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1、摘要毕业设计说明书500万吨/年 常压塔设计和材料腐蚀的探讨The Design For Atmospheric Distillation Tower of t/y and Study of Material Corrosion毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢
2、意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献
3、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字
4、左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
5、3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它摘 要在炼油工业中塔器设备占主导地位，其性能、技术水平和寿命都直接影响到产品的产量、质量、经济效益等方面。近年来使用的原油中硫化物含量的升高，对塔器设备的腐蚀也变得严重。本设计主要阐述了常压塔的结构设计，包括主要部件材料、结构的选择与论证，强度、稳定性的校核。在专题论文中，对蒸馏装置中常减压塔的腐蚀原因及腐蚀部位进行了分析，其腐蚀类型主要有低温轻油腐蚀、高温硫腐蚀
6、和环烷酸腐蚀，论文讨论了这三种腐蚀的机理，并从加工工艺、材料选择方面提出了相应的防腐措施。关键词：常压塔 结构设计 腐蚀 AbstractIn the oil refining industry, tower equipment take precedence predominate, the performance of the pros, technological level and longevity will directly affect the output of products, quality, economic efficiency etc. In recent year
7、s, the concentration of the sulfide in oil along with the changes of oil goes up, the corrosion of tower equipments became more seriously. This design mainly elaborated the atmospheric distillation tower structure design, the content included: major components material, structure choice and proof; s
8、trength, stability examination. The reason and parts of corrosion in atmospheric and vacuum tower of distillation unit has analyzed in the monograph. The primarily type of these corrosion contain low temperature light oil corrosion, the high temperature sulphur corrosion and the naphthene acid corro
9、sion, This thesis discussed the occurrence mechanism of these three kinds of corrosions respectively, and bring up the antisepsis measure from the process craft, the material choose.Keywords：Atmospheric distillation tower The structure design corrosion 目录目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 绪论11.1 设计任务、设计思想、设
10、计特点11.1.1 设计任务11.1.2 设计思想11.1.3 设计特点11.2 本设备所在装置的简单工艺流程和在装置中的作用21.2.1 工艺流程21.2.2 工艺流程图21.2.3 设备在装置中的作用41.3 主要设计参数的确定和说明41.3.1 设计压力41.3.2 设计温度41.3.3 焊缝系数41.3.4 厚度附加量51.3.5 许用应力5第二章 常压塔主要部件材料的选择与论证62.1 结构和机械设计要求62.2 化工容器用钢的基本要求62.3 压力容器用钢的特殊要求72.4 压力容器专用钢板（不包括低温容器用钢共10种）92.5 各主要部件材料的选择与论证102.5.1 筒体和封头
11、102.5.2 塔盘102.5.3 裙座102.5.4 对焊法兰和垫片的选材112.5.5 螺母、螺栓的选材112.5.6 其余各部件选材11第三章 常压塔主要元件结构型式的选择及论证123.1 塔设备的性能要求123.2 塔设备的分类123.3 塔的选型123.3.1 板式塔简介133.3.2 塔盘的选型133.4 塔盘、封头、裙座、法兰、进出口结构型式的选择163.4.1 塔盘结构形式的选择163.4.2 封头结构型式的选择与论证213.4.3 辅助装置及附件的选择与论证223.4.4 法兰的结构型式选择与论证243.4.5 容器的接口管与凸缘273.4.6 进出口结构型式设计283.4.
