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1、学号：广东石油化工学院毕业设计说明书蒸馏装置常压汽提塔机械设计和材料腐蚀的探讨(500Mt/a)Distillation unit atmospheric stripper mechanical design and material corrosion study(500Mt/a)学院 专业 班级 学生 指导教师（职称） 完成时间 2010 年 3 月 8 日至 2010 年 6 月 10 日摘 要汽提塔是原油常减压蒸馏装置中用以提高石油制品质量的重要设备，它通过对侧线产品用直接蒸汽汽提或间接加热的办法，去除侧线产品中的低沸点组分，使产品的闪点和馏程符合规定要求。本设计主要是对常压汽提塔进行
2、结构设计，包括主要部件材料、结构的选择与论证，以及强度、稳定性的校核。同时，通过对常压汽提塔低温硫腐蚀、低温盐酸腐蚀、高温硫腐蚀和高温环烷酸腐蚀等腐蚀形态和腐蚀原因进行分析，并提出防护措施。关键词：常压汽提塔 结构设计 腐蚀AbstractStripper crude oil vacuum distillation unit is an important device that use to increase the quality of petroleum products, it is the opposite line of products through the use of di
3、rect or indirect heating steam stripping method, removal the low boiling point components in the side line product,let the products flash point and distillation range to meet the requirements. This design mainly for the structural design of Normal pressure stripper, Including the major components ma
4、terials selection and argument structure, as well as strength, stability checking. At the same time, through analysis the corrosion forms and corrosion reason of low-temperature sulfur corrosion of normal pressure stripper, low temperature hydrochloric acid corrosion, high temperature sulfur corrosi
5、on and high temperature naphthenic acid corrosion, And propose protective measures.Keywords: Normal pressure stripper Structure design Corrosion 目录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 设计任务、设计思想、设计特点11.1.1设计任务11.1.2设计思想11.1.3设计特点11.2 本设备所在装置的简单工艺流程和装置中的作用21.2.1工艺流程21.2.2设备在装置中的作用21.3 工艺流程图21.3 设计参数的确定和说明41.3.1设计
6、压力41.3.2设计温度41.3.3焊缝系数41.3.4壁厚附加量41.3.5许用应力5第二章 塔体及塔内主要部件材料的选择与论证62.1结构和机械设计要求62.2化工容器用钢的基本要求62.3压力容器用钢的特殊要求82.4压力容器专用钢板（不包括低温容器用钢 共10种）92.5 各主要部件材料的选择与论证102.5.1 筒体和封头102.5.2 塔盘102.5.3 裙座112.5.4对焊法兰和垫片的选材112.5.5螺母、螺栓的选材112.5.6 其余各部件选材12第三章 常压塔主要元件结构型式的选择及论证133.1塔设备的性能要求133.2塔设备的分类133.3塔的选型133.3.1板式塔
7、简介143.3.2塔盘的选型143.4塔盘、封头、裙座、法兰、进出口结构型式的选择163.4.1 塔盘结构形式的选择163.4.2 封头结构型式的选择与论证213.4.3辅助装置及附件的选择与论证233.4.4法兰的结构型式选择与论证253.4.5容器的接口管与凸缘283.4.6 进出口结构型式设计293.4.7视镜与液面计303.4.8开孔补强结构303.5 平台和梯子结构型式的确定323.5.1 平台结构型式的确定323.5.2 梯子结构型式的确定343.5.3 本次设计的平台和梯子的设置353.6 塔顶、塔底与进料空间高度的确定353.6.1 塔顶空间高度的确定353.6.2 塔底空间高
