毕业设计论文年产32万吨乙烯加压精馏塔设计.docx

《毕业设计论文年产32万吨乙烯加压精馏塔设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文年产32万吨乙烯加压精馏塔设计.docx（55页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、内容摘要精健塔设备是炼油、煤化工、石油化工等生产中最重要的设备之一，化工企业生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，其中一些混合物需要通塔设备将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。目前对精馅塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。并且随着石油化工的迅速发展，塔设备的合理造型及设计将对这些相关行业越来越重要。精健主要是利用混合物中各组分的挥发度不相同而加热控制温度将各组分加以分离的一种分离过程。塔设备能够实现这一工艺过程，是分离装置，因此在乙烯的制取中则需要合适的塔设备来满足生产要求。需要分离的混合液体从塔的进料管进入塔体，经过再沸器的加热，蒸汽上升，与塔

2、顶冷凝回流下来过程中的液体接触，难挥发的组分向下降液中转移，易挥发组分随着蒸汽上升，所以易挥发组分浓度愈高，从而达到分离的目的。本次设计为年产3.2万吨乙烯精储筛板塔。设计内容包括两个部分，第一部分为塔设备的工艺计算，包括对进出塔组分的分析，回流比的计算，塔直径的确定，塔高，塔板结构以及流体演算和塔附属设备的计算。第二部分为塔设备的强度校核，包括对壳体的强度计算，质量载荷计算，地震以及风弯矩的计算，以及裙座和裙座附属结构的计算。通过这次设计我了解到筛板塔主要优点有：结构比浮阀塔更简单，易于加工，方便安装检修等操作；处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10-15%;塔板效率高，气液可以在塔内保持充

3、分的接触，其效率比泡罩塔高15%左右；压降较低，每板压力比泡罩塔约低30%左右。塔体总高27.65m,塔体直径1600rm,塔壳壁厚14mm,42块筛孔塔板，裙座高为2.1米，塔内操作压力为2.1Mpa。满足生产需求以及工艺和操作的要求，塔体符合压力容器安全技术规定，实现了安全，经济的要求。关键词：精储塔；筛板塔；乙烯；操作压力AbstractRectifyingco1umnisoi1refining,chemica1,petrochemica1andotherproductionequipment,oneofthemostimportantequipmentinchemica1enterpr

4、iseproductionintheprocessingofrawmateria1s,intermediateproducts,coarseproductarea1mostcomposedofsevera1componentsmixture,needtopasssomeofthemixturewi11separatethemixturefortowerequipmentispureora1mostpuresubstances.Atpresent,thedesignandresearchofdisti11ationtowerequipmenthavebeenpaidgreatattentionb

5、ychemica1industry.Andwiththerapiddeve1opmentofpetrochemica1industry,reasonab1emode1inganddesignoftowerequipmentwi11bemoreandmoreimportanttothesere1atedindustries.Disti11ationisaseparationprocesswhichUSESdifferentvo1ati1itiesofthecomponentsinthemixturetoseparatethecomponentsbyheatingandcontro11ingthe

6、temperature.Towerequipmentcanachievethisprocess,isaseparationdevice,soinethy1eneproductionneedstheappropriatetowerequipmenttomeettheproductionrequirements.Themixed1iquidtobeseparatedentersthetowerbodyfromthefeedairofthetower.Afterbeingheatedbythereboi1er,thesteamrisesandcontactswiththe1iquidinthepro

7、cessofcondensationandref1uencecomingdownfromthetopofthetower.Thedifficu1tvo1ati1ecomponentsaretransferredtothedescending1iquid.Thisdesignisanannua1productionof32,000tonsofethy1enedisti11ationsievep1atetower.Thedesignconsistsoftwoparts.Thefirstpartistheprocessca1cu1ationoftowerequipment,inc1udingthea

8、na1ysisofcomponentsinandoutoftower,ca1cu1ationofref1uxratio,determinationoftowerdiameter,towerheight,towerp1atestructure,f1uidca1cu1ationandca1cu1ationoftowerauxi1iaryequipment.Thesecondpartisthestrengthcheckoftowerequipment,inc1udingthestrengthca1cu1ationofshe11,mass1oadca1cu1ation,earthquakeandwin

