畢業設計〔論文〕用紙年處理100萬噸原油常壓精餾塔設計第1章 緒論塔設備是格外重要的設備之一，塔設備的性能，對于整個化工和煉油裝置的產品質量及其生產力氣和消耗額等均有較大影響。據相光關資料報道，塔設備的投資和金屬用量，在整個工藝裝置中均占較大比例，因此塔設備的設計和爭論，始終受到很大的重視。塔設備廣泛應用于蒸餾、吸取、介吸、萃取、氣體的洗滌、增濕及冷卻等單元操作中，它的操作性能好壞，對整個裝置的生產，產品產量，質量，本錢以及環境保護，“三廢”處理等都有較大的影響。近些年來，國內外對它的爭論也比較多，但主要是集中在常壓塔的構造和性能方面，例如：如何提高塔的穩定性、如何利用理論曲線解決常壓塔在性能方面存在的問題等。在原油的一次加工過程中，常壓蒸餾裝置是每個正規煉廠都必需具備的，而其核心設備——常壓塔的性能狀況將直接影響煉廠的經濟效益，由于在原油加工的第一步中，它可以將原油分割成相應的直餾汽油，煤油，輕柴油或重柴油餾分及各種潤滑油餾分等。是本次畢業設計選題的重要依據。1畢業設計〔論文〕用紙近年來，由于石油、化工企業不斷向大型化的生產進展，因此塔設10m80m，15m100m經投產。應當指出，設備大型化后，必需保證它在全負荷下運轉，否則應提出更高、更嚴格的要求。2原料及產品的有關參數的計算體積平均沸點tv汽油t=v

931121231341445

121.2C煤油tv

=1721801881982135

190.2C輕柴油t=v

2562652762923165316328341350368

281C重柴油t=v 5恩氏蒸餾90~10%斜率〔煤油：41/80=0.5125〔〔2

340.6C畢業設計〔論文〕用紙立方平均沸點tc查《石油化工工藝計算圖表》表2-1-1查得體積平均沸點校正值為汽油1.2C 煤油-1.1C 輕柴油-0.8C 重柴油-0.6C汽油tc煤油tc

=121.2-1.2=120C=190.2-1.1=189.1C輕柴油tc重柴油tc

=281-0.8=280.2C=340.6-0.6=340C中平均沸點tm《石油化工工藝計算圖表表2-1-1得體積平均沸點校正值為汽油–2.4oC 煤油–2.1oC 輕柴油-2.4oC 重柴油-2.2oC汽油t =121.2-2.4=118Cm煤油tm

=190.2-2.1=188.1C輕柴油tm重柴油tm

=281-2.4=281.6 C=340.6-2.2=338.4 C特性因數K2-1-11得汽油K=12.3煤油K=12.08輕柴油K=12.24重柴油K=12.25K=11.9分子量查《石油化工工藝計算圖表》圖2-1-5或2-1-6得3M=115M=155

畢業設計〔論文〕用紙恩氏蒸餾，(體)% 10% 30%50%70%90%100%恩氏蒸餾，oC 93 112123134144161oCoC平衡蒸發溫度，oC輕柴油M=240重柴油M=295

84.8

191111101711.85.15.24.35.7123–8.2=114.8103.8114.8 120 124.3130平均蒸發溫度2-2-3經計算列表如下:2-12-2恩氏蒸餾，(體)%oCoCoC

0%154

10%172

30%180

50%188

70%198

90%213

100%23218881015197.83.74.14.218881015197.83.74.14.26.26.0平衡蒸發溫度，oC 156.7174.7 182.7186.8 192.9199.1205.12-3恩氏蒸餾，(體)%oC

0%242

10%256

30%265

50%276

70%292

90%316

100%3374畢業設計〔論文〕用紙oC5.74.85.37.211.57.050%點溫差，oC 276+6.2=282.2oC266.2271.7 276.7282.2 291.2302.7309.72-4恩氏蒸餾，(體)%oCoC

0%289

10%316

30%328

50%341

70%350

90%368

100%376oCoC

27 12 13 9 18 812 6.3 6.2 4.0 8.0 2.0341+18.2=359.2335.1346.8 353 359.2 363.3371.3373.3臨界溫度查《石油化工工藝計算圖表》圖2-3-`4得汽油 Tci煤油 Tci

=173.8+121.2=295C=178.8+190.2=369C輕柴油Tci重柴油Tci

=181+281=462C=173+340.6=513.6C臨界壓力，大氣壓2-3-5.查得：汽油Pci

=26.2大氣壓5畢業設計〔論文〕用紙煤油Pci

=20.8大氣壓PciPci

=17.2大氣壓=17.3大氣壓焦點壓力，大氣壓由《石油化工工藝計算圖表》圖2-2-19查得汽油13.4+26.2=39.6煤油6.4+20.8=27.2輕柴油3.4+17.2=20.6重柴油2.3+17.3=19.6焦點溫度由《石油化工工藝計算圖表》圖2-2-19查得45+295=340C23+369=392CC14+513.6=527.6C實沸點切割范圍100%點溫度；塔底重油只須查0%點溫度，但由于塔底重油很重，很難由恩氏蒸餾數據準確0%及100%2-2-1查得2-1-5汽油實沸點切割范圍6畢業設計〔論文〕用紙恩氏蒸餾，(體)%oC

50123

70134

90144

100161oCoC50%點溫差，oCoC

11 10 1717.0 13.8 19123+1.4=124.4124.4 141.4 155.2 174.22-1-6煤油實沸點切割范圍恩氏蒸餾，(體)%oCoC

