100万吨年常压炼油生产工艺设计

/69合计321178+L汽油111000.70371.61180919.68.27煤油210400.79941.61180882.815.14轻柴油218000.82651.6625663614.23•'1!重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸气61321.61180281917.28内回L0.78941.61180878.6732732L中回流17.24+11.49合计321178+L入方合计:326.96x106+418.6L出方合计：308.11+732L由热平衡得】326.96x106+418.6L=30&11+732LL=60147kg/h或60147/146=412千摩/时煤油抽出板上方汽相总量为：(117+139+412+257)=925煤油蒸汽(即内回流)分压为：1.61x412/925=0.717大气压由煤油常压恩氏蒸懈数据换算0.717大气压下的平衡汽化0%点温度。恩氏蒸係温度°C50%恩氏蒸係温差°C0%10%30%412815547.7恩氏蒸係温差°C平衡汽化温差°C常压平衡汽化温度。C可以用《石油炼制工程》图II-1-24先换算出常压下平衡汽化数据0%10%30%412815547.70.717大气压下50%点的平衡汽化温度为189°C所以0.661大气压下重柴油的泡点温度为(189—5—4一9.9)=170.9°C与原假设180°C很接近可认为假设温度正确。塔顶温度校核塔顶冷回流的温度为60°C其焙值h为163.3kJ/kg塔顶温度为107°C汽油的焙值为ir606.8kJ/kg故塔顶冷回流流量为：L=Q/(h-ir)L=26.19xl06/(606.8-163.3)=59069kg/时塔顶油汽量为(11100+59069)/95=738.6塔顶油汽分压为：1.57x375.7/(375.7+738.6)=1.04大气压由恩氏蒸饰数据换算得汽油常压露点温度为100.2°C.己知焦点温度和压力一次为328.5°C和59.1大气压据此可在平衡汽化坐标纸上做出平衡汽化100%点的P-t线如附录图lo由该图可读得油汽分压在1.04大气压的露点温度为102.2°C。这低于塔顶温度108°Co0.43大气压的饱和水蒸汽温度为77°C这低于塔顶温度108°C故水蒸气处于过热状态不会冷凝。5.7全塔汽液相负荷分布选择塔内儿个有代表性的部位求出各段汽液相负荷就可以做出全塔汽液相负荷分布图。这里主要计算1、8、9、10、13、17、18、19、22、26、27、30第30层塔板以下热平衡见表5-11表5・11第30层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C进料3157001097.96306.62入气提蒸气46242.98420331615.34方内回320327+L0.9101.715324882.8882.8L合计

汽油111000.70371.715328.51108.818.31煤油210400.79941.715328.5109222.98：T；轻柴油218000.82651.715328.5861.91&79重柴油304000.84841.715328.580724.55重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸气4627316014.6内回L0.84610791079L合计320327+L入方合计：321.96x10&十882.8L出方合计：298.63xl0e+1079L故由热平衡得:321.96x106+882.8L=298.63x106+1079LL=118909kg/h=41Okinol/li液相负荷L=118909/910=130.6m3/h气相负荷V=NRT/p=(117+139+100+105+410)x&31x(346.5+273)/(0.1715x1000)=26114m3/h第1层以下塔段的热平衡见表5-125-12第1层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C进料3157001097.96306.62入气提蒸气61322.98420331620.33内回L0.71231.57116292.9292.9L方合计321832+L出汽油111000.70371.57116627.56.97煤油210400.79941.61180443.59.33轻柴油218000.82651.70256652.714.23方重柴油304000.84841.72315824.225.06

重油2313600.94161.75346.5861.9199.4水蒸气46271.57116270212.5内回L0.71231.57116627627L中回流11.49+17.24合计321832+L入方合计：326.95x1(/十292.9L出方合计：296.22x106+627L故由热平衡得:326.95x106+292.9L=296.22x106+627LL=91979kg/h=968.lkinol/h液相负荷L=91979/712.3+130.6=260m5/li气相负荷V=NRT/p=(375.6十117十968.1)xg.31x(116+273)/0.157x1000=30075m3/h第8层以下塔段的热平衡见表5-135-13第8层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C进料3157001097.96306.62入气提蒸气67630.78102.98420331622.43内回L1.605162439439L方合计322463+L汽油111000.70371.605174.5736.48.17出煤油210400.79941.61180447.79.76轻柴油218000.82651.66256652.714.23重柴油304000.84841.70315824.225.06方重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸气46272773内回L0.78101.72686686L