8、度的确定353.6.3 进料空间高度的确定353.7塔盘间距的确定35第四章 强度与稳定性计算374.1 筒体、封头的壁厚计算374.1.1 筒体的壁厚计算374.1.2 封头的壁厚计算384.1.3锥形封头的壁厚计算404.1.4裙座的厚度414.2 最小厚度计算414.3 水压试验压力校核424.4 塔体轴向稳定与强度校核计算434.4.1 载荷分析434.4.2 工况及危险截面分析444.4.3质量载荷计算454.4.4塔的自振周期的计算464.4.5地震弯距和地震载荷的计算484.4.6风载荷和风弯距计算504.4.7 弯距的计算524.4.8 圆筒轴向应力校核524.4.9 裙座强度
9、及稳定性校核544.4.10 水压试验时的应力校核574.5 地脚螺栓的强度计算与基础环设计584.5.1地脚螺栓的计算584.5.2基础环的计算594.5.3裙座与塔壳对连接焊缝的验算604.6法兰强度校核604.6.1常一油入口法兰的选定604.6.2法兰系数614.6.3对上述设计条件下的法兰进行强度校核614.7开孔补强计算654.7.1开孔补强的设计准则654.7.2开孔补强的设计条件654.7.3开孔削弱的截面积Ao654.7.4有效补强范围664.7.5补强区内补强金属面积A674.8塔体挠度计算674.8.1塔顶挠度的计算674.8.2塔顶挠度的控制值69第五章常减压常压汽提塔
10、计腐蚀状况分析715.1腐蚀的危害性715.1.1 巨大的经济损失715.1.2 资源和能源的严重浪费715.1.3 引发灾难性事故715.1.4 污染人类生存的环境715.3原料情况725.4常压汽提塔的腐蚀类型725.4.1 高温硫腐蚀735.4.2 高温环烷酸腐蚀735.4.3低温腐蚀745.5腐蚀事例755.6防护措施及材料选用755.6.1高温硫腐蚀755.6.2高温环烷酸腐蚀765.6.3腐蚀765.7防护监测76总结78致谢79参考文献80第一章 绪论1.1 设计任务、设计思想、设计特点1.1.1设计任务蒸馏装置常压汽提塔机械设计和材料腐蚀的探讨（500Mt/a）主要参数如下：
11、操作压力：0.07MPa 塔内直径：1800/1400设计压力：0.24MPa 塔内塔盘数：24最高操作温度：370 保温层厚度：硅酸铝镁120塔总高：31675 容器类别：一类塔基础高：4500 塔内介质平均密度：840Kg/m3地震烈度：6度 其他参数：参照茂石化四蒸馏基本风压值：600Pa 建造场地类别：类 1.1.2设计思想1 根据GB钢制压力容器与JB钢制塔式容器等国家标准为基础进行设计。2 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，可方便地进行流量和传热量的调节。3 满足经济上的要求，设计省热能和电能的消耗，减少设备与基
12、础的费用，选择合适的回流比，节省冷却水，设计时要全面考虑，力求总费用尽可能低一些。4保证生产安全，保证塔设备具有一定的刚度和强度。设计中设计压力确定壁厚,再校核其他载荷作用下容器的应力,使容器有足够的腐蚀裕度。5 采用某些高新技术（如：一脱三注）或应用某些工艺系统来降低原料的含硫量，减缓腐蚀，延长设备的使用寿命。1.1.3设计特点1 塔设备是石油、化工、轻工、食品等工业部门中重要的设备之一，塔设备通过其内部的结构使气（汽）液两相或液液之间充分接触，进行质量传递和热量传递。通过塔设备完全的单元操作有：精流、吸收、解吸、萃取、冷却等。2 塔的结构形式各异，但根据塔内件，一般可将塔分成板式塔和填料塔
13、两大类，两者的基本结构可以概括为：塔体、内件、支座、附件等。3 塔设备安置在室外，在风力作用下产生振动破坏，而必须做好防振工作，除外，塔设备还要承受介质正压力，重力载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷等，这些都会给塔体造成破坏，因此塔设备必须有足够的刚度和强度。 4 对于化工容器考虑腐蚀、设备疲劳、蠕变、振动以及技术的更新换代，本塔设计寿命为2030年。由于本塔介质易燃易爆，故要求密封性能好。1.2 本设备所在装置的简单工艺流程和装置中的作用1.2.1工艺流程原油在蒸馏前必须严格的脱盐、脱水，脱盐后原油换热到230240进入初馏塔（又称预气化塔），塔顶出轻汽油馏分或重整原料。塔底为拔头原理经常压炉
14、加热至360370进入常压分馏塔，塔顶出汽油。侧线自上而下分别出煤油、柴油以及其它油料常压部分大体可以得到相当于原油实沸点馏出温度约为360的产品。它是装置的主塔，主要产品从这里得到，因此其介质量和收率在生产控制上都应给予足够的重视。除了用增减流量及各侧线馏出量以控制塔的各处温度外，通常各侧线外设有汽提塔，用吹入水蒸气或采用“热重沸”（加热油品使之汽化）的方法调节产品质量。常压部分拔出率高低不仅关系到该塔产品的质量与收率而且也将影响减压部分的负荷以及整个装置生产效率的提高。出塔顶冷回流外，常压塔通常还设置23各中段循环回流。塔底用水蒸气汽提，塔底重油（或称常压渣油）用泵抽出送减压部分。1.2.2设备在装置中的作用在石油，化工生产过程中，常常需要将混和物分离成为较纯的物质，这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，他们大多是在塔设备内进行，本常压分馏塔的作用就是将原油分割成汽油、煤油及柴油等组分，它的工艺性能对于整个装置的产品产量、质量和生产能