0154

10172

30180

50188

70198

90213

100232oCoC

18 8 8 10 15 1932 16 13.8 14.5 19.3 20.3188+4.3=192.3130.7162.7 178.7192.3 206.8226.1245.12-1-7輕柴油實沸點切割范圍恩氏蒸餾，(體)%

0 10

30 50

70 90 100oCoCoC

242

256

265

276

292 316

337oC

276+12=2881491116242126.22118.41491116242126.22118.42329.822.87畢業設計〔論文〕用紙2-1-8重柴油實沸點切割范圍恩氏蒸餾，(體)%01030507090100289316328341350368376oCoCoC

27 12 13 9 18 844 22.3 21 13.7 22.3 9.2341+21=362274.4318.7 341 362 348.3326 316.82-1-9原料及產品的有關參數名稱0%10%30%50%70%90%100% D20 比重指數4汽油61931121231341441610.72961.3煤油1541721801881982132320.77849.1輕柴油2422562652762923163370.81441.34重柴油2893163283413503683760.83936.2常壓重油0.897原油0.857名稱

恩氏蒸餾 立方均沸 中平均沸

分子量平均 90~10%斜率點t，C 點t ，C 數 Mc m沸點 K汽油121.20.6375120118.812.3115煤油190.20.5125189.1188.112.08155輕柴油281.00.75280.2281.612.242408畢業設計〔論文〕用紙重柴油340.60.65340338.412.25295常壓重油11.9原料油名稱平衡蒸發餾出溫度，C0%10%30%50%70%90%100%汽油52.884.8103.8114.8120124.3130溫差1411.85.15.24.35.7煤油156.7174.7182.7186.8溫差7.83.74.1輕柴油266.2271.7276.7282.2溫差5.655.5重柴油335.1346.8353359.2溫差11.76.26.2物料平衡2-2-12-2-1物料平衡表〔300〕9畢業設計〔論文〕用紙物料率〔體〕%率〔重〕%量萬噸/年量噸/日時處理量公斤/時分子/時原油1003333.3138887.5汽油4.63.913.91130.335430.4147.22煤油6.65.995.99199.678319.5853.67輕柴油10.810.2610.263421425059.37重柴油87.837.832611087536.86重油7072.0172.012400.33100013.75打算塔板數、塔頂壓力和塔板壓力降選定塔板數1-3“國內某些煉油廠承受塔板數”表可打算本常壓石油分餾塔的塔板數如下：汽油-煤油段：9油-輕柴油：6汽提段：4取兩個中段循環回流，每個中段循環回流用3層換熱塔板，所以全634打算塔頂壓力為:1.5105Pa〔絕壓120C。打算塔板壓力降10畢業設計〔論文〕用紙1-8、1-9如下：塔頂壓力 1.5105Pa〔絕壓〕一側線抽出塔板上壓力 1.542105Pa〔絕壓〕二側線抽出塔板上壓力 1.59105Pa〔絕壓〕三側線抽出塔板上壓力 1.637105Pa〔絕壓〕汽化段壓力 1.658105Pa〔絕壓〕爐出口壓力 2.008105Pa〔絕壓〕計算各側線及塔底的總汽提量汽提蒸汽量為：一線煤油 3公斤/100千克 〔煤油〕二線輕柴油 2.5公斤/100千克 〔輕柴油〕三線重柴油 2.8公斤/100千克 〔重柴油〕塔底重油 3公斤/100千克 〔塔底重油〕所以各側線及塔底的總汽提蒸汽量為：一線煤油249.58/時〔煤油〕二線輕柴油365.25/時〔輕柴油〕三線重柴油304.5/時〔重柴油〕塔底重油3000/時〔塔底重油〕常壓精餾塔計算草圖11畢業設計〔論文〕用紙汽油汽油5430.41千克/小1.5/平方厘米蒸汽3311千克/小3261000千卡/小120℃180℃第一中段回流1304400千卡/小時9，108319.58/克/平方厘米13641/小時30000018其次中段回14250/小時201956600千2213887.5/小時2777.75/時2710875/小時303000/小時蒸341：常壓分餾塔計算草圖100013.72/小時12畢業設計〔論文〕用紙計算過汽化量2.03%計算汽化段溫度和估量塔底溫度計算汽化段溫度汽化段各組分千克分子數如下：汽油 47千克分子/時煤油 54千克分子/時輕柴油 59千克分子/時重柴油 37千克分子/時過汽化油 分子量為300〕水蒸氣 130千克分子/時汽化段油氣和水蒸氣的總千克分子為：47+54+59+37+9.26+130=336.26千克分子/時汽化段油氣總千克分子數為：47+54+59+37+9.26=206/時汽化段油氣分子分數：206/336.26=0.613汽化段油氣分壓為：0.6131.658105=1.016105 Pa依據《塔的工藝計算》圖1-13查得在常壓下汽化率31.62%〔體〕348C，再按《石油化工工藝計算圖表》圖6-1-18換算為汽化1.016105Pa〔絕〕353C。13畢業設計〔論文〕用紙求汽化段油品在353C的熱焓hc24-3-57計算并列表如下：c2汽油氣c2汽油氣280 1.52106煤油氣272 2.26106輕柴油氣273 3.89106重柴油氣270 2.94106過汽化油氣267 0.927106塔底重油液212名稱 相態 熱焓h ，千卡/千克熱量千卡/小時21.2106由《石油化工工藝計算圖表》圖4-3-57求得。h =32.737106千卡/千克c22.008105Pa〔絕壓〕下的平衡蒸發曲線并計算起熱焓1-9，360C根360C的點自此點做縱坐標26%。按《石油化工工藝計算圖表》圖4-3-57 查得各油品的熱焓，從而可求爐出口的總熱焓hc1