一回流11.49二回流17.24合计322463+L入方合计：329.07x106+439L出方合计:304.1x106+686L故由热平衡得：329.07x106+439L=304.1xl06+686LL=101012kg/h=664.5kinol/h液相负荷L=101012/781+130.6=260m3/h气相负荷V=NRT/p=(375.6十117十664.5)x8.31x(162+273)/(0.172x1000)=24320m3/h第10层以下塔段的热平衡见表5-145・14第10层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C进料3157001097.96306.62入气提蒸气61320.79942.98420331620.33内回L1.615180452452L方合计321832+L出汽油111000.70371.615188.5769.868.55煤油210400.79941.615188.5736.3815.49轻柴油218000.82651.66256652.714.23方重柴油304000.84841.70315824.225.06

重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸气46271.615346.5280117.1内回L0.79941.615188.5740.5740.5L中回流11.49+17.24合计321832+L入方合计：326.95X10*5十452L出方合计:308.22x10°+740.5L故由热平衡得I326.95X106+452L=308.22x106+740.5LL=63676kg/h=419kinol/h液相负荷L=63676/799.4+130.6=210m3/h气相负荷V=NRT/p=(340.6十117十139十419)x&31x(188.5+273)/(0.1615x1000)=24091m3/h第13层以下塔段的热平衡见表5-15,塔热平衡图见图55・15第13层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C进料3157001097.96306.62入气提蒸气61322.98420331620.33内回L0.80871.63205.3510.4510.4L方合计321832+L汽油111000.70371.63212824.29.15出煤油210400.79941.63212799.116.81轻柴油218000.82651.66256652.714.23重柴油304000.84841.70315824.225.06方重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸气46271.63212287017.5

内回L0.80871.63212782.4782.4L二回流17.24合计321832+L入方合计:326.95x1(/十510.4L出方合计:299.39X10*5十782.4L故由热平衡得：326.95x106+510.4L=299.39x106+782.4LL=126422kg/h=832kinol/h液荷L=126422/802.5+130.6=288.2m3/li气相负荷V=NRT/p=(340.6十117+139+832)x&31x(212+273)/(0.163x1000)=35324m3/h第17层以下塔段的热平衡见表5-165・16第17层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/hio6压力温度气相液相大气压°C入方进料3157000.81251097.96306.62气提蒸气61322.98420331620.33内回L1.655239590590L合计321832+L方出汽油111000.70371.655248.5907.9210.08煤油210400.79941.655248.5882.818.57轻柴油218000.82651.66256652.714.23

重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4水蒸气46271.655248.5297618.2内回L0.81251.655248.5870870L二回流17.24合计321832+L入方合计：326.95x10°十590L出方合计:302.78x106+870L故由热平衡得：326.95X10°+590L=302.78xl06+870LL=151062.5kg/li=693kinol/hL=151062.5/812.5+130.6=316.5m3/h气相负荷V=NRT/p=(340.6+117+139+693)x&31x(248.5+273)/(0.1655x1000)=33836m3/h第19层以下塔段的热平衡见表5-17,热平衡图见图65-17第19层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相犬气压°C进料3157001097.96306.62入气提蒸气54782.9842033161&17方内回L0.82651.665256661661L合计321178+L

汽油111000.70371.665264.45991.611.0煤油210400.79941.665264.45920.519.37轻柴油218000.82651.665264.45903.719.70•'I!重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸气46271.655264.45301016.48内回L0.82651.655264.45912912L中回流17.24合计321178+L入方合计:324.79x106+661L第十狀出方合计：308.25x106+912L第十狀故由热平衡得：324.79x1(/+661L=30&25x1(/十912LL=65896kgli=302kinol/hL=65896/826+130.6=210.4m3/h气相负荷V=NRT/p=(340.6+117+139+302)x8.31x(264.45+273)/(0.1665x1000)=23130m3/h第22层以下塔段的热平衡见表5-185-18第22层以下塔段的热平衡物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C入方进料3157001097.96306.62气提蒸气54782.9842033161&17内回L0.80911.68275.7745745L合计321178+L汽油111000.70371.68289.81012.511.24煤油210400.79941.68289.8979.0620.60•'1!轻柴油218000.82651.68289.8924.6620.16重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸气46271.68289.8303016.59内回L0.80911.68289.81008L合计321178+L第二口入方合计：324.79x106+745L出方合计:293.05x106+1008L故由热平衡得：324.79x106+745L=293.05x106+1008LL=87438kg/h=302kinol/hL=87438/842十130.6=234m‘/h气相负荷V=NRT/p=(340.6十117+139+302)x8.31x(289.8+273)/(0.168x1000)=26757m3/h第26层以下塔段的热平衡见表26127-11一11303134■110.17MPa|-WM16e7kg/hC420T>^fe^E31360kg/h^31570Okg/hlt^^763kg/h5-19,图见图9物料流率kg/h密度g/cm3操作条件焰kJ/kg热量、KJ/11106压力温度气相液相大气压°C方入进料3157001097.96306.625-19第26层以下塔段的热平衡气提蒸气54782.9842033161&17内回L0.84621.72301.5774774L合计321178+L汽油111000.70371.695306.551050.211.66煤油210400.79941.695306.551037.621.83：T；轻柴油218000.82651.695306.551029.322.44重柴油304000.84841.70315824.225.06重油2313600.94161.72346.5861.9199.4方水蒸气46271.695306.55内回L0.84621.695306.5510881088L合计321178+L第二枷入方合计：324.79x106+774L出方合计:280.33x10<5+1088L由热平衡得：324.79x106+774L=280.33x106+1088L第二枷L=141592kg/h=488kiiiol/liL=141592/845+130.6=299m3/h气相负荷V=NRT/p=(340.6+117+139+100+488)x8.31x(306.5+273)/(0.169x1000)=32721m3/h由前面第27层、第18层和第9层热平衡可以依次得到汽液负荷第27层液相负荷：L=112684/846+130.6=263.8m3/h气相负荷V=NRT/p(315+273)/(0.17x1000)=(315+273)/(0.17x1000)=25201m3/h第18层液相负荷：L=71948/845十130.6=215.7m3/h气相负荷V=NRT/p=(304.3十117十139十215.7)x8.31x(256+273)/(0.166x1000)=20550m3/h第9层液相负荷：L=60147/789+130.6=206.8m3/h气相负荷V=NRT/p=(340.8十117十206.8)x8.31x(180+273)/(0.161x1000)=15540m3/h数据汇总见表5-20：表5-20数据汇总表层数温度。C压力大气压液相负荷m'/h气相负荷m'/h1（汽油）1161.57260300758174.51.605260243209（煤油）1801.61206.81554010188.51.61521024091132121.63288.23532417248.51.655316.53383618（轻柴油）2561.66215.72055019264.451.665210.42313022289.81.682342675726306.551.6952993272127(重油)3151.70263.82520130328.51.715130.6261145.7.1由以上各塔板气液负荷数可得到气液负荷图见图2