9、dbendingmomentca1cu1ation,andtheca1cu1ationofskirtandskirtaccessorystructure.Throughthisdesign,I1earnedthatthemainadvantagesofsievep1atetowerare:thestructureissimp1erthanthef1oatingva1vetower,easytoprocess,convenienttoinsta11andrepairandotheroperations;Theprocessingcapacityis1argerthanthatofb1istert

10、owerwiththesamediameter,whichcanbeincreasedby1015%.Theefficiencyofthetrayishigh,andthegas-1iquidcontactcanbemaintainedintheco1umn,whichisabout15%higherthanthatofthebubb1etower.Thepressuredropwasre1ative1y1ow,about30%1owerperp1atethanthebubb1etower.Thetota1heightofthetoweris27.65m,thediameterofthetow

11、eris1600mm,thethicknessofthetowershe11is14mm,42sievetrayp1ates,theheightoftheskirtis2.Im,andtheoperatingpressureinthetoweris2.Impa.Tomeettherequirementsofproduction,processandoperation,thetowermeetsthetechnica1requirementsofpressurevesse1safety,rea1izingtherequirementsofsafetyandeconomy.Keywords:Rec

12、tifyingco1umn;Sievep1ateco1umn;ethy1ene;Operatingpressur第一部分工艺计算11. 1物料衡算11.2、 定塔温21.3、 塔板数的计算31.4、 径的计算51.5、 塔内物件的工艺尺寸101.6、 流体力学验算141.7、 塔的操作负荷性能图171.8、 附属设备的选择231.9、 管径的确定25第二部分强度及稳定性计算272. 1封头与圆筒厚度的确定272.2、 质量载荷的计算282.3、 塔的自振周期292.4、 地震载荷及地震弯距计算292.5、 风载荷和风弯矩计算322. 6最大弯去巨333. 7圆筒的应力校核344. 8裙座壳轴向

13、应力校核345. 9基础环厚度计算366. 10地脚螺栓377. 11(378. 12jD1382.13裙座与塔壳对接连接焊缝的验算382. 14开孔补强的计算39第三部分吊柱的强度计算44参考文献47第一部分工艺计算2.1 物料衡算1、对于C2H4：DXC2%=翼福等=158.73kmo1/h2、对各个组分进行物料衡算：因为塔顶乙烷含量0.0015（摩尔分率），塔釜的乙烯含量0.035（摩尔分率），所以可取dc2h6=00015wC2H4=35对于CH4：0.00658F=Xdch4对于C2H4：0.88989F=OXOC2%+35W对于Cz%：009843F=O.0015。+XWC2”对于

14、C3H6：0.00510F=WXwc3H6总物料：F=D-VWXDCH4+DC2H4+XdCzHg=1WC2H4+XWC2%+XWC3“6=1联立上式，并代入数据，解得：F=179.11kmo1/hD=160.15kmo1/hW=18.96kmo1/h所以又可求：Xdc2h4=0.99114Xdch4=0.00736XWQH6=91684XWC3/=48163、总结摩尔分率计算结果列入下表：组分CH4C2H4C2H6G4合计塔顶产品流量/(Kmo1h)1.18158.730.240160.15组成0.007360.991140.001501.0塔底产品流量/(Kmo1h)00.6617.390

15、.9118.96组成00.0350.916840.048161.02.2 确定塔温1、塔顶温度假设温度为-23,根据P-T-K图查得CH4QH4G4QHb合计0.007360.991140.001501.05.051.00.680.18X=YJK0.001460.991140.0022100.99481因为ZXY1，所以重新假设温度为-23假设温度为-24,根据P-T-K图查得CH4C2H4C2H6QH6合计Y0.007360.991140.001501.0K5.010.990.660.16X0.001461.001150.0022701.00488因为ZXi1,所以在23与-24C之间用插值法可求得塔顶温度为-23.52、塔底温度假设温度为-2C,根据P-T-K图查得CH4C2H4G4