〔假設重柴油在爐出口條件未全部汽化〕14畢業設計〔論文〕用紙2-2C名稱 相態C360 汽油氣汽油氣288煤油氣280輕柴油氣278重柴油氣〔70%〕273液〔30%〕232油液225

熱量,千卡/時2.3661063.541066.031063.211061.176510634.2106h =33.17106千卡/千克c1h <hc2 c1出口不超溫。取塔底溫度7C353-7=346C15畢業設計〔論文〕用紙參考同類裝置的操作數據，先假定塔頂及各抽出側線的溫度塔頂 120C 輕柴油抽出層〔第18層〕254C煤油抽出層〔第9層〕180C 重柴油抽出層〔第27層〕 315C作全塔熱平衡并計算回流熱冊》LY-100-圖2水蒸氣的焓-熵圖茶查水蒸汽的焓值并計算列表如下：2-316畢業設計〔論文〕用紙名稱流量名稱流量比重溫度熱焓千卡/千熱量千卡/小時Kg/hD20C 克氣 液熱量進料32.7371063311420 3.54106 2.62106蒸汽總計35.357106熱量汽油5430.410.729120 146 0.793106煤油8319.580.778180 1060.882106輕油柴142500.814254輕油柴142500.814254155重油柴108750.839315196塔底100013.750.8973472072.13106重油蒸汽 3311總計

120 648

20.71062.1210628.835106回流熱為〔35.357-28.835〕106=6.522106千卡/小時17畢業設計〔論文〕用紙確定流程塔頂使用二段冷凝冷卻回流，塔頂回流油品溫度定為60C，使用回流熱如下安排：2-4回流熱%熱量，kcal/h塔頂503.261×106第一中段回流2013.044×106其次中段回流301.9566×106校核各側線及塔頂溫度重柴油抽出層〔第27層〕溫度校核按范圍做27層以下的熱平衡表18畢業設計〔論文〕用紙2-527名稱 流量 比重 溫 度熱焓千卡/熱量千卡/小時Kg/hDKg/hD20C千克氣液進塔熱量進料32.737106汽提蒸汽30004207922.376106內回流G0.825308.5190 190G總計35.113106+190G出塔熱量汽油5430.0.7293152581.410641煤油8319.0.7783152522.09610658輕柴油142500.8143152473.52106重柴油108750.839315196 2.13106塔底重油100010.897347210 211063.75蒸汽30003157422.13106總計G0.840315245245G32.38106+245G內回流35.113106+190G=32.38106+245G19畢業設計〔論文〕用紙計算得G=49690(Kg/h)〔M=282〕49690/282=176〔千克分子/時〕重柴油抽出層上氣體總千克分子數為：47+54+59+176+130=466〔千克分子/時〕重柴油蒸汽分子分數為：176/466=0.388重柴油蒸汽分壓為：1.6371050.388=0.618千克/平方厘米 (470毫米汞柱)得10毫米汞柱下平衡蒸發30%的溫度是160C 由于5～760毫米汞柱范圍不同壓力下的平衡蒸發各段溫差是相等的，重柴油餾出10-30%、0-10%的平衡蒸發溫差分別為6.2℃、11.7℃，所以10毫米汞柱下0%點溫度為：160-6.2-11.7=142.1C作減壓條件下餾出0%相圖。重柴油在760毫米汞柱、平衡蒸發0%的溫藝計算圖表》圖2-28上畫出重柴油在10毫米汞柱到760毫米汞柱平衡蒸發曲線，在平衡蒸發曲線坐標紙上找到470毫米汞柱壓力下，平衡蒸0%314C確。輕柴油抽出層〔第18層〕溫度校核2-620畢業設計〔論文〕用紙名稱 流量 比重 溫 度熱焓千卡/熱量千卡/小時Kg/h D20 C 千克4氣液進塔熱量進料32.7374氣液進塔熱量進料32.737106汽提蒸汽3304.4207922.621065內回流G0.812257154 156G總計35.357106+154G出塔熱量汽油5430.0.7292642241.2210641煤油8319.0.7782642211.8410658輕柴油142500.814264165 2.35106重柴油108750.839315192 2.09106塔底重油100130.897342216 21.6106.75蒸汽3304.264715.2.3610654內回流總計G0.817264217217G35.357106+154G=31.46106+217G解得 G=61857Kg/h〔取內回流的分子量M=222〕21畢業設計〔論文〕用紙61857/222=278.6〔千克分子/時〕輕柴油抽出層上氣體總千克分子數為：47+54+176+130+278.6=568.6〔千克分子/時〕輕柴油蒸汽分子分數為：278.6/568.6=0.40635輕柴油蒸汽分壓為：1.591050.40635=0.646千克/平方厘米 (491毫米汞柱)由《工藝計算圖表》圖2-2-13查得10毫米汞柱下平衡蒸發30%的116C。5～7602.11.1到540毫米汞柱壓力下，平衡蒸發0%的恩度是255℃，與原假設的溫度256℃相近，故原假設溫度是正確的。煤油抽出層〔第9層〕溫度校核2-722畢業設計〔論文〕用紙名稱 流量 比重 溫 度熱焓千卡/熱量千卡/小時進料進料Kg/hD20C千克氣液汽提蒸汽3660.4207927內回流G0.778175105總計出塔熱量汽油5430.0.72918017741煤油8319.0.778180106.758輕柴油142500.814254166.3重柴油108750.839315194塔底重油100010.8973472163.75蒸汽3660.180671內回流7G0.778180175回流總計32.7371062.899106105G35.636106+105G0.961060.8871062.371062.110621.61062.46106175G3.0810633.46106+175G35.636106+105G=33.46106+175G解得 G=31086Kg/h23畢業設計〔論文〕用紙〔M=154〕31086/154=202〔千克分子/時〕煤油抽出層上氣體總千克分子數為：47+2027+37+130=416〔千克分子/時〕煤油蒸汽分子分數為：202/416=0.4855煤油蒸汽分壓為：1.5420.4855=0.7487千克/平方厘米(56930%的溫度是50.5C，由于5~760毫米汞柱范圍內不同壓力下的平衡蒸發各段1-110~30%，0~10%的平衡蒸發溫4.0C，6.5C100%點溫度為：50.5-4.0-6.5=40C在草圖上作減壓條件下餾出0%相圖。7600%174.6C，100%40C2-285690%176C的相近，所以認為原假設的抽出溫度正確。塔頂溫度60C，41/千克C146/千克塔頂冷回流量為：24畢業設計〔論文〕用紙3.08106/〔148-41〕=29333.3千克/時塔頂汽油公斤分子數為〔29333.3+5430.4〕/87=399.58千克分子/時塔頂水蒸氣千克分子數為：3911.2/18=217.28千克分子/時399.58/〔399.58+217.28〕=0.647塔頂油氣分壓為：1.55*0.6470.971千克/平方厘米在草圖上做塔頂油氣餾出100%相圖。1-1340C39.6100%161C2-17100%的平衡蒸發曲線，在此線上找出0.971千克/平方厘米的溫度為124C，如圖1-5，則塔頂溫度為1240.97=120.28C，與假設接近，所以原假設正確。驗證塔頂水蒸氣是否冷凝。水蒸氣分壓為：1.5-0.971=0.529千克/平方厘米0.529/80C120C，所以水蒸氣不會冷凝。做全塔汽液負荷分布圖汽液負荷已求出，再計算第十三層，其次十二層，第三十層汽液負荷。132-171325畢業設計〔論文〕用紙名稱 流量 比重 溫 度熱焓千卡/熱量千卡/小時Kg/h D20 C 千克進料進料氣液汽提蒸汽3660.4207927內回流G0.798210123總計出塔熱量汽油5430.0.72921519741煤油8319.0.778215193587輕柴油142500.814215112重柴油108750.839315194塔底重油100010.8973472163.753蒸汽3660.2166937一二中段回流內回流總計G0.79821519032.7371062.89106123G53.2756106+123G1.071061.61061.61062.110621.61062.531062.41106190G30.24106+190G35.627106+123G=30.24106+190G解得 G=80403Kg/h26畢業設計〔論文〕用紙第十三層上內回流千克分子數為〔M=217〕80403/217=370千克分子/時第十三層上氣體總千克分子數為：47+54+130+3707=601/時4-3-57將得以下有關數據。求液相總重：《石油加工工藝學》1-13可得相對密度γ=0.000788Dt=D20-r(t-20)，4 4 4t=215℃。D215=0.871-0.000788〔215-20〕=0.6645所以液相總量 L=G/ρ=