图2气液负荷图—图2气液负荷图—液相负荷T-气相负荷險姐负荷时％气相负荷.X1OOOrTi/h液相负荷L=316.5m3/h所以气相速率：V$=33836/3600=9.40m3/h液相速率：L5=316.5/3600=0.008m3/h气相密度为：pv=(11100十21040十6132+1501062.5)/33836=5.60kg/m3液相密度为:pt=151062.5/316.5=477.29kg/m35.7.3确定板间距板间距与塔高有直接关系为了降低塔高常希望板间距较小但对液泛与液沫夹带有重要的影响根据经济权衡得知板间距＞600mm左右为宜。另外在决定板间距时应考虑其值不应小于600nmio为此取塔板间距H=0.6mo5.7.4最大气体允许速度Wmax由g=9.81=06”pi=477・29Rg/〃fpv=5.60kg/m5Ls=0.088m5/h根据《塔的工艺计算》C=0.055阿；1+（2厶/匕）（血/兀）V根据《塔的工艺计算》C=0.055阿；1+（2厶/匕）（血/兀）0.055^9.81x0.6八…「=0.114,…0.88477.29l+（2x19.40V5.6代入上式叫这=cjs_p,）S=0.114『7鳥>6=]05m/s5.7.5适宜的气体操作速度Wa由表4-14得根据条件选定系统因数K,=0.97安全系数K=0.82由《塔设计计算》5-2得W(I=K-Ks•"mJ®=0.82x0.97x1.08=0.87/7?/s5.7.6气相空间載面积Fa由式5-3得Fa=Vs!Wa=9.4/0.83=11.26w25.7.7计算降液管内液体流速Vd由式5-4得％)=0.17.K・K,=0.17x0.82x0.97=0.135/7?/s由式5-5A得V/(2)=7.98XW3KK,旳(pL-pj=7.98x10-3x0.82x0.97^0.6x(477.29-5.6)=0.107/??/5按规定选较小值所以=0.107w/s5.7.8计算降液管面积Fd由式5-6得F；(1)=Ls/V({=0.088/0.107=0.822/沪由式5-7得巧⑵=°・11巧=0.11x11.26=1.24m2按规定选结果较大值则F；=1.24w25.7.9计算塔横截面积AT和塔径D由式5-8得F严Fq+F；=11.26+1.24=12.5"由式4-65得D由式4-65得D=J匕/0.785巴=0.785=J———=3.99inV0.785圆整后的塔径D=4.0/n塔截面积人=0.785,=0.785x4=12.56m2塔截面积为气相流通截面积A与降液管截面积之和。由《化工单元设备及设备课程设计》第182由《化工单元设备及设备课程设计》第182页实际空塔气速u=VJAt=9.4/12.5=0.75〃〃sA塔圆整后的降液管截面积=1Z2^x1.24=1.25/??212.5设计点的泛点率：U/Wmax=0.75/l.05=0.65.7.10溢流装置由于塔径较大采用塔盘选双流型因为流量较大故溢流堰为弓形不设进口堰降液管为弓形［⑹。5.7.12堰长lw由《化工单元设备及设备课程设计》中双溢流［16］/m.=（0.5〜0.7）D取lw=0.6D即心=0.6x4=2.4m由《化工单元设备及设备课程设计》中5-11得心=学E（»1000E由图5-19查得E=1.03how=2.84x103x1.03x|\3=0.063乂知常压塔板上清夜层高度仏在0.05〜0.1m之间取九=0.085加所以底隙h“.九=札-叱,=0.085—0.063=0.022〃？5.7.13降液管宽度Wd和面积Af由以上设计结果得弓形降液管所占面积Ad"】A/=A7-A=12.56-0.052=12.5m:根据以上选取的LjQ按《化工单元过程及设备课程设计》式5-10Wd=DJ】-（另］/2=4（1—V1-0.62）/2=0.4（加）5.8浮阀数及排列方式5.8.1浮阀数由《化工单元设备过程及设备课程设计》第168页选择比Z-41型阀片厚度为211U11塔板厚4mmH=12.5mmd=39min的重阀。Fo（阀门动能因子）综合考虑F。对塔板效率压力降和生产能力的影响根据经验可取F°=8〜13即阀门全开时比较适宜。由此可得适宜阀孔气速％为：u0=F0/Vp~v去Fo=12则u0=12/757=5.07ni/s浮阀数NM比型浮阀的孔径为39nun故浮阀个数N可据：N=Vs/O.785uod2=9.4O/（0.785x5.07x0.0392）=1553个

