脱硫装置稳定塔设计
摘 要
本次设计主要针对120万吨/年催化汽油加氢脱硫装置稳定塔。
加氢脱硫过程作为原油后续加工的一项重要的加工过程，脱硫装置稳定塔设备显得尤为重要。因此严格要求该塔体在各个载荷工况下的强度必须合格。
本设计前部分对塔的各个结构件进行分析介绍，并且确定了该结构件的结构以及受力状态，确保该结构件适用于该塔体。该塔采用的是浮阀塔塔盘，一共25块塔盘，塔径为1900/3000 mm，塔高为33047mm。主要设计参数为：设计压力1.3MPa，设计温度275 ℃等。承受的载荷有内压、地震载荷、风载荷，由于存在变径段，因此该塔需要对不同直径塔段及该塔段的封头的厚度进行计算和校核，同时设计计算该塔体的裙座。
进而对塔体的地震载荷，风载荷等进行稳定性校核。在满足强度要求的同时，还需校核塔体的裙座，地脚螺栓，塔体与裙座的焊接处的强度，确保整个塔体的强度合格。
最后绘制了装配图和两张零部件图。
关键词：稳定塔，原油加工，厚度设计，强度校核
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The Design of Desulfurization Stability Tower
Abstract
This design mainly aims at of the stability tower 1.2 million tons/year of catalytic gasoline hydrodesulphurization unit.
Hydrogenation desulfurization process is an important process for subsequent processing of crude oil. The stability tower is particularly important. So the strength of the tower body must be qualified under various load conditions.
We have introduced each structures of the tower and found the structure and stress state of the structure. The tower is flower valve tray. There are 25 pieces of tower tray and the diameter is 1900/3000mm, the height is 33047mm. For main design parameters, the design pressure is 1.3MPa. The design temperature is 275 ℃. Carry loads of internal pressure, seismic load and wind load, as the different diameter, so we should design the thickness of the different diameter of the tower and the shell cover, and then we should check it. At the same time, design and calculation of the tower body skirt
Then we check the seismic load and the wind load of tower body. While the strength requirement is qualified, we still need to check the tower body skirt, anchor bolts, tower body and the skirt of the strength of the welds ensure that the whole tower body strength is qualified.
Finally draw the two pieces of parts drawing and a piece of assembly drawing.
Keywords: Stability Tower Crude Oil Processing Design of the Thickness Strength Check
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目 录
1 前言 ……………………………………………………………………………… 1 2 稳定塔的工艺流程及结构简图 ………………………………………………… 4 2.1 脱硫装置稳定塔的工艺流程及其简图 …………………………………………4 2.2 脱硫装置稳定塔的结构简图 ……………………………………………………5 3 塔内部结构件的说明介绍…………………………………………………………6 3.1 塔体内部的材料选取，介质的物理性质及设计参数 …………………………6 3.2 封头 ………………………………………………………………………………6 3.3 筒体 ………………………………………………………………………………6 3.4 裙座 ………………………………………………………………………………7 3.5 吊柱 ………………………………………………………………………………8 3.6 人孔和手孔 ………………………………………………………………………8 3.7 开孔接管 …………………………………………………………………………9 3.8 稳定塔的内部结构件 ……………………………………………………………11 3.9 塔内部的其他结构件 ……………………………………………………………14 3.10 塔设备的振动及预防 ………………………………………………………… 15 4 塔设备的设计计算及强度校核……………………………………………………17 4.1 设计数据及设计主要依据 ………………………………………………………17 4.2 筒体的设计计算及强度校核 ……………………………………………………17 4.3 封头的设计计算及强度校核 ……………………………………………………19 4.4 塔体裙座的设计计算 ……………………………………………………………21 4.5 地脚螺栓座 ………………………………………………………………………25 4.6 塔顶吊柱 …………………………………………………………………………25
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4.7 塔式容器的质量计算 ……………………………………………………………26 4.8 塔的基本自振周期的计算 ………………………………………………………30 4.9 地震力及地震弯矩的计算 ………………………………………………………31 4.10 风载荷及风弯矩的计算 ……………………………………………………… 33 4.11 偏心弯矩 ……………………………………………………………………… 37 4.12 最大弯矩 ……………………………………………………………………… 37 4.13 塔壳轴向应力的校核 ………………………………………………………… 38 4.14 裙座壳稳定性的校核 ………………………………………………………… 40 4.15 液压试验时应力校核 ………………………………………………………… 42 4.16 地脚螺栓座的设计及校核 …………………………………………………… 43 4.17 裙座与塔壳连接处焊缝 ……………………………………………………… 47 4.18 开孔补强计算 ………………………………………………………………… 47 5 结论…………………………………………………………………………………55 参考文献………………………………………………………………………………56 谢辞……………………………………………………………………………………57
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1 前言
在化工、炼油、医药、食品以及环境保护等工作部门，塔设备是一种重要的单元
操作设备。它的应用面广、量大。据统计，塔设备无论其投资费用还是所消耗的钢材重量，在整个过程设备中所占比例都相当高，如下表所示为几个典型的实例。
表1-1 塔设备的投资及重量在过程设备中所占比例
装置名称 化工及石油化工 炼油以煤化工 化纤 塔设备投资比例 % 25.4 装置名称 60万吨，120万吨/塔设备投资比例 % 48.9 年催化裂化 34.85 44.9 30万吨/年乙烯 4.5万吨/年丁二烯 25.3 54 塔设备的作用是实现气（汽）-液相或液-液相之间的充分接触，从而达到相际之间进行传质及传热的目的。其广泛用于蒸馏、吸收、介吸（气提）、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性的好坏，对整个装置的生产，产品质量、产量，成本以及环境保护、“三废”处理等都有较大的影响。因此塔设备的研究一直是工程界所关注的热点。随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型及设计将越来越受到关注和重视。
塔设备的总类很多，常见有如下几种类型： 加压塔，减压塔及常压塔； 精馏塔，吸收塔，干燥塔等；
板式塔，填料塔。其中板式塔又分为浮阀塔，泡罩塔，舌形塔等。
本设计的塔为板式塔。工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。筛板塔出现于1830年，很长一段时间内被认为难以操作而未得到重视。泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，
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