80403 122m3/h0.66999.895430.418319.583660.780403

578115 155 18 215nRT 0.082(215273.15)578V P

1.618

11.0197

14581m3/h222-182227畢業設計〔論文〕用紙名稱 流量 比重 溫 度熱焓千卡/熱量千卡/小時Kg/h D20 C 千克進料進料氣液汽提蒸汽3304.4207925內回流G0.821291175總計出塔熱量汽油5430.0.72929124041煤油8319.0.77829123358輕柴油142500.814291232重柴油1.0870.8393141945塔底重油100010.8973472173.75蒸汽3304.0.82329172956內回流G0.8232912326總計32.7371062.62106175G35.357106+175G1.31061.941063.311062.1110621.71062.41106232G32.77106+232G35.357106+175G=32.77106+232G解得 G=45386 Kg/h其次十二層上內回流千克分子數為〔取內回流的分子量M=256〕28畢業設計〔論文〕用紙45386/253=177.3千克分子/時其次十二層上氣體總千克分子數為：47+54+59+130+177.3=467.3/時4-3-57將得以下有關數據。求液相總重：《石油加工工藝學》1-13可得相對密度γ=0.000728Dt=D20-r(t-20)，4 4 4t=291℃。D291=0.824-0.000728〔291-20〕=0.62745所以液相總量 L=G/ρ=

14386 72.4m3/h0.627999.895430.418319.58142503304.545386

518.26115 155 240 18 260nRT 0.082(291273.15)518V P

1.624

11.0197

7468m3/h302-233029畢業設計〔論文〕用紙名稱 流量 比重 溫 度熱焓千卡/熱量千卡/小時Kg/h D20 C 千克進料進料氣液汽提蒸汽3000420792內回流G0.871335212總計出塔熱量汽油5430.0.72934427741煤油8319.0.77834427458輕柴油142500.814344266重柴油108750.839344266塔底重油100010.8973472153.75蒸汽3000344754總計G0.87134426332.7371062.376106212G35.113+212G1.51062.2881063.791062.910631.51062.376106263G34.346106+263G35.113106+212G=34.346106+263G解得 G=15039 Kg/h第三十層上內回流千克分子數為〔M=115〕/時第三十層上氣體總千克分子數為：47+54+59+37+131+130=458/時30畢業設計〔論文〕用紙4-3-57將得以下有關數據。求液相總重：《石油加工工藝學》1-13可得相對密度γ=0.000685Dt=D20-r(t-20)，4 4 4t=335℃。D335=0.871-0.000685〔335-20〕=0.655454999.89kg/m3。15039所以液相總量 L=G/ρ=

