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1、本 科 毕 业 设 计 (论 文)二甲苯分离塔设计Design of the Dimethylbenzen Knockout Tower 学 院： 机械工程学院 专业班级： 过程装备与控制工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 徐舒（副教授） 2013年 6 月毕业设计（论文）中文摘要二甲苯分离塔设计摘 要：塔设备作为最常见的分离操作设备被广泛应用于化工、石油等行业中。其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。本设计中的二甲苯分离塔采用的是板式塔中较常见的浮阀塔。浮阀塔结构简单，费用较低，生产能力高且加工方便，相比于其他塔设备被更广泛的运用于工业生产中。本设计在满足工艺、操作要求和安全生产
2、的基础上对塔设备进行结构设计。设计中参照JB4710-92钢制塔式容器和GB150-1998钢制压力容器对塔设备的风载荷、地震载荷进行了计算，对塔设备的圆筒轴向应力、锥壳轴向应力和裙座壳轴向应力等各方面应力进行校核，使其能在满足安全运行的前提下高效率的生产。关键词：浮阀塔；应力校核；结构设计 毕业设计（论文）外文摘要Design of the Dimethylbenzen Knockout TowerAbstract: As the most common separation equipment tower equipment is widely used in chemical indus
3、try and petroleum industry. The basically structure form can be divided into two categories: plate column and packed column. Xylene separation tower in the design is adoptived float valve tower which is a more common plate tower. The structure of the float valve tower is simple, it is low cost, high
4、 production capacity and the processing is conve-venient compared with other tower equipments it has been used more widely in industrial production This design is basiced on the technology, operational requirements and safety of tower equipment structure design. This design is according to the JB471
5、0-92Steel Tower Vesseland GB150-1998Steel Pressure Vesselcalculate the tower wind load, seismic load ，the axial direction of the cylinder of the tower, the stress cone axial stress and axial stress of the skirt of the stress check, make it can be efficient producte under the safe operation of the pr
6、emise. .Keywords: float valve tower；stress check；architectural design目 录1 绪论 11.1浮阀塔的设计原则 11.2 塔设备的总体结构 11.3毕业设计的意义 22 塔体的结构设计与计算 32.1 塔设备的计算条件 32.2 塔体壁厚计算 32.3塔设备质量载荷计算 42.4 地震弯矩的计算 72.5风载荷与风弯矩的计算 102.6偏心弯矩的计算 122.7各种载荷引起的轴向应力 122.8塔体与裙座危险截面的强度与稳定校核 152.9水压试验与应力校核 162.10基础环厚度计算 172.11地脚螺栓计算 192.12
7、筋板 202.13 盖板 212.14 裙座与塔壳焊缝验算 212.15 开孔补强计算 223塔设备的结构设计 233.1塔顶吊柱的设计 233.2裙座的设计233.3塔盘的设计243.4排气孔253.5引出孔25结论 26致谢 27参考文献28附录29淮海工学院二一三届本科毕业设计（论文） 第 4 页 共31页 1 绪论1.1浮阀塔的设计原则浮阀塔的设计原则是在尽可能地采用先进技术的基础上，使生产达到技术先进、经济合理的要求，符合优质、高产、安全以及低能耗等等的原则，具体考虑以下几点:（1）满足工艺和操作要求，所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品。设计的流程与设备需要一定的操作弹性
8、，能方便的进行流量和传热量的调节。设备所须的仪表安装在适宜的部位，以便能通过这些仪表来检测和控制生产过程。（2）满足经济要求，要能节省热能和电能的消耗，节约设备与基建的费用，由于回流比对操作费用和设备费用均有很大的影响，因此必须选择合适的回流比。设计时应全面考虑，尽可能的降低总费用。（3）保证生产安全，生产过程中应防止物料的泄漏，生产和使用易燃物料车间的电器应均为防爆产品。塔体大都安装在室外，为了能够抵抗大自然的破坏，设计的塔设备应该具有一定的刚度和强度。1.2塔设备的总体结构目前，塔设备的种类很多，为了便于比较和选型，必须对塔设备进行分类，常见的分类方法有：(1) 按操作压力分有加压塔、常压
9、塔及减压塔；(2) 按单元操作分有精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等；(3) 按内件结构分有填料塔、板式塔。因为目前工业上应用最广泛的还是填料塔及板式塔，所以下面主要介绍这两种塔设备：填料塔属于微分接触型的气液传质设备。塔内以填料作为气液接触和传质的基本构件。液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相间的传质和传热。两相的组分浓度或温度沿塔高度呈连续变化。板式塔是一种逐级（板）接触的气液传质设备。塔内以塔板作为基本构件，气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热，两相的组分浓度呈阶梯式变化。无论是
10、填料塔还是板式塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人孔、或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成：(1) 塔体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，因而塔体除了承受一定的操作压力（内压或外压）、温度外，还要考虑风载；地震载荷、偏心载荷。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。(2) 支座塔体支座是塔体与基础的连接结构。因为塔设备较高、重量较大，为保证其足够的强度及刚度，通常采用裙式支座。(3) 人孔及手孔为安装、检修、检查等需要，往往在塔体上设置人孔或手
11、孔。不同的塔设备，人孔或手孔的结构及位置等要求不同。(4) 接管用于连接工艺管线，使塔设备与其他相关设备相连接。按其用途可分为进液管、出液管、回流管、进气出气管、侧线抽出管、取样管、仪表接管、液位计接管等。(5) 除沫器用于捕集夹带在气流中的液滴。除沫器工作性能的好坏对除沫效率、分离效果都具有较大的影响。(6) 吊柱安装于塔顶，主要用于安装、检修时吊运塔内件。1.3毕业设计的意义(1)树立正确的设计思想。(2)具有积极主动的学习态度和进取精神。(3)学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。(4)学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。(5)在设计中处理好尺寸的圆整。(6)在设计中处
12、理好计算与结构设计的关系。2 塔体的结构设计及计算2.1塔设备的计算条件2.1.2塔体(1) 塔径和塔高：200036800；(2) 设计温度（或操作温度）：190；(3) 设计压力（或操作压力）：0.35MPa；(4) 腐蚀裕量：3mm；(5) 风压：设计基本风压450；(6) 地震烈度：6级；(7) 场地土类别：类场地、近震；(8) 保温和防火要求：保温层材料为岩棉、保温层厚度100mm；(9) 平台、梯子设置情况：七个平台；(10) 操作时塔盘物料液面高度：100 mm。2.1.2内件 (1) 塔板层数：63；(2) 塔板间距：400 mm；2.2按计算压力计算塔体厚度 （2-1） = = 设计压力，本设计中；焊接系数，本设计中；塔体内径，本设计中；设计温度下的许用应力，根据文献1P14表4-1 钢板的许用应力查取：材料Q235-B，=105MPa； 根据文献2取
