【正文】 在整個過程設(shè)備中所占比例都相當(dāng)高，如下表所示為幾個典型的實例。 關(guān)鍵詞： 穩(wěn)定塔，原油加工，厚度設(shè)計，強(qiáng)度校核 2 The Design of Desulfurization Stability Tower Abstract This design mainly aims at of the stability tower million tons/year of catalytic gasoline hydrodesulphurization unit. Hydrogenation desulfurization process is an important process for subsequent processing of crude oil. The stability tower is particularly important. So the strength of the tower body must be qualified under various load conditions. We have introduced each structures of the tower and found the structure and stress state of the structure. The tower is flower valve tray. There are 25 pieces of tower tray and the diameter is 1900/3000mm, the height is 33047mm. For main design parameters, the design pressure is . The design temperature is 275 ℃ . Carry loads of internal pressure, seismic load and wind load, as the different diameter, so we should design the thickness of the different diameter of the tower and the shell cover, and then we should check it. At the same time, design and calculation of the tower body skirt Then we check the seismic load and the wind load of tower body. While the strength requirement is qualified, we still need to check the tower body skirt, anchor bolts, tower body and the skirt of the strength of the welds ensure that the whole tower body strength is qualified. Finally draw the two pieces of parts drawing and a piece of assembly drawing. Keywords: Stability Tower Crude Oil Processing Design of the Thickness Strength Check 3 目 錄 1 前言 ?????????????????????????????? 1 2 穩(wěn)定塔的工藝流程及結(jié)構(gòu)簡圖 ??????????????????? 4 脫硫裝置穩(wěn)定塔的工藝流程及其簡圖 ???????????????? 4 脫硫裝置穩(wěn)定塔的結(jié)構(gòu)簡圖 ???????????????????? 5 3 塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的說明介紹 ?????????????????????? 6 塔體內(nèi)部的材料選取，介質(zhì)的物理性質(zhì)及設(shè)計參數(shù) ?????????? 6 封頭 ?????????????????????????????? 6 筒體 ?????????????????????????????? 6 裙座 ?????????????????????????????? 7 吊柱 ?????????????????????????????? 8 人孔和手孔 ??????????????????????????? 8 開孔接管 ???????????????????????????? 9 穩(wěn)定塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件 ??????????????? ???????? 11 塔內(nèi)部的其他結(jié)構(gòu)件 ??????????????????????? 14 塔設(shè)備的振動及預(yù)防 ?????????????????????? 15 4 塔設(shè)備的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 ???????????????????? 17 設(shè)計數(shù)據(jù)及設(shè)計主要依據(jù) ????????????????????? 