5.8.2浮阀排列方式对于塔板为双流型时利用《化工单元设备过程及设备课程设计》式5-16计算塔板的有效传质面积A。A“=2xy[r^-x2+r2sill-1——2X'ylr2-x：+r~sni-1—1其中对于塔径大于900mmm的W^.在50〜75mmm之间破沫区宽度在80〜lOOniin之间。所以取W。=0.06mW孑=0.1mi=D/2一W=2-0.06=1.94mx=D/2-W十Ws)=2-(0.4+0.1)=1.5111x=/2+W5=0.4/2+0.1=0.3mA</=2fl.5A/1.942K2fo.3Vl.942-OJ'+l^'sin'1—I1.94JI1.94J=6.9m2开孔所占面积Ao=O.785nd2=0.785x1553x0.0392=1.86m2选择错排方式其孔心距t可由下方法估算。A0/Au_0.785A0/Au_0.7856/2一尸sin60°=0.907/9°7x6-%86x0.039=0.073m按t=0.075进行布孔实排阀数11=1397个阀孔气速u0=9.4/(0.785x0.0392x1397)=5.54nVs动能因子F°=5.5x后=13变化不大开孔率=—=0.75/5.5=13.7%5.9塔板流体力验算5.9.1气相通过浮阀塔板的压力降根据《塔设备工艺计算》185页计算塔板的压力降即

hp=hc+ht+ha(1)干板阻力问=1.825临界孔速％=1.825由式3-21a计算得=1.825临界孔速％=1.825因uo<uo,故按式3-21计算干板阻力即丸=5.34哑Pt=5.34x5.6x5.52477.29x9.81=5.34x5.6x5.52477.29x9.81=0.193加液柱板上充气液层阻力问此塔为石油精懈塔取充气因数6=0.3依式3-22知h,=£Q-hL=0.3x0.08=0.024am液柱⑶此阻力很小可忽略不计。因此与气体流经一层浮阀塔板的压力降所相当的液柱高度为：hp=0.193+0.024=0.217/n液柱(单板压降为:0.217x477.29x9.81=1016Pa)5.9.2液沫夹带量校核液沫夹带量校核为控制夹带量e「过大，应使泛点Ff0.8〜0.82.浮阀塔板泛点率计算由《化工单元设备及设备课程设计》中式5-20及5-21得：式中由塔板气相密度及板间距H查图2-26得系数C,.为0.14根据表5-11可查得该物系K=0.85o所以片=0.132所以泛点低于0.8故不会产生过量的液沫夹带。5.9.3塔板负荷性能图(1)过量液沫夹带线关系式令F严0.8由《化工设备单元及设备课程设计》式5-36得:

