120万吨年催化汽油加氢脱硫装置稳定塔设计 毕业论文(3)

2019-03-15 13:05

该塔设备由于采用双溢流型塔盘,并且经核算该塔的气液相负荷均偏大,故塔顶气相负荷偏小,则在塔内上升蒸汽的体积流量Vs,提馏段要大于精馏段。故选取提馏段塔径偏大,为Φ3000mm,而精馏段的一部分塔径选取塔径偏小,取直径为Φ1900mm。同时对于大型塔设备,较小的塔径还可以减小壁厚,节省投资。故该塔设备选用变径塔。

3.4 裙座

3.4.1 裙座组成

塔设备的裙座分为圆筒形和圆锥形两类,由如下几个部分组成:裙座筒体、基础环、地脚螺栓座、人孔、排气孔、引出管通道、保温支撑圈等。结构简图如图3-1。

图3-1 裙座的结构简图

1—检查孔 2—盖板 3—地脚螺栓座 4—基础环 5—裙座壳

6—引出孔 7—地脚螺栓 8—筋板

3.4.2 裙座与塔体的焊缝

裙座与塔底焊接接于封头之间的焊接接头可分为对接以及搭接接头。本塔设备采用的是对接接头。采用对接接头时,裙座筒体外与塔体下封头外径相等,焊缝必须采用全融透的连续焊。其焊接结构尺寸设计部分4.4。

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3.4.3 裙座材料

裙座不直接与塔内介质接触,也不承受塔内介质的压力,因此不受压力容器用材的限制。可选用较经济的普通碳素结构钢。

常用的裙座材料一般选用Q235-A以及Q235-A·F,考虑到Q235-A·F有缺口及夹层等缺陷,因此用于常温操作,设计温度高与-20℃,且不以风载荷或地震载荷确定裙座筒体厚度的场合。若裙座设计温度等于或低于-20℃,裙座筒体材料应选用16Mn。

3.5 吊柱

安装在室外,无框架的整体塔设备,为了安装以及拆卸内件,更换或者补充材料,往往在塔顶设置吊柱。吊柱的方位应使吊柱中心线与人孔中心线之间有合适的夹角,使人能站在平台上操作手柄,使吊柱的垂直线可以转到人孔附近,以便从人孔装入或取出塔内件。

吊柱的结构以及塔体上的安装中,吊柱管通常采用20无缝钢管,其它部件可以采用Q235-A和Q235-A·F。吊柱与塔体连接的衬板应与塔体的材料相同。吊柱的主要尺寸参数可参考相关标准 HG/T 21639《塔顶吊柱》。

3.6 人孔和手孔

3.6.1 人孔

人孔是安装或者检修人员进出塔内的唯一通道。人孔设置应该便于人员进入任何一层塔板。一般板式塔每隔10到20层塔板或5到10m塔段,设置一个人孔。对于直径大于Φ800mm的填料塔,人孔可以设置在每段填料层的上、下方。同时兼作填料装卸孔用。在设置操作平台的地方,人孔中心高度一般比操作平台高0.7到1m,最大不宜超过1.2m,最小为600mm。人孔设置一般在气液进、出口等需要经常维修清理的部位。另外在塔顶和塔釜也各设置一个人孔。

塔径小于Φ800mm时,在塔顶设置法兰,不在塔顶上开设人孔。

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设置人孔处的塔盘间距应根据人孔的直径确定,一般不小于人孔直径、塔盘支撑梁高度及50mm之和,且不小于600mm。

塔体上与采用垂直吊盖人孔,但个别有妨碍操作或者有保温层时,可采用回转盖人孔。

塔体在出厂前一般以卧置状态进行水压试验,所以塔体人孔的压力等级选择,必须考虑卧置状态试压时的试验压力。

人孔法兰的密封面形式及垫片用材,一般与塔的接管法兰相同。操作温度高于350℃时,应该采用对焊法兰人孔。

本设计中的稳定塔的人孔公称压力为2.5MPa,设计温度为275℃。故选用垂直吊盖带颈对焊法兰人孔。设计标准为:HG/T 21521—2005《垂直吊盖带颈对焊法兰人孔》。 3.6.2 手孔

手孔是指手能伸入的设备孔口,用于不便进入或不能进入设备技能清理、检查或者维修的场合。

手孔也常用作小直径填料塔装卸填料之用,在每段填料层的上、下方各设置一个手孔。

本稳定塔不涉及手孔。

3.7 开孔接管

表3-2 开孔接管表

公称直公称压管口形径 力 式 (mm) (MPa) 150 5.0 RF 180 5.0 RF 450 150 5.0 5.0 RF RF 管口外伸高度 (mm) 200 200 250 图 名 称 进料口 回流口 重沸器反回口 气相出口 数 量 2 1 1 1 焊接接头形式 10 5 11 11 9

表3-2 续表 液相出口 重沸器进料口 人孔 放空口 吹扫口 热电偶口 压力传送口 液位变送器口 液位变送器口 安全阀口 排气口 引出口 引出口 检查口 1 1 5 1 1 3 1 2 2 1 4 1 1 2 250 400 600 50 50 40 20 50 50 150 100 450 600 500 5.0 5.0 2.5 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 / / / / RF RF / RF RF RF RF RF RF RF / / / / 图 图 / 图 150 150 150 150 150 图 图 图 图 图 11 11 11 5 5 5 5 5 5 11 11 2 2 2 3.7.1 进料口

液体进料管的设计应满足如下要求:①液体不直接加到塔盘的鼓泡区。②尽量使液体均匀分布。③接管安装高度应不妨碍塔盘液体流动。④液体内含有气体时,应该设法排除。⑤管内的允许的流速一般不超过1.5~1.8m/s。

常见的液体进料管有直管进料管与弯管进料管,常用材料为碳素钢,壁厚可酌量减少,弯管结构能自由取出。

对于物料清洁和轻微腐蚀的情况,可以不必采用可拆结构,直接与塔壁焊死即可。 3.7.2 液相出口

釜液从塔底出口管流出,在一定条件下,釜液会在出口管中心形成一个向下的漩涡流,使塔釜液面不稳定,且能带出气体。如果出口路口有泵,气体进入泵内,会影响泵的正常运转,故在釜液出口处都是应装设防涡流挡板。

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3.8 稳定塔的内部结构件

3.8.1 塔盘结构

该稳定塔共有25块塔盘,采用浮阀塔塔盘,双溢流型,由塔板、降液管、受液槽、溢流堰和气液接触组件等部件组成。如图3-2所示。

浮阀塔塔盘上开有一定形状的阀孔,控制安装了可在适当范围内上下浮动的阀片,因而可适应较大的气相负荷的变化,阀片的形状有圆形、矩形等。

浮阀塔操作时气、液两相的流程与泡罩塔相似,蒸气从阀孔上升,顶开阀片,穿过环形缝隙,然后以水平方向吹入液层,形成泡沫。浮阀能随着气速的增减在相当宽的气速范围内自由的升降,以保持塔内稳定的操作。

图3-2 塔盘的结构图 1—降液管;2—受液槽;

3—气液相接触组件(浮阀);4—入口溢流堰;5—出口溢流堰。

①气液相接触组件

该塔盘的气液相接触组件为浮阀。目前国内应用最为普遍的是F1型浮阀,分为

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