17 筒體的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 ???????????????????? 17 封頭的設(shè)計計算及強(qiáng)度校核 ???????????????????? 19 塔體裙座的設(shè)計計算 ??????????????????????? 21 地腳螺栓座 ??????????????????????????? 25 塔頂?shù)踔? ???????????????????????????? 25 塔式容器的質(zhì)量計算 ??????????????????????? 26 塔的基本自振周期的計算 ????????????????????? 30 地震力及地震彎矩的計算 ????????????????????? 31 4 風(fēng)載荷及風(fēng)彎矩的計算 ????????????????????? 33 偏心彎矩 ??????????????????????????? 37 最大彎矩 ??????????????????????????? 37 塔殼軸向應(yīng)力的校核 ?????????????????????? 38 裙座殼穩(wěn)定性的校核 ?????????????????????? 40 液壓試驗時應(yīng)力校核 ?????????????????????? 42 地腳螺栓座的設(shè)計及校核 ????????? ??????????? 43 裙座與塔殼連接處焊縫 ????????????????????? 47 開孔補(bǔ)強(qiáng)計算 ????????????????????????? 47 5 結(jié)論 ??????????????????????????????? 55 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????? 56 謝辭 ???????????????????????????????? 57 1 1 前言 在化工、煉油、醫(yī)藥、食品以及環(huán)境保護(hù)等工作部門，塔設(shè)備是一種重要的單元操作設(shè)備。在滿足強(qiáng)度要求的同時，還需校核塔體的裙座，地腳螺栓，塔體與裙座的焊接處的強(qiáng)度，確保整個塔體的強(qiáng)度合格。 承受的載荷有內(nèi)壓、地震載荷、風(fēng)載荷，由于存在變徑段，因此該塔需要對不同直徑塔段及該塔段的封頭的厚度進(jìn)行計算和校核，同時設(shè)計計算該塔體的裙座。該塔采用的是浮閥塔塔盤，一共 25 塊塔盤，塔徑為 1900/3000 mm，塔高為 33047mm。因此嚴(yán)格要求該塔體在各個載荷工況下的強(qiáng)度必須合格。 1 120 萬噸 /年催化汽油加氫脫硫裝置穩(wěn)定塔設(shè)計 摘 要 本次設(shè)計主要針對 120 萬噸 /年催化汽油加氫脫硫裝置穩(wěn)定塔。 加氫脫硫過程作為原油后續(xù)加工的一項重要的加工過程，脫硫裝置穩(wěn)定塔設(shè)備顯得尤為重要。 本設(shè)計前部分對塔的各個結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析介紹，并且確定了該結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以及受力狀態(tài)，確保該結(jié)構(gòu)件適用于該塔體。主要設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計壓力 ，設(shè)計溫度275 ℃ 等。 進(jìn)而對塔體的地震載荷，風(fēng)載荷等進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 最后繪制了裝配圖和兩張零部件圖。它的應(yīng)用面廣、量大。 表 11 塔設(shè)備的投資及重量在過程設(shè)備中所占比例 裝置名稱 塔設(shè)備投資比例 % 裝置名稱 塔設(shè)備投資比例 % 化工及石油化工 60萬噸， 120萬噸 /年催化裂化 煉油以煤化工 30萬噸 /年乙烯 化纖 /年丁二烯 54 塔設(shè)備的作用是實現(xiàn)氣（汽） 液相或液 液相之間的充分接觸，從而達(dá)到相際之間進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱的目的。因此塔設(shè)備的研究一直是工程界所關(guān)注的熱點(diǎn)。 塔設(shè)備的總類很多，常見有如下幾種類型： 加壓塔，減壓塔及常壓塔； 精餾塔，吸收塔，干燥塔等； 板式塔，填料塔。 本設(shè)計的塔為板式塔。篩板塔出現(xiàn)于1830 年，很長一段時間內(nèi)被認(rèn)為難以操作而未得到重視。 第二次世界大戰(zhàn)后，煉油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展迅速，泡罩塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高的缺點(diǎn)日 2 益突出，而結(jié)構(gòu)簡單的篩板塔重新受到重視。因此， 50 年代起，篩板塔迅速發(fā)展成為工業(yè)上廣泛應(yīng)用的塔型。而泡罩塔的應(yīng)用則日益減少，除特殊場合外，已不再新建。為滿足設(shè)備大型化及有關(guān)分離操作所提出的各種要求，新型塔板不斷出現(xiàn)，已有數(shù)十種。