提高國際競爭力 , 根本出路在于依靠科技進(jìn)步 , 大力開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù) , 加大煉油科技的開發(fā)、轉(zhuǎn)化和推 廣力度。清潔柴油較重要的指標(biāo)是低硫、低芳烴、高十六烷值、低密度。隨著原油變重、重質(zhì)超重質(zhì)原 油開采及資源綜合利用的發(fā)展 , 重油將成為 2 1 世紀(jì)的重要能源 , 渣油轉(zhuǎn)化也因其較高的經(jīng)濟(jì)效益而將成為 2 1 世紀(jì)重要的煉制技術(shù)。 還需開發(fā)低磷發(fā)動(dòng)機(jī)油 , 液化石油氣、壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)油 。在新建大量裝備的同時(shí)，要經(jīng)常采用技術(shù)改造對現(xiàn)有常減壓裝置進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)投資少、見效快的目的，因此對塔設(shè)備的改造無疑成為擴(kuò)能改造的重點(diǎn)。 常壓塔頂出汽油餾分，側(cè)線抽出自上而下分別為煤油、輕柴油、重柴油餾分，塔低成為常壓重油。減壓塔底渣油有泵抽出經(jīng)換熱冷卻后出裝置，也可根據(jù)渣油的組成及性質(zhì)送到下道工序。但是，大量開采和應(yīng)用石油則還是最近一百年的事。 石油是由各種烴類和非烴類化合物所組成的復(fù)雜混 合物。一般來說，粘度大的原油密度也較大。析蠟溫度高，油井容易結(jié)蠟，對油井管理不利。 原油中瀝青質(zhì)的含量較少，一般小于 1％。通常認(rèn)為，鎳與釩的質(zhì)量比大于 1是陸相成油的特征，而鎳與釩的質(zhì)量比小于 1則是海相成油的特征，由此可見我國的石油大多是由陸相沉積物生成的。常用的辦法是加破乳劑和水，使油中的水集聚，并從油中分出，而鹽份溶于水中，再加以高壓電場配合，使形成的較大水滴順利除去。 有部分油返回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回?zé)捰汀８淖冊虾筒僮鳁l件可以調(diào)整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。柴油機(jī)比汽油機(jī)功率大，燃燒性能好，節(jié)省燃料。 （ 4） 石油化工產(chǎn)品。由大慶原油的綜合評價(jià)結(jié)果確定燃料 潤滑型的加工方案。借助此過程，可得到潤滑油餾分，也可以按生產(chǎn)方案分割成二次加工的原料。因此原油在蒸餾前必須進(jìn)行脫鹽脫水，一般要求原油含鹽 5mg，水 %%。 三段汽化原油蒸餾工藝流程的特點(diǎn)有： ⑴ 初餾塔頂產(chǎn)品輕汽油一般作催化重整裝置進(jìn)料。與傳統(tǒng)濕式減壓精餾相比，它的主要特點(diǎn)有：填料壓降小，塔內(nèi)真空度提高，加熱爐 出口溫度降低使不凝氣減少，大大降低了塔頂冷凝器的冷卻負(fù)荷，減少冷卻水用量，降低能耗等。 催化裂化 在催化劑的作用和一定溫度條件下，使沸點(diǎn)較高的原料油經(jīng)過 一系列化學(xué)反應(yīng)裂化為輕質(zhì)油的加工工藝叫催化裂化。 江漢大學(xué) 12 圖二 江漢大學(xué) 13 4. 常壓塔設(shè)計(jì) 概述 塔設(shè)備的應(yīng)用 在化工、煉油、醫(yī)藥、食品及環(huán)境保 護(hù)等工業(yè)部門，塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備。 （ 2）生產(chǎn)能力大，即氣液處理量大。兩相的組分濃度或溫度沿塔高呈連續(xù)變化。此外還要滿足在試壓、運(yùn)輸及吊裝時(shí)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求。用于連接工藝管線，時(shí)塔設(shè)備與其他相關(guān)設(shè)備相連接。 下列情況下，可以優(yōu)先選用板式塔： （ 1） 塔內(nèi)液體滯液量較大，要求塔的操作負(fù)荷變化范圍寬，對進(jìn)料濃度變化要求不敏感，要求操作易于穩(wěn)定； （ 2） 液相負(fù)荷較小，因?yàn)檫@種情況下，填料塔會(huì)由于填料表面濕潤不充分而降低其分離效率； （ 3） 含固體顆粒，容易結(jié)垢，有結(jié)晶的物料，因?yàn)榘迨剿蛇x用液流通道較大，堵塞的危險(xiǎn)性?。? （ 4） 在操作過程中伴隨有放熱或需要 加熱的物料，需要在塔內(nèi)設(shè)置換熱盤管，需要多個(gè)進(jìn)料或多個(gè)側(cè)線出料口，這是因?yàn)橐环矫姘迨剿慕Y(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)，此外，塔板上有較多的滯液量，以便與加熱或冷卻管進(jìn)行有效地傳熱。 項(xiàng)目 大慶原油 密度ρ（ kg/