qw力=6680.72—17.63qvl〃，由此做过量液沫夹带线1。液相下线关系式对于平直堰其堰上液头高度h加必须大于0.006。取hfHv=0.006m即可确定液相流量的下E艮线。hOM=2.84xl0-3E学'，取E=1.0带入求得q叫得值qv.=3.07x1lv=3.b7x2.4=7.368(m3/h)可见该线为垂直于qvl；i轴的直线该线记为2。严重漏夜线关系式呵因动能因子Fo<5时会发生漏夜故取Fo=5时计算相应的流量qw”由《化工单元过程及设备课程设计》式5-38qw^=36OOAouo式中ii0=F0/VpV所以qw；,=3600(0.785ndJuo)=14137.11x1397x0.0392/V5?6=11085.4(m3/h)上式为常数表达式为一条平行qw/,轴的直线为漏夜线也称为气相下限线该线记为3。液相上限关系式〔17】t=5s降液的最大流量为：qw山=3600A(/H/5=720AH=720x0.6x1.25=540(m3/li)可见该线为一平行qw；I轴的直线记为4。降液管泛线关系式当降液管内泡沫层升至上一层塔板时即发生了降液管液泛。根据降液管的液泛的条件得以下降液管液泛工况下的关系［切。由上式计算降液管泛线上点得表见表5-21表5-21降液管泛线上点vU(m'/h)102030vU(m'/h)102030405060qw/.(m3/h)138231364913532133841326413083由表中数据作出降液管的液泛线并记为线5。气液负荷性能图见下图——絳液管泛线Q1800-液秣夹带液栢沆虽弋限液栢上卩艮线Q18006塔的机械设计选择材料筒体与封头材料选用20R裙座材料选用Q235-B材料的有关性能参数如下:20R[o]1=123MPa[o]=133MPa,o,=245MpaQ235-B[oj=105MPa[o]=113MPa,j=235MpE=1.9xlO5Mpa表6-1机械设计条件主要工艺参数数据塔体内径Dt/nun4000①塔体上每隔主要工艺参数数据塔体内径Dt/nun4000①塔体上每隔9m左右开设一个人孔共4个人孔。相应在人孔处安装操作平台平台宽E=900mm单位质量150kg//n2包角360°塔高H/nmi3200②塔体外表面积层厚度.=100〃〃”保温材料密度计算压力Pc/MPa1.8P2=300kg/塔器设置地区基本风压值400N/W2:抗震防烈度为8度设计场地为II类粗糙度为B类。高度H、=5m的圆锥形裙座塔体与封头及裙座的附加量取C=2mm塔体焊接接头系数0=0.85（双面焊对接接头局部无损检测）塔体与裙座对接焊接。塔板上清液高度h,/mm0.83原油密度Pz/（kg/m3>860偏心距mm偏心质量kg20004000设计温度°C350设计压力Pa1.8保温层厚度100null按压力计算厚度6.1按设计压力计算塔体和封头厚度设计压力为工作压力的1.1倍即设计压力Pc=l.lP=1.8MPa圆筒计算厚度：=L89x400°=34.5呦2[刃。-代2x123x0.85-1.8加上厚度附加量C=3mm并圆整还应考虑多种载荷的作用以及制造、运输、安装等因素取：筒体的名义厚度S„=36nmi有效厚度S严S”-C=36-3=33讪封头计算s-pQnh2[b]'0-Pc厚度（采用椭圆型标准封头）：1.8x4000“<==34.5/777772x123x0.85-0.5x1.8封头的名义厚度Sw/=36111111有效厚度Seh=S/l/t-C=36-3=33nun一、塔设备质量计算：筒体的高度：H°=26x0.6十3+l=24.4mD0=4000+66=4066min（1）筒体质量：耳=0.785（D；-D：）HgP=80044kg⑵封头质量：DN4000,厚度33nun查表得"=2600kg叫=2〃=5200kg（3）裙座质量:叫=0.785（尤—益）hgP钢=17907kg所以m0l=“+2m2+叫=102786+5200+17909=125893kg二、塔内物件质量：由《化工单元过程及设备课程设计》表9-3查塔盘单位质量为75kg/w2加°?=加塔盘=0.785D；Np75=0.785x4?x34x75=32028kg（1）人孔、法兰、接管及附属物质量叭=0.25w01=0.25x125893=31473kg（2）保温层质量叫为封头保温层质量。叫3=0.785-P+（叫-v2）f=8446.5kg叫为加保温层后封头的容积，查《化工设备机械基础》表16-3得儿=8.4"叫为加保温层后封头的容积，查《化工设备机械基础》表16-3得冬=8.0"4“=4.072+0.2+4.272加dis=4.072代入上式得叫3=11637kg(3)平台、扶梯质量叫=O.785[(Po++2B)2_(D°+26)2]x丄nqp+qPHF=0.785x[(4.072+2x0.1+2x0.9)2-(4.072+2x0.1)2]xlx4x150+4x36=7025.76kg操作塔内物料质量叫s=0・785D%/N“P/+O・785D：/?oP/+v2Pz=54299kg充水质量mit=彳D^Lp^lvf=0.75x42x29xl03+2x8x1000=380240kg全塔操作质量加0=加01+叫2+加03+加04+加05+ina=125893+32028+31473+11637+7025+54299=262355kg⑺全塔最小操作质量=加01++02%+加04+加3+ma=125893+0.2X32028+11637+31473+7025=182433.6^(8)全塔最大操作质量Wmax=〃7(n+加o:+加03+加3+叫+加“=125893+320328+11637+31473+7025+380240=58829@g将塔沿高度方向分为8段每段质量列入下表6-2表6-2各塔段质量/kg项目塔段:号合计12345678%35811692615323153231532315323153235665102786%00375600450600450753202801202191.72191.72191.72191.72191.7558.311637401601596.42001596.42001596.41436.47025.7叫5068802079.25734555097345550991854299ma859.34231.43046.43046.43046.43046.43046.41416.231473他.0800700467004670046700467004622009380240叫4480.328317.424611.82870628116287062870610688.9262355448029117946579875298162987529816232078588296加min4480.321437.422224208812224720881222479091182433塔段长度/m1455555232