0.655999.89

22.9m3/h 求液相總量：

10875

3000

15039

410.23115 155 240 295 18 327nRT 0.082(339273.15)410.23V P

1.654

11.0197

12605m3/h煤油抽出層塔板下氣、液相負荷4-3-57將得以下有關數據。求液相總重：《石油加工工藝學》1-13可得相對密度γ=0.000805Dt=D20-r(t-20)，4 4 4t=180℃。D180=0.778-0.000805〔180-20〕=0.65454999.89kg/m3。31086所以液相總量 L=G/ρ=

0.65999.89

48m3/h5430.413660.731086

442115 18 162nRT 0.082(180273.15)442V P

1.572

11.0197

10654m3/h31畢業設計〔論文〕用紙輕柴油抽出層塔板下氣、液相負荷1-14-3-57將得以1-13D20=0.814℃的溫度校正值為γ=0.00071Dt4

=D20-r(t-20t=264454999.89kg/m3。61857所以液相總量 L=G/ρ=

0.64999.89

97m3/h5430.418319.583304.561857

541115 155 18 241nRT 0.082(264273.15)541V P

1.620

11.0197

15000m3/h重柴油抽出層塔板下氣、液相負荷4-3-57將得以下有關數據。求液相總重：《石油加工工藝學》1-13可得相對密度γ=0.000742Dt=D20-r(t-20)，4 4 4t=315℃。D315=0.825-0.000742〔315-20〕=0.61454999.89kg/m3。49690所以液相總量 L=G/ρ=

0.61999.89

81m3/h5430.418319.5814250300049690

505115 155 240 18 280nRT 0.082(315273.15)505V P

1.645

11.019732

15097m3/h畢業設計〔論文〕用紙各層塔板汽液負荷間表層數L汽油369484煤油481065413層12214581輕柴油971500022層72.47468重柴油811509730層410126052．12.8畫出本塔的氣液負荷圖〔如以以下圖〕33畢業設計〔論文〕用紙11相負荷10液相負荷2034氣相負荷，立方米/小時1000020230液相負荷，立方米/小時液相負荷，立方米/小時1002003：氣液相負荷圖34畢業設計〔論文〕用紙第3章塔的操作彈性計算浮閥類型根本參數

塔盤板厚H

L 材質標記F1Z-3B

閥片厚度 閥片重量 2 33

11.515.51Cr18Ni9Ti塔板間距的選擇：選間距為：H 600mmt塔徑計算計算塔板汽相空間截面積上最大的允許氣體速度0.055 gH0.055 gH12VlVvltv lvmaxv 9.810.6 9.810.620.0345.7428.358.356128.35rv────── 汽相重度 rl────── 液相重度 kg/m335畢業設計〔論文〕用紙vV m3/sv──────lV m3/sl──────適宜的氣體操作速度取系統因數K 0.94s由所選板間距H 600mm 選定安全系數 K=0.83t于是W KK Wa s max=0.830.941.28=0.998〔m/s〕計算氣相空間截面面積按《塔的工藝計算》式〔5-3〕Fa

V v 計算WVF va Wa

a 5.75 20.998計算降液管內液體流速VdV 0.17KK 0.170.830.940.133(m/s)d sH()t lvV 7.9810H()t lvd s0.6(6128.35)=7.981030.6(6128.35)=0.1184〔m/s〕取兩值中較小的: 取V 0.1184 (m/s)dF`dVF” d Vd

0.034 0.118436畢業設計〔論文〕用紙F”0.11F 0.115.750.6325m2d a取兩值中較大者: 取F”0.6325m2d計算塔橫截面積和塔徑計算塔橫截面積FFt a

F”5.750.63256.3825m2d計算塔徑Ft0.7856.38250.785D Ft0.7856.38250.785c承受的塔徑及設計的空塔氣速依據浮閥塔直徑系列，選取承受的塔徑D為：D=3.0m承受的塔截面面積：F0.7853.03.0(m2)7.065(m2)承受的空塔氣速：VWv

5.7420.8127(m/s)F 7.065承受的降液管面積：F 7.065F F” 0.63250.700m2d F t

6.3825承受的降液管面積占塔截面面積的百分數：F 100%0.700100%F 7.065浮閥數及開孔率計算37畢業設計〔論文〕用紙計算浮閥孔的臨界速度閥孔臨界速度(W)hc

按《塔的工藝計算》式〔5-14〕為：72.8(W)hc

)0.548(v

8.35

)0.548

3.32m/s8.35相應的閥孔動能因數為：8.35F (W)0 h c

v

9.59m/s(kg/m3)0.5計算塔板開孔率開孔率可按《塔的工藝計算》式(5-13)求得為：W100%=[0.5644/3.32]100%=17%Wh確定浮閥數Fh

F%7.06517%1.201m2F浮閥數：N h F

1.729

1006〔個〕0.785(d )2h

0.785(0.039)2dh取39103)溢流堰及降液管的選擇液體在塔板上的流淌形式據《塔的工藝計算》表5-3選用雙溢流打算溢流堰、降液管F/F9.9%d38畢業設計〔論文〕用紙L從《塔的工藝計算》圖5-8查得：DL0.7D0.73.02.1mW /D0.41d堰寬：W 0.4131.23md

