全国化工大赛-恒逸石化杯-中石化青岛炼化年产16万吨生物质乙醇制醋酸乙烯酯项目10-塔设备设计说明书.doc
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目录
TOC\o1-3\h\z\u前言 1
第一章设计规范 2
第二章塔设备设计目标 2
第三章塔设备选型基本原则 2
第四章塔设备计算 3
4.1ASPEN工艺条件 3
4.1.1ASPEN物流线数据 3
4.1.2ASPEN工艺优化参数 4
4.2Cup-Tower水力学校核 6
4.2.1水力学校核过程 7
4.2.3水力学校核结果 15
4.3结构参数设计 16
4.3.1选择塔体和裙座材料 16
4.3.2塔体和封头壁厚的计算 17
4.3.3风载荷和风弯矩的计算 19
4.4地震载荷和地震弯度计算 20
4.5群座的强度和稳定性校核 20
第五章sw6强度校核结果 21
第六章塔设备条件 50
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前言
在化工领域中，由于炼油工艺和化工生产工艺过程的不同，以及操作条件的不同，塔设备内部结构形式和材料也不同。塔设备的工艺性能，对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及“三废”处理和环境保护等各个方面，都用重大的影响。在石油炼厂和化工生产装置中，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用25.93%。塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60～120万催化裂化装置中占48.9%。因此，塔设备的设计和研究，对石油、化工等工业的发展起着重要的作用。
精馏塔是分离气液混合物、液体混合物最早实现工业化的典型单元操作，广泛应用于化领域。它是利用混合物中各组分沸点、挥发度的差别实现组分的分离与提纯的目的。板式塔的核心部件为塔板，其功能是使气液两相保持密切而又充分的接触，塔板的结构主要由气体通道、溢流堰和降液管。本设计对板式塔T801进行设计。
本工艺流程利用乙烯气相法生产醋酸乙烯酯，原料中的醋酸是腐蚀性最强的有机物质之一，对钢铁的腐蚀严重，在塔设备设计过程中充分考虑此点，在耐醋酸腐蚀的金属材料中对比价格与使用条件，选定塔设备的主要材料SA240-316#，该种材料含有金属Mo,耐腐蚀率高。
通过ASPEN工艺流程模拟，对理论板数、回流比、进料位置、塔板压力进行优化，根据计算结果确定设计条件，导出水力学数据,利用Cup-Tower软件对工艺流程中T501气液分离塔分为2段、T801醋酸乙烯-醋酸分离塔并分为3段进行了详细设计，再通过SW-6对该塔进行结构参数设计，计算塔的尺寸、内件的结构与尺寸、开孔方位及尺寸并根据选定的塔设备材质计算设备筒体壁厚、封头壁厚、裙座厚度、地脚螺栓大小及个数等，并完成风载荷计算、地震载荷计算，耐压试验校核，校核结果合格。
T801醋酸-醋酸乙烯分离塔的设计
第一章设计规范
《化工设备设计基础规定》HG/T20643—2012
《钢制化工容器强度计算规定》HG20582—2011
《钢制化工容器结构设计规定》HG/T20583—2018
《石油化工塔型设备设计规范》SH3030—2009
第二章塔设备设计目标
作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相充分接触，以获得较高的传质效率；同时还应保证塔设备的经济性。为此，塔设备应满足以下基本要求：
（1）气液两相充分接触，相际传热面积大；
（2）生产能力大，即气液相处理能力大；
（3）操作稳定，操作弹性大；
（4）流体流动阻力小，流体通过塔设备的压降小；
（5）结构简单、耗用材料少，制造与安装容易；
（6）耐腐蚀和不易堵塞。
第三章塔设备选型基本原则
（1）生产能力大，弹性好。随着化工装置大型化，生产能力要求尽量地大，
而根据生产经验，工艺流程中精馏往往是限制环节。很多精馏塔设计中考虑诸如造价、结构或压降、分离效率等因素较多，而常常未将塔的操作弹性放在重要位置，从而造成投产后设备不大适应工艺条件和生产能力的较大波动。
（2）满足工艺要求，分离效率高。工艺上要分离的液体有很多特殊要求，
如沸点低、难分离、有腐蚀性、有污垢物等，对塔型要慎重选择。
（3）运转可靠性高，操作、维修方便。
（4）结构简单，加工方便，造价较低。
（5）塔压降小。对于真空塔或者要求塔压降低的塔来说，压降小的意义更为明显。通常选择塔型未必能满足所有的原则，应抓住主要矛盾，最大限度满足工艺要求。
第四章塔设备计算
4.1ASPEN工艺条件
4.1.1ASPEN物流线数据
表4-1ASPEN物流线数据
物流线
进料线
塔顶出料线
塔底出料线
PressurekPag