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1、辽宁石油化工大学继续教育学院论文目目 录录1.1.前前 言言 .1 1 2.2.塔设备的概述塔设备的概述 .3 3 2.1 塔式容器结构图 .3 2.2 塔设备在石油化工生产中的作用、地位、特点 .4 2.3 塔设备的发展及其现状 .5 塔板.5 2.4 对塔设备的基本要求 .7 2.5 塔设备的分类及结构 .7 2.5.1 塔设备的分类 .7 2.5.2 优先选用板式塔的条件 .8 2. 6 板式塔的结构 .9 2.6.1 塔盘 .9 2.6.2 筒体 .10 2.6.3 封头的结构选择 .11 2.6.4 裙座的形式及选择 .12 2.6.5 地脚螺栓的设计 .13 2.6.6 接管，气液
2、进料管，气体出口管的选用 .14 2.6.7 人孔和手孔 .14 2.6.8 塔顶吊柱 .15 2.6.9 除沫器的概述 .15 2.7 塔设备的材料选择 .16 2.8 塔体与裙座之间的连接 .17 2.9 塔设备的防振 .17 2.10 塔设备的技术要求 .19 3 3 设计计算设计计算 .2020 3.1 设计条件 .20 3.2 塔的示意图及主要尺寸 .20 3.3 计算部分 .21 3.3.1 筒体和封头的厚度计算 .21 3.3.2 塔式容器质量计算 .23 3.3.3 开孔补强 .26 4 4 结结 论论 .2929 参参 考考 文文 献献 .3030 谢谢 辞辞 .3131辽宁
3、石油化工大学继续教育学院论文1前 言本设计是对常减压装置减压塔的设计，常减压装置是常压蒸馏和减压蒸馏的总称，因为两个个装置通常在一起，故称为常减压装置。主要包括三个工序：原有的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。从油田送往炼油厂的原油往往含盐带水，可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。 对于现在的工厂中，运用“微湿式”减压蒸馏技术，减压塔采用了新型规整填料、槽盘式气压分布器、进料分布器等新技术，使装置操作平稳，处理量增大，减压塔拔出率提高了 2.38%，效率显著。在此次设计中提及到了板式塔，而板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，有圆筒形塔体和按一定间距水
4、平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用与精馏和吸收，有些类型也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。操作时，液体在重力作用下，自上而下一次流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分层到液层中去，进行相际接触传质。 常压蒸馏是石油加工的 “龙头装置”，后续二次加工装置的原料，及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴
5、油及蜡油及渣油等。辽宁石油化工大学继续教育学院论文2减压蒸馏是借助于真空泵降低系统内压力，降低液体的沸点，在低温下就可以收集到纯净的馏分。常用来分离提纯有机化合物。提高塔顶温度,加大气提蒸汽量有利于塔内气液相负荷增加,有利于提高侧线抽出量,降低压力提高温度和蒸发量,分离完全.减压蒸发,就是在现有的重质馏分油切割温度的基础上提高到一定的温度,来增加馏分有的拔出率.塔体即塔设备的外壳，常见的塔体由等直径、等厚度的圆筒及上下封头组成。对于大型塔设备，为了节省材料也有采用不等直径、不等厚度的塔体。塔设备通常安装在室外，因而塔体除承受一定的操作压力、湿度外，还要考虑风载、地震载荷、偏心载荷。此外还要满足
6、在试压、运输及吊装时的强度、刚度即稳定性要求。在设计中介绍了塔设备的作用，塔设备的结构分类，各零部件的作用以及选材等。对减压装置的工序进行了粗略的介绍，减压塔的组成以及板式塔的组成均进行了粗略的介绍及概括，对塔体的要求进行了计算，地震载荷及地震弯矩进行了校核，考虑到温度、湿度等各方面的影响。也涉及到了如何提高减压装置的工作效率等内容。是一次完整的常减压装置减压塔设计。辽宁石油化工大学继续教育学院论文32.塔设备的概述2.12.1 塔式容器结构图塔式容器结构图总体结构: 塔体: 即塔外壳, 包括筒节、封头、连接法兰等。除操作压力（内 压或外压） 、温度外，要考虑风载、地震载荷、偏心载荷，及试压、
7、运输吊装时的强度、刚度、稳定性等要求。 内件: 塔板或填料及支承装置等。 支座: 塔体与基础的连接结构, 一般采用裙式支座。 附件: 人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台、保温层等。辽宁石油化工大学继续教育学院论文42.22.2 塔设备在石油化工生产中的作用、地位、特点塔设备在石油化工生产中的作用、地位、特点冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。基本原理是：干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流 2 动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由
8、于空气与不的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。 冷却塔的工作过程：圆形逆流式冷却塔的工作过程为例：热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内，通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面；干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内，热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换，高湿度高晗值的热风从顶部抽出，冷却水滴入底盆内，经出水管流入主机。一般情况下，进入塔内的空气、是干燥低湿球温度的空气，水和空气之间明显存在着水分子的浓
9、度差和动能压力差，当风机运行时，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸气分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。从以上分析可以看出，蒸发降温与空气的温度（通常说的干球温度）低于或高于水温无关，只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。辽宁石油化工大学继续教育学院论文52.32.3 塔设备的发展及其现状塔设备的发展及其现状工业上最早出现的板式塔是 筛板塔和泡罩塔。筛板塔出现于 183
10、0 年，很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。泡罩塔结构复杂，但容易操作，自 1854 年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20 世纪 50年代初，它始终处于主导地位。第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。通过大量的实验研究和工业实践，逐步掌握了筛板塔的操作规律和正确设计方法，还开发了大孔径筛板，解决了筛孔容易堵塞的问题。因此，50 年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。60 年代以后,石油化工的生产规模不断扩大 ,大型塔的直径已超过 10m。为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。塔塔板板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位，决定塔的操作性能，通常主要由以下三部分组成： 气体通道 为保证