0.7溢流堰高度及塔板上的清液層高度的選擇25mm從《塔的工藝計算》圖5-5查得堰上液層高度為：V 2h 2.84E( l)30.038(m)ow L塔板上清夜層高度為：h h hl w

0.0250.0380.063(m)液體在降液管內的停留時間及流速液體在降液管內的停留時間：F H 0.7000.6 d tVv

0.034

12.4(s)降液管流速：VV ld Fd

0.0340.0486(m/s)0.700降液管底緣距塔板高度取降液管底緣出口處流速為0.3m/sVh lb LWb

0.034 0.0539(m)2.10.339畢業設計〔論文〕用紙水力學計算塔板壓降1〔5-30〕W2

3.322 8.35P 5.37 h

37

米液柱〕d 2g l

29.81 6122、氣體通過塔板上液層的壓力降由《塔的工藝計算》式〔5-34〕計算氣體通過上液層的壓力降PvlP 0.4hvl

2.35103(

3600VL

l)2/3=0.40.0252.35103(=0.0435〔米液柱〕

36000.0342.556

)2/3無視液層外表張力造成的壓力降，則氣體通過塔板的總壓力降為：PPt dPvl

0.08446〔米液柱〕霧沫夾帶量1Ht

0.6m0.35m 所以A=0.159 n=0.95取”0.6F2F

10.173620.850.832 W 0.56440.441F 10.1736

max

1.28 m5.63105(l)0.295(l

v)0.425llv=5.63105(12

6128.35)0.295( )0.425=0.5126

8.35 1.0911061、

為液體外表張力：l40畢業設計〔論文〕用紙由(Tc

T)/T(758556)/7580.26649其中Tc

為二十二層臨界溫度，由十八層和二十七層的臨界溫度用插值法求得：28-1-1K=11.8 K142 解得： 12 〔達因/厘米2〕l l3、

氣體粘度 0.0001286M0.5P0.667Tv v c r5、MPC

為二十二層分子量和臨界壓力，分別為245和16.8TTT Trc

556

0.742 0.0001286M0.5P0.667T

=0.00984v c r 0.00984厘泊=0.009841.02104=1.0106千克秒/米2v由《塔的工藝計算》式〔5-35〕得：4、夾帶量A0.052he

1.72 w 3.7 H”” mt 0.1590.052631031.72 0.5644 3.7 6000.950.72 0.8520.316千克〔液體〕/千克〔氣體〈10%泄露量

0.2461103取泄露時閥孔的動能因數為 F0

5小于設計時的閥孔動能因數〔9.59〕淹塔狀況設該塔不設內堰，液相流過一層塔板時所需抑制的壓力降為：41畢業設計〔論文〕用紙PPl t

h Pc dkPdk

0.153W2B

0.01375(米液柱)P0.076471，ht

0.063P 0.01375+0.07647+0.063=0.1532〔米液柱〔0.4~0.6〕L〔H H 〕t w所以滿足要求,不會發生淹塔狀況降液管負荷計算降液管內的允許最大流速：V 0.17K 0.170.920.1564(m/s)d sH tlH tlvd S0.6(6128.35)=7.98100.6(6128.35)=0.13972(m/s)取小值V 0.13972(m/s)d0.13972m/s,所以降液管沒有超負荷。塔板的適宜操作區和負荷的上下限3．7.1霧沫夾帶線e=10%為霧沫夾帶上限，即0.159(0.052h1.72) W0.1 l ( )3.76000.950.62化簡后得：12.61321020.052h

0.8350.3261.43W3.7 l42畢業設計〔論文〕用紙利用上式計算做圖，[取E=1]，l1.32m ，hw

3-1點 V V

h h h Wlm3/h

h 2.84E( l)2/3ow Lmm

l w ow/m s/1209.8747.120．54223011.7850.310．48134016.7154.410．47345018.8656.720．48356023．4857．280．51367024.1258.650．47178025.4163.380．46389028.3765.710．4163．7.2淹塔線設降液管內液面高度把握在0.5(Ht略P

hw0.5(Ht

h)0.5(0.60.024)0.312(m)w0.312=Pt

hP =c dk(W)2

V2/35.37 h c

0.4h

2.35103 l h h 0.153W22g l

1.442/3V

ow w bVV F

且F=1.836W

v= vv h h V

h F 1.836hlV Vllbh lWlbb

h=0.0443 Wb

l lhb

l0.044343畢業設計〔論文〕用紙0.31480.31486.426106V2/3h 7.43106V2l0.537owlW3-2點 ，m2/hl

h ，mow

W ，m/s1200.0180.3082300.020.2813400.0280.2644500.0340.2475600.0400.2416700.0520.2327800.0460.2228900.0540.2143．7.3降液管超負荷界限由于降液管允許的最大流速為0.1184m/s,V 0.1184Fl

0.11840.75020.0888(m3/s)320(m3/h)依據V 320m3/h做降液管超負荷界限lv48.35v48.35F0

5，即Wh

0.713(m/s)WW 0.18310.7130.1316(m/s)h依據W0.1316m/s可做出泄露界限做圖匯總如下頁圖44畢業設計〔論文〕用紙霧沫夾帶線淹塔線操作線泄露線霧沫夾帶線淹塔線操作線泄露線0.600.500.400.300.200.100 10 20 30 40 50 6070 80第4章 強度計算塔體壁厚確實定n