人孔平台001010114塔板数00586861342自振周期计算:塔体内直径Di=4000讪有效厚度①=36/沏塔高H=32m.操作质量叫=262355kg自振周期［叫=90.33H=90.33x32000x262355x32000V1.9x105=90.33H=90.33x32000x262355x32000V1.9x105x36x40003xlO"3=1.0356.3地廉载荷及弯矩计算见表地震载荷及弯矩计算见表6-3表6-3地廉载荷及弯矩计算项目塔段号123456784480.328317.424611.82870628116287062870610688.9145555521811.211.211.211.211.284480.322653927565232150731489932150732150785511时164125125125125125644480.3181231430764753588250351450035882503588250684090由上表数据得：6A=工〃=1.87xlO叹g・〃7‘/=!6E=工“力；=1.99xlO?kg・〃7‘/=!=0.0944_1.87xl06=0.094B_1.99xl07综合振型参与系数：A〃防矿一=lx0・094=0.094nAB本场地设抗地震8级的第二类场地由《化工单元过程及设备课程设计》表6-34及表6・35可查得：=0.45特征周期7；=0.4<T\0,9$04\°9a=x0.45=—x0.45=0.19{Tj11.03丿水平地震力：C为综合影响系数对于圆筒取0.5Fkl=cajhJTgg=0.5x0.19x0.094x9.81x588296=51537N垂直影响系数：^,m=0.656Zmax=0.65x0.45=0.29当量质量：meq=0.75加°=0.75x588296=441222kg底界面处垂直地震力：=avmrnei/g=0.29x441222X9.81=1255232/V取综合影响系数：确定危险截面0-0为裙座基底面1-1为裙座人孔截面2-2为裙座与塔体焊缝截面。计算危险截面地震弯矩：0-0截面：A/?-0=—Cza/n0£//=—x0.5x0.156x262322x9.81x32000=2.9xlO97V7n7M上35/maxUo35=1.25A/^°=1.25x2.9xl09=3.63x109^777WM=1.25Af；-2=1.25X23xIO9=2.87x109AT•mm五、风载荷和偏心弯矩计算(1)风振系数计算：由《化工单元过程及设备课设设计》9-33塔段风振系数K/由心=1+空密计算。其中脉动增大系数由表9-28查找冬一第1计算段脉动影响系数由表9-29查找①二一第1计算段的整型系数由表9-30查找第1段据地面高度m几一第1计算段据塔底的高度De—塔器第1计算段的有效直径nun将塔分为五段计算结果见表6-4,风力载荷图见下图4表6-4各塔段的风振系数塔段项目12345高度h/nun100050001400023000320002.25（§厂）0.720.720.790.830.860.020.040.250.591.01.01.01.131.271.47心1.031.061.391.872.35

⑵有效直径少，•设笼式扶梯与塔顶管线成90。角取平台构件的投影面积则0,取下试计算结果较大者：Dei=DOi+2氏+K3+K4Dei=Doi+2兀+K4+do+25“式中塔和管线的保温层厚度％=九=100讪塔顶管线外径d°=450K.=400讪心=三一假设与圆筒90度且每个平台的投影面积O.lmnf,则K4=800,为简便计算且偏安全计算Df，-=3200+72+200+400+800=4672nun各塔段计算结果如下：水平风力计算：由《化工单元过程及设备课程设计》式9-32得；表6-5风力计算P’=心心砧“存EN,结果如下表见表6-5：