一共有 25 塊塔板。 然而，浮閥塔還有一定缺點(diǎn)，如下： 氣速較低時塔板效率有所下降； 浮閥閥片有卡死或吹落的可能，導(dǎo)致操作運(yùn)轉(zhuǎn)及檢修的困難； 塔板壓降較大時，妨礙它在高氣相負(fù)荷及真空塔中的應(yīng)用。 對于塔設(shè)備而言，除了要滿足它滿足的特定的工藝條件外，還應(yīng)滿足以下基本要求： 氣液兩相充分接觸，相際之間傳熱面積大； 生產(chǎn)能力大，即氣液處理量大； 操作穩(wěn)定，操作彈性大； 阻力小； 結(jié)構(gòu)簡單，制造、維修方便； 3 耐腐蝕，不宜堵塞。加氫脫硫后的反應(yīng)產(chǎn)物被反應(yīng)產(chǎn)物加熱爐加熱并為穩(wěn)定塔重沸器提供熱源 ,再經(jīng)換熱后進(jìn)入反應(yīng)產(chǎn)物空冷器 ,在進(jìn)入空冷器之前注入脫氧水 ,以溶解掉反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的銨鹽。其中的水相作為含硫污水送至污水汽提裝置 。油相一部分經(jīng)換熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔 ,另一部分作為急冷油由加氫脫硫反應(yīng)器急冷泵升壓后進(jìn)入加氫脫硫反應(yīng)器。 圖 21 加氫脫硫部分工藝流程簡圖 脫硫裝置穩(wěn)定塔的結(jié)構(gòu)簡圖 5 圖 22 塔體結(jié)構(gòu)簡圖 1— 吊柱 2— 塔頂出氣管 3— 上封頭 4— 塔體（一） 5— 塔體（二） 6— 裙座 7— 地腳螺栓 8— 塔體（三） 9— 塔殼 10— 人孔 11— 下封頭 12— 檢查孔 13— 裙座殼 6 3 塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的說明介紹 塔體的材料選取，介質(zhì)物理性質(zhì)及設(shè)計參數(shù) 選取塔體，封頭，裙座以及地腳螺栓材料均為 Q245R。 設(shè)計參數(shù)見表 31。封頭形式選取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。直邊段的作用是避免封頭焊縫連接處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。由于該塔設(shè)計壓力為 ，屬于低壓容器，并且鑒于橢球形封頭的受力特點(diǎn)，選取該塔器封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。 筒體 該塔設(shè)備存在變徑部分，故筒體分為三部分，依次為：小徑段筒體（ Φ1900mm）、過渡段筒體、大徑段筒體（ Φ3000mm）。故選取提餾段塔 7 徑偏大，為 Φ3000mm，而精餾段的一部分塔徑選取塔徑偏小，取直徑為 Φ1900mm。故該塔設(shè)備選用變徑塔。結(jié)構(gòu)簡圖如圖 31。本塔設(shè)備采用的是對接接頭。其焊接結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計部分 ?？蛇x用較經(jīng)濟(jì)的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。F，考慮到 Q235A若裙座設(shè)計溫度等于或低于 20℃，裙座筒體材料應(yīng)選用 16Mn。吊柱的方位應(yīng)使吊柱中心線與人孔中心線之間有合適的夾角，使人能站在平臺上操作手柄，使吊柱的垂直線可以轉(zhuǎn)到人孔附近，以便從人孔裝入或取出塔內(nèi)件。F。吊柱的主要尺寸參數(shù)可參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) HG/T 21639《塔頂?shù)踔?。人孔設(shè)置應(yīng)該便于人員進(jìn)入任何一層塔板。對于直徑大于 Φ800mm的填料塔，人孔可以設(shè)置在每段填料層的上、下方。在設(shè)置操作平臺的地方，人孔中心高度一般比操作平臺高 到 1m，最大不宜超過 ，最小為 600mm。另外在塔頂和塔釜也各設(shè)置一個人孔。 設(shè)置人孔處的塔盤間距應(yīng)根據(jù)人孔的直徑確定，一般不小于人孔直徑、塔盤支撐梁高度及 50mm 之和，且不小于 600mm。 塔體在出廠前一般以臥置狀態(tài)進(jìn)行水壓試驗，所以塔體人孔的壓力等級選擇，必須考慮臥置狀態(tài)試壓時的試驗壓力。操作溫度高于 350℃時，應(yīng)該采用對焊法蘭人孔。故選用垂直吊蓋帶頸對焊法蘭人孔。 手孔 手孔是指手能伸入的設(shè)備孔口，用于不便進(jìn)入或不能進(jìn)入設(shè)備技能清理、檢查或者維修的場合。 本穩(wěn)定塔不涉及手孔。②盡量使液體均勻分布。④液體內(nèi)含有氣體時，應(yīng)該設(shè)法排除。 常見的液體進(jìn)料管有直管進(jìn)料管與彎管進(jìn)料管，常用材料為碳素鋼，壁厚可酌量減少，彎管結(jié)構(gòu)能自由取出。 液相出口 釜液從塔底出口管流出，在一定條件下，釜液會在出口管中心形成一個向下的漩渦流，使塔釜液面不穩(wěn)定，且能帶出氣體。 穩(wěn)定塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件 塔盤結(jié)構(gòu) 該穩(wěn)定塔共有 25 塊塔盤，采用浮閥塔塔盤，雙溢流型，由塔板、降液管、受液槽