设备选型与典型设备设计储罐设计计算说明

1、兰州理工大学鸿成团队“东华科技陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛团队名称：兰州理工大学鸿成团队指导老师：王东亮、朱照琪团队成员：史嘉桢、史娟利、张俊彦、朱文祥、罗正刚完成时间：2017年7月目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc488316370 第一章 概述 PAGEREF _Toc488316370 h 3 HYPERLINK l _Toc488316371 1.1选型依据 PAGEREF _Toc488316371 h 3 HYPERLINK l _Toc488316372 1.2概述 PAGEREF _Toc488316372 h 3 HYPERLI

2、NK l _Toc488316373 1.3选型原则 PAGEREF _Toc488316373 h 3 HYPERLINK l _Toc488316374 第二章 储罐的设计与选型 PAGEREF _Toc488316374 h 4 HYPERLINK l _Toc488316375 2.1吸收剂储罐（V0403）的选型 PAGEREF _Toc488316375 h 4 HYPERLINK l _Toc488316376 2.1.1磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的基本性质 PAGEREF _Toc488316376 h 4 HYPERLINK l _Toc488316377 2.1.2工艺要求 P

3、AGEREF _Toc488316377 h 4 HYPERLINK l _Toc488316378 2.1.3选型结果 PAGEREF _Toc488316378 h 4 HYPERLINK l _Toc488316379 2.2液体硫磺储罐（V0403）的选型 PAGEREF _Toc488316379 h 4 HYPERLINK l _Toc488316380 2.2.1硫磺基本性质 PAGEREF _Toc488316380 h 4 HYPERLINK l _Toc488316381 2.2.2工艺要求 PAGEREF _Toc488316381 h 5 HYPERLINK l _To

4、c488316382 2.2.3选型结果 PAGEREF _Toc488316382 h 5 HYPERLINK l _Toc488316383 2.3液体SO2储罐（V0403）的选型 PAGEREF _Toc488316383 h 5 HYPERLINK l _Toc488316384 2.3.1液体SO2基本性质 PAGEREF _Toc488316384 h 5 HYPERLINK l _Toc488316385 2.3.2工艺要求 PAGEREF _Toc488316385 h 5 HYPERLINK l _Toc488316386 2.3.3选型结果 PAGEREF _Toc488

5、316386 h 6第一章 概述1.1选型依据压力容器GB 150.1-2011钢制球形储罐型式与基本参数GB/T 17261-1998石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH 3046-1992石油化工储运系统罐区设计规范SH/T 3007-2007钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列HG 21502.2-1992化工设备设计全书-球罐和大型储罐20051.2概述储罐主要用于储存在化工生产中的原料、中间体或产品等，是化工生产中最为常见的设备。罐根据形状来分，有方形储罐、圆筒形储罐、球形储罐和特殊形储罐；按温度划分为低温储罐、常温储罐（90）和高温储罐（90-250）；按材料可划分为非金属储罐、金属

6、储罐和复合材料储罐；单罐容积大于1000m3的可称为大型储罐；1.3选型原则首先应根据储存介质的性质及腐蚀性进行储罐材料的选择，再根据存储介质的最高工作压力初步选择储罐类型。一般情况下，卧式圆柱形储罐和球罐可以承受较高的存储压力，而立式平底筒形储罐的承压能力较差，当存储介质的压力不大于0.1MPa时，可以选用立式平底筒形储罐，否则应选用卧式储罐或球罐。其次，储罐形式的选择主要决定于单罐的容积大小和加工条件。当储罐公称容积大于100立方米时选用球形罐，小于100立方米时选用卧式罐。卧式罐的壳体由筒体和封头组成。其次要求储罐能减少储存介质蒸发损失、防止空气污染；保证储液不受空气污染。和卧式罐相比，

