化工机械与设备课程设计-三十万吨甲醇项目精馏塔设机械设计精选.doc

合肥学院合 肥 Hefei University 化工机械与设备课程设计 题 目:三十万吨甲醇项目精馏塔设机械设计 系 别: 化学与材料工程系 专 业:_ 化学工程与工艺 学 号: 姓 名: 指导教师: 2010 年6月 26日 目录 一、概述 3 1.1 精馏过程对塔设备的要求 3 1.2 选择浮阀塔的依据 3 1.3 精馏塔的设计步骤 4 1.4 工艺条件 4 二． 材料选择 4 三． 按设计压力计算筒体和封头厚度，确定裙座厚壁。 4 3.1塔筒体壁厚计算 4 3.2封头壁厚计算 5 3.3确定裙座壁厚 5 四、载荷计算 5 4.1塔重 5 4.2风载荷计算及风力矩 6 五、各种载荷产生的轴向应力计算 6 六、 塔体的强度及轴向稳定性验算 7 6.1塔体1-1截面抗压强度和轴向稳定性验算 7 6.2塔体1-1截面的抗压强度计算 7 七、 裙座的强度及稳定性验算 8 7.1座底部0-0截面轴向应力计算 8 7.2 裙座焊缝强度验算 8 八 、水压试验时塔的强度和稳定性验算 8 8.1 塔件1-1面强度校核 8 8.2 塔体H截面最大轴向拉应力验算 9 8.3 塔体H截面最大组合轴向压应力验算 9 8.4 裙座底部0-0截面的强度与轴向稳定性验算 9 九、基础环设计 10 9.1 基础环的内径计算 10 9.2 混凝土基础强度校核 10 9.3 基础环厚度设计 11 十、地脚螺栓强度设计 12 附表 13 总结 13 参考文献 14 一、概述 1.1 精馏过程对塔设备的要求 精馏所进行的是气(汽)、液两相之间的传质，而作为气(汽)、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气(汽)、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。但是，为了满足工业生产和需要，塔设备还得具备下列各种基本要求： 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。 塔内的滞留量要小。实际上，任何塔设备都难以满足上述所有要求，况且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些独特的优点，设计时根据物系性质和具体要求，抓住主要矛盾，进行选型。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备本方案主要是采用浮阀塔。．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。3．塔板效率高，由于上升气体从水平方向吹入液层，故气液接触时间较长，而雾沫夹带量小，塔板效率高。4．气体压降及液面落差小，因气液流过浮阀塔板时阻力较小，使气体压降及液面落差比泡罩塔小。5．塔的造价较低，浮阀塔的造价是同等生产能力的泡罩塔的 50%～80%，但是比筛板塔高 20%～30近几十年来，人们对浮阀塔的研究越来越深入，生产经验越来越丰富，积累的设计数据比较完整，因此设计浮阀塔比较合适。精馏塔的设计步骤?本设计按以下几个阶段进行：?（1） 设计方案确定和说明。根据给定任务，对精馏装置的操作条件及其材质的选取等进行论述。?（2） 塔设计：计算塔板各主要尺寸，进行校核计算。 抄写说明书。 绘制精馏塔的设备图。本设计任务为分离醇和水的混合物采用连续精馏流程，温度不高，介质腐蚀性弱，所以选20R钢作为塔体材料，裙座材料选Q235钢。 三． 按设计压力计算筒体和封头厚度，确定裙座厚壁。 3.1塔筒体壁厚计算 由 （1） 查表T=94.2时，20R的许用应力为133MPa，（双面对接焊，局部无损伤），,取C1=0.8mm，(估计筒壁厚度在8—25mm),介质为水腐蚀裕量取=2mm。 由已知条件C2=4mm, ,则圆整后取塔体壁厚, 3.2封头壁厚计算 采用标准椭圆形封头 , 则圆整后取与筒体相同的厚度,即 3.3确定裙座壁厚 裙座取与筒体封头相同的厚度：即 四、载荷计算 4.1塔重 塔体重量 n层内部重量载荷 保温层重量载荷（保温层厚度为10