12、7 视镜与液面计293.4.8 开孔补强结构303.5 平台和梯子结构型式的确定313.5.1 平台结构型式的确定313.5.2 梯子结构型式的确定333.5.3 本次设计的平台和梯子的设置343.6 塔顶、塔底与进料空间高度的确定343.6.1 塔顶空间高度的确定343.6.2 塔底空间高度的确定343.6.3 进料空间高度的确定343.7 塔盘间距的确定35第四章 常压塔的强度计算和稳定性校核364.1 筒体、封头的壁厚计算364.1.1 筒体的壁厚计算364.1.2 封头的壁厚计算384.1.3 裙座壁厚394.2 最小厚度计算394.3 塔体轴向稳定与强度校核计算404.3.1 载荷分
13、析404.3.2 工况及危险截面分析414.3.3 质量载荷计算424.3.4 塔的自振周期的计算454.3.5 地震弯距和地震载荷的计算464.3.6 风载荷和风弯距的计算484.3.7 最大弯距的计算504.3.8 圆筒轴向应力校核514.3.9 裙座强度及稳定性校核524.3.10 水压试验时的应力校核544.4 地脚螺栓的强度计算与基础环设计564.4.1 地脚螺栓的计算564.4.2 基础环的计算574.4.3 裙座与塔壳对连接焊缝的验算584.5 开孔补强计算584.5.1 开孔补强的设计准则584.5.2 开孔补强的设计条件584.5.3 开孔削弱的截面积584.5.4 有效补强
14、范围594.5.5 补强区内补强金属面积604.6 塔体挠度计算604.6.1 塔顶挠度的计算614.6.2 塔顶挠度的控制值63第五章 常压塔的腐蚀与防护分析645.1 腐蚀的危害性645.1.1 造成经济损失645.1.2 资源的浪费645.1.3 引发灾难性事故645.1.4 污染环境645.2 装置概况645.3 原料状况655.4 常压塔的腐蚀类型655.4.1 高温环烷酸腐蚀655.4.2 高温硫腐蚀665.4.3 低温腐蚀675.5 腐蚀事例675.5.1 高温腐蚀实例675.5.2 低温腐蚀实例685.6 防护措施及材料选用695.6.1 高温环烷酸腐蚀695.6.2 高温硫腐
15、蚀705.6.3 低温腐蚀705.7 防护监测705.8 腐蚀展望71结论72致谢73参考文献74附件.75目录第一章 绪论第一章 绪论1.1 设计任务、设计思想、设计特点1.1.1 设计任务题目：15000t/d常压塔设计和材料腐蚀的探讨主要参数如下：设备处理量：15000t/d 塔内直径：6200/5200/4000操作介质：高含硫油品 塔内塔盘数：50操作压力：0.1MPa 保温层厚度：120mm设计压力：0.24MPa 容器类别：一类最高操作温度：370 焊缝系数：0.85塔总高：54853 腐蚀余量：自定塔基础高：4700 塔内介质平均密度：830Kg/m3地震烈度：7 其他参数：参
16、照茂名石化四蒸馏装置基本风压值：600Pa 建造场地类别：类 1.1.2 设计思想1、根据GB钢制压力容器与JB钢制塔式容器等国家标准为基础进行设计。2、满足工艺和操作要求，所设计出来的流程和设备能保证得到质量稳定的产品，设计的流程与设备需要一定的操作弹性，可方便地进行流量和传热量的调节。3、满足经济上的要求，设计省热能和电能的消耗，减少设备与基础的费用，选择合适的回流比，节省冷却水，设计时要全面考虑，力求总费用尽可能的偏低一些。4、保证生产安全，保证塔设备具有一定的刚度和强度。设计中设计压力确定壁厚,再校核其他载荷作用下容器的应力，使容器有足够的腐蚀裕度。5、采用某些高新技术（如：一脱三注）
17、或应用某些工艺系统来降低原料的含硫量，减缓腐蚀，延长设备的使用寿命，以提高装置的生产率。1.1.3 设计特点塔设备的设计特点主要有：气液两相充分接触，相际间传热面积大。生产能力大，即气液处理量大。操作稳定，操作弹性大。阻力小，如流体通过塔设备时阻力小，及流体的压降小，则可降低能耗，从而减少设备的操作费用。结构简单，制造、安装、维修方便，设备的投资及操作费用低。耐腐蚀，不易堵塞。本次设计主要是对过程装备与控制工程专业，特别是化工容器及设备设计知识的全面检查，它具有真实性，准确性及模拟性的特点。1、常压塔是化工、炼油生产中蒸馏装置最重要的设备之一，主要用于将原油分馏成汽油、煤油及柴油等油料组分，它