7、球形罐具有表面积较小，壳板承载能力比圆筒形容器大一倍，占地面积小，且可向空间高度发展，有利于地表面积的利用等优点，但加工制造、安装比较复杂，焊接工作量大，安装费用高。第二章 储罐的设计与选型2.1吸收剂储罐（V0403）的选型2.1.1磷酸二氢钠、磷酸氢二钠的基本性质NaH2PO4，相对分子质量119.98。分无水物与二水物，二水物为无色至白色结晶或结晶性粉末，无水物为白色粉末或颗粒。易溶于水，几乎不溶于乙醇。100失去结晶水后继续加热，则生成酸性焦磷酸钠；磷酸氢二钠在空气中易风化，常温时放置于空气中失去约5个结晶水而形成七水物，加热至100时失去全部结晶水而成无水物，250时分解变成焦磷酸钠

8、。在空气中易风化，极易失去五分子结晶水而形成七水物(Na2HPO47H2O)。2.1.2工艺要求表2.1-1 吸收剂储罐的选型参数温度/（）55压力/（MPa）0.1体积流量/（m3/h）73缓冲溶液属外购产品，通过对其市场的分析以及本厂的需求量，确定储存时间为2天，2天的体积V=qt=73242=3504 m3。2.1.3选型结果由于储存量较大，主要考虑选用立式圆筒形大型储罐，主要类型为固定顶储罐和内浮顶储罐，由于磷酸二氢钠和磷酸氢二钠的没有挥发性，故选用固定顶。按总体积要求，选择充装系数0.9，则所需体积为35040.9=3893m3。由于储存条件符合HG 21502.2-92钢制立式圆筒

9、形固定顶储罐系列，选择1个公称容积为 400m3，储罐内径为7500 mm，质量为19200kg kg的储罐，其标准代号为HG 21502.2-92-119120，储罐材料选择Q345R。2.2液体硫磺储罐（V0403）的选型2.2.1硫磺基本性质纯硫磺在常温下为淡黄色固体，比重2.07，熔点112.8，沸点为444.6，在不同的温度下，将形成不同的同素异形体和三态。固态的斜方硫加温至95.5形成固态单斜硫，加温至119.25，形成液态黄色硫,加温至160，形成褐色液态硫，加温至444.6，形成气态硫，加温至1000，形成气态硫蒸气。熔融的硫磺,其粘度变化较为复杂。当温度为115时，粘度为0.

10、0125Pa.s，160度时为0.0066Pa.s；165时其粘度增加1000倍以上；198.8时，其粘度高达90Pa.s，增加10000倍以上。因此硫磺在施工过程中温度应介于115160之间，易于操作施工。2.2.2工艺要求表2.2-1液体硫磺储罐的选型参数温度/（）133压力/（MPa）0.127体积流量/（m3/h）4.91液体硫磺经管道运输至固体硫磺成型装置，考虑到液体硫磺因储存时间过长而结晶，确定储存时间为1天，1天的体积V=qt=4.91241=118m3。2.2.3选型结果由于储存量较大，液态硫磺易燃，温度低于115时，液体硫磺在储罐中结晶，故选用钢制立式圆筒形内浮顶储罐。按总体

11、积要求，选择充装系数0.9，则所需体积为1180.9=131m3。由于储存条件符合HG 21502.2-92钢制立式圆筒形固定顶储罐系列，选择1个公称容积为200m3，储罐内径为6550 mm，质量为9760kg的储罐，其标准代号为HG 21502.2-92-1107108，储罐材料选择Q345R。2.3液体SO2储罐（V0403）的选型2.3.1液体SO2基本性质液体SO2一般在45在0.40.6MPa下压缩储存。2.3.2工艺要求表2.3-1 液体SO2储罐的选型参数温度/（）45压力/（MPa）0.5体积流量/（m3/h）8.5液体SO2来自二氧化硫富集工段，通过对其市场的分析以及本厂的需求量，确定储存时间为3天，3天的体积V=qt=8.5243=612m3。2.3.3选型结果由于储存量较大，主