表6-5风力计算2-2截面：M訐=44+竹仏+厶］+…+4(A+厶+<5/2)=1.38X109Nnnn2\2丿偏心弯矩计算：Me=mcge=4000x9.81x2000=7.848x107Nnun6・5各种载荷引起的走向应力(1)计算压力引起的轴向拉应力6pD1.8x400045~4x36num"⑵操作质量引起的轴向压应力6:0-0截面0-00-0加。g588296x9.81=_nj6MPa心为人孔处的0-00-0加。g588296x9.81=_nj6MPa心为人孔处的4诂3.14x4000x36心=_(588296—3581—16925)x9.81=_】3.14x4000x36截面积1-1截面-4480)g(5882S2-2截面最大弯矩引的轴向应力6最大弯矩取下试计算结果中较大者见表6-5時1M；；=M「+O.25MJ2项目AC；M壮M訂较大者2.25x1092.17xl091.74xl09表6-5最大弯矩表6-5最大弯矩(3)6计算如下:=土0-0maxxh0-0max2.25xl090.785x40002x36=±19.9MPciAO^2^Z艸13x10s=±18・2MPaZ咖为裙座人孔处的抗弯截面系数由式9-53b确定。max=±15AMPa1.74xl09max=±15AMPa0.785x40002x366.5筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核6.5筒体和裙座危险截面的强度和稳定性校核nr(1)筒体强度与稳定性校核呵筒体危险截面2-2处最大组合轴向应力b盂合=5+O-；'2+=50-1.26+15.6=64.34MP轴向许用应力：K[a]0=1.2x123x0.85=125.5MPa因为K0]'0所以满足强度条件筒体危险截面2-2处最大组合轴向应力b譌合=+bJ2=-1.26-15.6=-l6.S6MPa按照GB150《钢制压力容器》中规定：a_0-09^_R；=°X36—B=2/3EA=2xlO5x0.00162=324Mpa许用轴向压应力其中KB=1.2x324=388MP。K[a]=1.2x123=147.6MR/贝|J[込=147.6MP°因为益合＜匕],故满足稳定性条件

(2)裙座稳定性校核[17]：裙座危险截面0-0及1-1处最大组合轴向应力噹细介=眄。+=-12.76-19.9=—32.66MPb爲|合=b异+bj=-9.3一1&2=-27.5MPa因为b]”=inin{K5K[b]'}K[a]=1.2x123=147.6MPa因为<1v0L故满足稳定条件。6-6筒体和去做水压试验校核(1)筒体水压试验校核"】；由试验压力引起的环向应力校核试验压力的-1.25卩1勺-l.25xl.8x133-243MPa7[a]123“旧+册+兀）"7.咖內2兀0・9丁0=0.9x245x0.85=187AMPa因为b<0.960故满足要求。由试验压力引起的轴向应力巧PTDi_2.43x40004x36⑵水压试验时重力引起的轴向应力q94653x9.813.14x4000x36=94653x9.813.14x4000x36=-2AMPa0.3M0.3M訐0.785D込由弯矩引起的轴向应力q=±0.9MPa0.3xl.38xl0=±0.9MPa0.785x4000zx36

⑶最大组合轴向拉应力校核b譌1合=5+O-；'2+才2=67.5-2.1+0.9=66.3MPd许用应力[a]=0.9Kb”=0.9x245x0.85=187.5MP。因为益胎故满足要求。最大组合轴向压应力校核呵b譌合=a；~2+b汀=-1.26-12.4=-l3.66MPa轴向许用应力[a]cr=n^{KB.K[a]}其中KB=1.2x324=388MPaK[a]=1.2x123=147.6MPa因为b盂组合v0].,.故满足稳定性条件。裙座水压试验压力校核水压试验时重力引起的轴向应力沖一炷一588296x9.81一呦収-①&3.14x4000x36588296-4480~~1130400=-5.07MPCI588296-4480~~1130400=-5.07MPCI由弯矩引起的轴向应力0・3MT0.785D；戈0・3MT0.785D；戈1.83x10，0.785x40002x36=±4・08MPa占=±£2竺Zsm=±13・0MFZ^—为裙座底部截面的抗弯截面系数Z.v/M=4.2x107n”最大组合轴向压应力b爲诒=者+屮=—12.7—4.8=-17.5MPab爲恰二bj+bj=-5.7-13.0=1&WPci轴向许用应力込=1讪{K50.9Kbs}其中KB=1.2x324=388MPg0.9K©]'=1.2x235x0.9=258.3MPd因为”鳥“<[",•且元爲拾<&L故满足要求6.7基础环设计基础环尺寸切取D°b=Dis+(160-400)=4000+300=4300mmD,h=Dis-(160~400)=4000-200=3800iwn基础环应力校核呵A=兀(Dg_Dib)=32x10吶加〃7①45“=MAX<咱十叫g0・3M/十％乳A4'乙A,其中=0.81MPa,叫g_2.25x109(262355=0.81MPaZhAh3.1X1093.2X106=0.361Mpa0.3M防〃口朋0.3xl.83xl09=0.361Mpa1=1ZhAb3.1xl093.2X10&因此取5,.m『2MPa选用75号混凝土许用应力R"=3.5MPa因为6“<R“故满足要求6・8基础环厚度基本宽度bb=0.5(D°b-DOs)=0.5x(4300-3800)=225mmL=tiDo/32—26=320.5mm两板间基础环部分的长度比b/L=0.7查《化工单元过程及设备课程设计》表9-31得：=-0.2=0.2120x2x2252=—21465Mv=0.06100,冲J?=00610x2x320.52=12532故M严MJ=21465基础环许用应力［er］；,=113MPa故基础环厚度所以取①=34讪6.9地脚螺栓设计地脚均布螺柱所受最大拉应力计算均布螺柱所受最大拉应力取以以下计算结果中较大者〔"I：=0.65MPa%gg_L83xl(r182433=0.65MPa一-3.1xl09_3.2xl06心*_峻=0・5皿x叽严廿_262355x9.81=叭ZbAh3.1X1093.2X106故取=0.66MPa均布螺栓直径:因为巧＞0所以此塔需要安装均布地脚螺柱个数n=28螺柱许用应力［a］hl=140MPa螺柱直径=26.2mmD=d+C=36十3=39mm

