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1、学号：08024030219 XXXXXX大学毕业设计说明书500万吨/年 常压塔设计和材料腐蚀的探讨The Design For Atmospheric Distillation Tower of t/y and Study of Material Corrosion学院 机电工程学院 专业 过程装备与控制工程 班级 过控08-2学生 XXX 指导教师（职称） XXXXXXXXXX 完成时间 2012 年 3 月 5 日至 2012 年 6 月 8 日73摘要摘 要在炼油工业中塔器设备占主导地位，其性能、技术水平和寿命都直接影响到产品的产量、质量、经济效益等方面。近年来使用的原油中硫化物含量
2、的升高，对塔器设备的腐蚀也变得严重。本设计主要阐述了常压塔的结构设计，包括主要部件材料、结构的选择与论证，强度、稳定性的校核。在专题论文中，对蒸馏装置中常减压塔的腐蚀原因及腐蚀部位进行了分析，其腐蚀类型主要有低温轻油腐蚀、高温硫腐蚀和环烷酸腐蚀，论文讨论了这三种腐蚀的机理，并从加工工艺、材料选择方面提出了相应的防腐措施。关键词：常压塔 结构设计 腐蚀 AbstractIn the oil refining industry, tower equipment take precedence predominate, the performance of the pros, technologic
3、al level and longevity will directly affect the output of products, quality, economic efficiency etc. In recent years, the concentration of the sulfide in oil along with the changes of oil goes up, the corrosion of tower equipments became more seriously. This design mainly elaborated the atmospheric
4、 distillation tower structure design, the content included: major components material, structure choice and proof; strength, stability examination. The reason and parts of corrosion in atmospheric and vacuum tower of distillation unit has analyzed in the monograph. The primarily type of these corros
5、ion contain low temperature light oil corrosion, the high temperature sulphur corrosion and the naphthene acid corrosion, This thesis discussed the occurrence mechanism of these three kinds of corrosions respectively, and bring up the antisepsis measure from the process craft, the material choose.Ke
6、ywords：Atmospheric distillation tower The structure design corrosion 目录目 录摘 要IAbstractII目 录III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在装置中的作用21.2.1 工艺流程21.2.2 工艺流程图21.2.3 设备在装置中的作用41.3 主要设计参数的确定和说明41.3.1 设计压力41.3.2 设计温度41.3.3 焊缝系数41.3.4 厚度附加量51.3.5 许用应力5第二章 常压塔主
7、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72.4 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102.5.4 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11第三章 常压塔主要元件结构型式的选择及论证123.1 塔设备的性能要求123.2 塔设备的分类123.3 塔的选型123.3.1 板式塔简介133.3.2 塔盘的选型133.4 塔盘、封头、裙座、法兰、进出口结构型式的选择16
8、3.4.1 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223.4.4 法兰的结构型式选择与论证243.4.5 容器的接口管与凸缘273.4.6 进出口结构型式设计283.4.7 视镜与液面计293.4.8 开孔补强结构303.5 平台和梯子结构型式的确定313.5.1 平台结构型式的确定313.5.2 梯子结构型式的确定333.5.3 本次设计的平台和梯子的设置343.6 塔顶、塔底与进料空间高度的确定343.6.1 塔顶空间高度的确定343.6.2 塔底空间高度的确定343.6.3 进料空间高度的确定343.7 塔盘间距的确定35第四
9、章 常压塔的强度计算和稳定性校核364.1 筒体、封头的壁厚计算364.1.1 筒体的壁厚计算364.1.2 封头的壁厚计算384.1.3 裙座壁厚394.2 最小厚度计算394.3 塔体轴向稳定与强度校核计算404.3.1 载荷分析404.3.2 工况及危险截面分析414.3.3 质量载荷计算424.3.4 塔的自振周期的计算454.3.5 地震弯距和地震载荷的计算464.3.6 风载荷和风弯距的计算484.3.7 最大弯距的计算504.3.8 圆筒轴向应力校核514.3.9 裙座强度及稳定性校核524.3.10 水压试验时的应力校核544.4 地脚螺栓的强度计算与基础环设计564.4.1
10、地脚螺栓的计算564.4.2 基础环的计算574.4.3 裙座与塔壳对连接焊缝的验算584.5 开孔补强计算584.5.1 开孔补强的设计准则584.5.2 开孔补强的设计条件584.5.3 开孔削弱的截面积584.5.4 有效补强范围594.5.5 补强区内补强金属面积604.6 塔体挠度计算604.6.1 塔顶挠度的计算614.6.2 塔顶挠度的控制值63第五章 常压塔的腐蚀与防护分析645.1 腐蚀的危害性645.1.1 造成经济损失645.1.2 资源的浪费645.1.3 引发灾难性事故645.1.4 污染环境645.2 装置概况645.3 原料状况655.4 常压塔的腐蚀类型655.
11、4.1 高温环烷酸腐蚀655.4.2 高温硫腐蚀665.4.3 低温腐蚀675.5 腐蚀事例675.5.1 高温腐蚀实例675.5.2 低温腐蚀实例685.6 防护措施及材料选用695.6.1 高温环烷酸腐蚀695.6.2 高温硫腐蚀705.6.3 低温腐蚀705.7 防护监测705.8 腐蚀展望71结论72致谢73参考文献74附件.75目录第一章 绪论第一章 绪论1.1 设计任务、设计思想、设计特点1.1.1 设计任务题目：15000t/d常压塔设计和材料腐蚀的探讨主要参数如下：设备处理量：15000t/d 塔内直径：6200/5200/4000操作介质：高含硫油品 塔内塔盘数：50操作压力
12、：0.1MPa 保温层厚度：120mm设计压力：0.24MPa 容器类别：一类最高操作温度：370 焊缝系数：0.85塔总高：54853 腐蚀余量：自定塔基础高：4700 塔内介质平均密度：830Kg/m3地震烈度：7 其他参数：参照茂名石化四蒸馏装置基本风压值：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，减少设备与基础的费用，选择合适的
13、回流比，节省冷却水，设计时要全面考虑，力求总费用尽可能的偏低一些。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，以提高装置的生产率。1.1.3 设计特点塔设备的设计特点主要有：气液两相充分接触，相际间传热面积大。生产能力大，即气液处理量大。操作稳定，操作弹性大。阻力小，如流体通过塔设备时阻力小，及流体的压降小，则可降低能耗，从而减少设备的操作费用。结构简单，制造、安装、维修方便，设备的投资及操作费用低。耐腐蚀，不易堵塞。本次设计主要是对过程装备与控制工程专业，特别是化工容器及设备设计知识