CC C1 2 3P1.1P操

1.11.630.18MPaC1

0,C2

4mm筒體材料選為：20R353C下的許用應力[]t92MPai筒體厚度： PD 0.183000 3.45(mm)i2920.850.0273i封頭厚度 PD 0.183000 3.45(mm)i2[]t0.5P 2920.850.50.02732/10004mm，6mm。45 CCn 1 2

畢業設計〔論文〕用紙12(mm)取筒體及封頭壁厚為：n

16mm塔器總高度塔的總高度取塔底產品停留時間4分鐘，計算塔器高度：重油流率為：100013.75Kg/h=0.031m3/sdt4

D204

0.040.9011D2H4

0.031240得 H 1.86(m) 取Hb

2(m)為了削減塔頂出口氣體中夾帶的液體量，取頂部空間高度取1.5m,4m.塔計算高度：H=(n-1)H+H+H+H+H,+HZ t d b F g(341)0.61.524431.3(m)HT依據JB1154-B選取標準橢圓形封頭,內徑為公稱直徑D=3000mm,曲邊高度h=400mm, 直邊高度h=40mmg 1 2S=16mm, H=400+40=440mmT選擇塔體和裙座材料由于設計壓力在低壓范圍，工作溫度較高，介質腐蝕性小，所以選20R，GB198<46畢業設計〔論文〕用紙應選20R作為裙座的材料。水壓試驗水壓試驗:1.25P

[]試驗壓力： PT

[]t 取兩者中較大值。P1 92P2518 92PT 0.180.10.28

0.325所以取： PT

0.325MPa應力校核：有效壁厚： e

1642(mm)P液

(28.35)1000100.23MPa校核壓力： P P校 T

P 0.55MP液 ap〔D

〕0.55(300012)校 e 81.17MP〈0.92 2120.85 a se

0.9s

0.9345310.5MPa

〕0.55(30000.512)校 e 81.0MP 2 2120.85 a se由以上水壓試驗計算可知，設備水壓試驗安全，滿足要求人孔選用4-3-1補強的相關參數47畢業設計〔論文〕用紙項名稱 符號目人孔選

計算公式HG21524-95

結果 備注1用標準

S=16mmt

S需要補A強面積

I=〔450+2×2〕×4

3862mm2

體計算壁厚2接收計S算壁厚 W

PdS W P

1.24mm人筒體外人筒體外C孔側有效h1h=[d(St-c)]1/2149mm厚附加長度值筒體內伸高度h2h=0筒體多余金屬A1A=(B-d)(S-c-s)1 n1364mm2B=2d補強接收多余金屬A2A=2h(S-S-C)876mm2計算補強區積A3A=0.5×2×72349mm2補強校核A+A+AA1 2 3不需補強需要補強面積AA=d×S=(D+2C)×S1137mm22 1 t w接收計S算壁厚 W

IPdS W P48

0.78mm畢業設計〔論文〕用紙筒體外側有效 h1

h=[d(St-c)]1/2 49mm1接長度管筒體內h伸高度 2

h=0 02筒體多余金屬筒體多余金屬A1A=(B-d)(S-c-S)786mm2補接收多余金屬A2A=2h(S-S-C)443mm2強補強區計算積A3A=0.5×2×72349mm2補強校核A+A+AA1 2 3不需補強2 1 t W塔體重量計算塔殼及裙座質量m1m=(D2D2)H1 4 o i3.14= (3.022.852)31.378504=118783 Kgm2m=2 4

D23475i=3.144

3.023475=72063 Kg49畢業設計〔論文〕用紙塔器保溫層重量：m (3.022.82)(31.33)3003797(Kg)3 4平臺及扶梯重量：m

=40×31.3+[(3.02.8)23.0]15064 4=25363 Kg塔斧中物料重量：m”(100013.75/3600)2406667.5(Kg)5塔盤上物料重量：塔盤上充液的單位面積重取65Kg/m21m“n D26514854(Kg)5 4m m”5 5

m“5

21522(Kg)人孔法蘭接收等附件的質量m：取： ma

1

8106(Kg)設備中充水質量：m=22(31.63)1000w 487485(Kg)操作質量：m mm0 1 2

m m3

m m

=249634(Kg)塔的最大質量：mmax

mm1

m m m3 4

m 337119(Kg)w塔的最小質量：mmin

m0.2m1

m m m3 4

191983(Kg)50畢業設計〔論文〕用紙自振周期計算mH/EmH/ED30 e i1T 1.793130 1086473130/(1.9310122.800980)10.436(s)E——E1.93106MPa地震載荷和地震彎矩計算由于大慶市地震烈度為6，小于7故不考慮地震影響。風載荷與風彎矩計算將塔設備分成如下幾段計算風載：段1234長/m410107/m291927.5并做塔體風載荷圖如下頁151畢業設計〔論文〕用紙圖圖5：所受風載荷示意圖31.67.6米10米10米44米0各段風載計算如下：PKKi 1

qzi 0

flDii

106KK=0.71 152畢業設計〔論文〕用紙

K ——塔設備的各段風振系數，K2i

1 i zifif——風壓高度變化系數iq——根本風壓值，大慶地區q 0.45KN/m20 0——脈動增大系數，查表知=1.90 ii iziD ieiD D 2 k k d 2ei 0i si 3 4 0 psD ——塔設備各計算段的外徑1.76moi 0.1msid00 0.05mpsk0.4m3k4——操作平臺的當量寬度3-31212340.760.941.141.360.350.350.320.3292426183206243253imiPi畢業設計〔論文〕用紙0.6341.540.6341.541.4721.46350001000010000800036861768198722843.583.844.083.8660606060zilik4Deiq0由以上結果可知危急截面有：裙座根部0-0截面，裙座出入孔1-1截面；裙座與筒體的對接焊縫2-20-0M00w