查《化工单元过程及设备课程设计》表9・32取均布螺柱为M30故选用28个M30地脚螺柱符合设计条件。塔设备设计计算汇总见下表6-6表6-6塔设备机械设计结果汇总塔的名义厚度筒体兀=36mm封头九=36nmi裙座九=36〃〃"塔的塔的质量加o=262355kg加=588296wmin=182433kg载荷及弯风弯矩M驚=1.83xIO?=1.74x109M訐=1.38xIO：矩地震弯矩M汀=3.63x109M；「=3.5x109=2.87x109压力引起的轴向压力巧=50MPa各种重量载荷引起的压力=—]277MPd=—5・07MPd=-2.IMPa载荷引起最人弯矩引起轴压屮=±13.0MPaerf-0=±4.0SMPa的轴应力最人组合轴向拉应力元爲合=6434MP代爲合=L8.7MPa最大组合轴向应力b爲合=-17.5MP。基本基本坏尺寸Dob=4300nunDtb=3800mmSh=34nun环的设计基本坏的应力校对6.=2MPa<R=3.5MPcin.maxa地脚螺栓设计地脚螺栓直径M30地脚螺栓个数n=286-10常压塔装配常压塔装配详图见附录1MMWM4I51150-98m«4>J14710-9?Hit:."0tilt：l>PaK4>K20&3B-；9S8g420V“U^：0tMiMtaM••A■W・W•3?rae3-1990<U4m»»IltMK*nieNM3rn湖tH«XXlKXtMl3M1HJD4CKV1Hg•M4103rr7M20.11小・n•4<•205316^0c.u-94Htt>・<**Po••M◎I_•<•■liti（筑負X%t>..：tG・c:id・zx»f^CfZ：n3：>u43tsMM11dr；xMHnP-F2.C3f.3T^UaJ比.IQTFC%*：XJL・334q511«fry-3u■85心A3-■•xrJi-J♦杲a•ab|4*WA•»<•P^*4Aai-•・ax:g■g尸.52r»K■•・、丸:％g•■••>{«9Cf：rcAS・a-rx-::,<0-il■r»r*A*n舛》・■<y°严・q*:"SO：:・Aj.*：UL■-*•x：：ilb,•”么sA-a•X"10.，.4.WJQ4.比・皿:：-aS二■•時：10.•j•、”，QGa•w、'ft.：：AL・•5•-QfF10QWX・!<AT:A■in■■cv-2■:•*5f•nsr-”0.・.HIQ<u:7•工艺流程设计7.1工艺流程简述7.1.1原油电脱盐系统原油从油罐靠静位能压送到原油泵进口，在原油泵进口注入利于保证电脱盐效果的破乳剂和新鲜水，经泵后再注入热水，然后分三环路与热油品换热到110〜120°C,进入电脱盐罐进行脱盐脱水。原油在电脱盐罐内经20000V高压交流电所产生的电场力作用，微小的水滴聚集成大水滴，依靠密度差沉降下來，从而与原油分离。因原油中的盐分绝大部分溶于水中，故脱水其中也包括脱盐。原油从电脱盐罐出來后注入NaOH,目的是把原油残留的容易水解的MgCl2>CaCh转化为不易水解的NaCl,同时中和原油中的环烷酸、H2S等，降低设备腐蚀速率，延长开工周期。然后经接力泵后分三路，其中二路继续与热油品换热到220〜230°C后进初懈塔。7.1.2初憎系统被加热至220〜230°C的原油进入初懈塔第6层（汽化段）后，分为汽液两相，汽相进入精馆段（第6层上至塔顶），液相进入提馆段（第6层下至塔底）。初顶油气从塔顶出來，冷凝冷却到30〜40°C进入容v201o冷凝油经泵（P204）后部分打回初馆塔顶第26层作冷回流，另一部分作重整料或汽油出装置；未冷凝的气体