p1l12l

p(l2

2)p(l ll2 3 1 l

3)p(l ll2 4 1 l

l 4)l3 2l=1.563107(Ncm)1-1M11w

M00w

1.563107(Ncm)2-2llM22pll

l2p(l

3)p(l

l 4)w 22

3 2

4 2 3 2=1.548107(Ncm)筒體應力校核筒體所受軸向應力：M22

1.55107 1.55107 w 208.47(kg/cm2)風 W D2i n

/4 0.5642300254

1.3畢業設計〔論文〕用紙 PD 1.84 i 106.2(kg/cm2)設 4 41.3nmg 0 81(MP)重 D an則操作時迎風面拉應力： 2047102812327M]t風 設 重 a s停工時背風面拉應力： 2047812847M]t風 重 a s所以圓筒拉應力強度足夠。裙座應力校核裙座底截面的組合應力M00

mgF00 KB max 0 v Z Asb sb

K[]tsM

m g KB max e max Z Asb sb

K[]tsF00無視不記vA D 3.141800137.35104(mm2)sb isis Z sb 4

D2 is is

18002133.31107(mm2)4KB112.8MPaK[]ts

134.7MPa55畢業設計〔論文〕用紙M00

mgF00 1.65109 38674.79.81則： max 0 v 53.6MP

KBZ Asb sb0.3M00M

3.31107 7.35104 am g max e max 28.45MP

KBZ A sb sb由上校核知，該裙座的強度和穩定性足夠。裙座檢查孔和較大管線引出孔截面處組合應力M11

KB maxZsm

0 Asm

K[]ts0.3M11M

m g KB w e max Z Asm sm

K[]tsF11無視不記vA 2Im m

2120153600(mm2)A D sm im

[(bm

m

A]m=3.141800132[(500215)143600]=6.69104mm2Z 2m

l(D2(D2im) (b )22m290022502=290022502=2.9106mm2Z sm 4

D 2 im es

(bD sm im 2

Z )m13=30002132(50030004 56

2.9106)畢業設計〔論文〕用紙M11

=1.02109mm2m11gF11 1.65109 38674.79.81 KB則max

v 226MP Z Asm

1.02109 6.69104

a K[]tsM m

KB w e max 234MP Z A

K[]tsm sm s夠。裙座搭接焊縫處的校核M22 maxZw

m22gF22 0 vAw

0.8K[]tw0.3M22wZw

m22g max 0.72 K wAw

ot es

1104mm2Z 2w ot

0.5531602131.84107mm20.8K[]tw

163MPa0.80.9Ks

889MPaM22 max

m22gF22 0 v 238千克/平方厘米0.8K[ ]tZ A ww w0.3M22

m22g w max 247千克/平方厘米0.80.9KZ A Sw w由上校核知，裙座搭接焊縫處的強度和穩定性足夠。4．1057畢業設計〔論文〕用紙地腳螺栓承受的最大拉應力：Q00 Q g w min2b A b

取較大值b Q000.25Q00

qgF00 e

w 0 vZ Ab b1.62109657319.814.23MP 5.5108 1.247106 ab 0.251.6510938674.79.812.21MP 5.460

1.247106 a所以 b

2.21MPa地腳螺栓材料用A324]bt則地腳螺栓螺紋小徑：

147MPa

C2

3mm4An[4An[]b bbt4167481.247106241471 2

340mmM27類型4-11根底環設計根底環的內、外徑取D D 40030004003400mmDobDis40030004002600mm取ib i根底環面積AbA (D2b 4 ob

D2)ib=3.144

(3400226002)=3.14×106 mm258畢業設計〔論文〕用紙根底環的截面系數Zb(D4Z= obb 32Do

D4)ibb=3.14(3400426004)322400=3.5953×109 mm3b=1(D D2 ob

2 )s

1(34003000218)182mm24-12由式6-71可知筋板的壓應力為: FG nl

A(F B b,ln

BCBC可查表得)G1 2GAlnnbl1G20.9022.25410616218140a[]c筋板長度lk

300mmki

(i0.289)G=0.5300=28.84mm0.28918筋板材料:A鋼E=2×105,[] 140Mp3 G a22EG59畢業設計〔論文〕用紙221050.6140由于c

=153.22mm6-73.求[]c[]

c

)2][]Gc 1.5

2()23 c [1 0.4 ( )2] 140= 153.22 1.524=90.56Mpa

>25.21Mpa由于G

[]c

故筋板設計合格.第五章側線管線計算1m/s，10m/s。重油抽出管D21100013.75/(3600690)4得：D0.218m 取公稱直徑：Dg

280mm重柴油抽出管D2110875/(3600610)4得：D0.083m 取公稱直徑：Dg

60畢業設計〔論文〕用紙輕柴油抽出管D2114250/(3600615)4得：D0.108m 取公稱直徑：Dg

120mm煤油抽出管D218319.58/(3600645)4得：D0.078m 取公稱直徑：Dg

100mm汽油抽出管汽油的氣體體積流率：G PVT

7863.27 122.4393V 0 011 M PT

0.4131703600 1.6273V10V汽油蒸汽出口截面：A1

10.041310水蒸氣出口截面：A2

G/(360010)4813/(360010)0.096545(A(AA)/0.7621 2取公稱直徑Dg

0.417450mm塔頂回流入口管D2141863.3/(3600690)4得：D0.142m 取公稱直