18、是装置的主体，主要产品从这里得到。常压部分拔出率的高低不仅关系到该塔产品质量与收率，而且也将影响减压部分的负荷以及整个装置生产率的提高。2、塔的结构形式各异，但根据塔内件，一般可将塔分成板式塔和填料塔两大类，两者的基本结构可以概括为：塔体、内件、支座、附件等。3、塔设备安置在室外，在风力作用下产生振动破坏，而必须做好防振工作。此外，塔设备还要承受介质正压力，重力载荷、风载荷、地震载荷、偏心载荷等，这些都会给塔体造成破坏，因此塔设备必须有足够的刚度和强度。4、对于化工容器考虑腐蚀、设备疲劳、蠕变、振动以及技术的更新换代，本塔设计寿命为20至30年。由于本塔介质易燃易爆，故要求密封性能好。1.2
19、本设备所在装置的简单工艺流程和在装置中的作用1.2.1 工艺流程原油在蒸馏前必须严格的脱盐、脱水，脱盐后原油换热到230240进入初馏塔（又称预气化塔），塔顶出轻汽油馏分或重整原料。塔底为拔头原理经常压炉加热至360370进入常压分馏塔，塔顶出汽油。侧线自上而下分别出煤油、柴油以及其它油料常压部分大体可以得到相当于原油实沸点馏出温度约为360的产品。它是装置的主塔，主要产品从这里得到，因此其介质量和收率在生产控制上都应给予足够的重视。除了用增减流量及各侧线馏出量以控制塔的各处温度外，通常各侧线外设有汽提塔，用吹入水蒸气或采用“热重沸”（加热油品使之汽化）的方法调节产品质量。常压部分拔出率高低不
20、仅关系到该塔产品的质量与收率而且也将影响减压部分的负荷以及整个装置生产效率的提高。出塔顶冷回流外，常压塔通常还设置23各中段循环回流。塔底用水蒸气汽提，塔底重油（或称常压渣油）用泵抽出送减压部分。1.2.2 工艺流程图常减压装置简单工艺流程图如图1.1所示。1.1 工艺流程图1.2.3 设备在装置中的作用在石油，化工生产过程中，常常需要将混和物分离成为较纯的物质，这些生产过程称为物质分离过程或物质传递过程，他们大多是在塔设备内进行，本常压塔的作用就是将原油分割成汽油、煤油及柴油等组分，它的工艺性能对于整个装置的产品产量、质量和生产能力等有重大的影响。1.3 主要设计参数的确定和说明1.3.1
21、设计压力容器的设计压力是指在相应的设计温度下，用以确定容器壳壁厚及其元件尺寸的压力。其值不得小于最大工作压力。最大工作压力系指正常操作情况下,塔顶部可能出现的最高压力。本设备设计压力取P=0.24。1.3.2 设计温度设计温度系指塔器在正常操作情况，在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值），当元件金属温度不低于0时，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度。对于0以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。塔器设计温度（即标注在塔器铭牌上的设计温度）是指塔壳的设计温度，根据这种理论和所提供的已知条件本设计的设计温度为370。1.3.3 焊
22、缝系数焊缝系数是指对应焊接接头强度与母材强度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。大多数容器采用焊接结构，焊接时由于可能出现焊接缺陷，如未焊透、夹渣、气孔、咬边等。焊缝往往是容器强度比较薄弱的环节。因此在设计中用焊缝系数表示焊缝金属与母材的强度比值。它的大小视焊缝接头形式和无损探伤的要求而定。焊缝系数应根据塔器受压部分的焊缝型式和无损探伤检验要求选取：双面焊或相当于双面焊的全焊透对接接头。100%无损检测，=1.00；局部无损检测=0.85。单面焊的对接接头（沿焊缝根部全长具有紧贴基本金属的垫板）。100%无损检测=
23、0.90；局部无损检测=0.80。对于受压缩应力的元件，可取焊接接头系数=1.0。无法进行探伤的单面焊环向对接焊缝，无垫板，=0.60，此系数仅适用于厚度不超过16mm,直径不超过600mm的塔壳环向焊缝。本设计焊缝系数0.85。1.3.4 厚度附加量厚度附加量按公式C=C1+C2确定：式中：C厚度附加量，； C1钢板或钢管的厚度负偏差，按相应钢板或钢管等钢材标准选取，； C2腐蚀裕量，； 对于碳素钢和低合金钢，取C2不小于1； 对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，取C2=0； 对裙座壳取C2=2； 地脚螺栓取C2=3；本设计所给参数已给出C2的值，C20。 1.3.5 许用应力许用应力是指受压
24、元件材料(如容器壳体，封头)和螺栓等在不同温度下的材料许用强度，取材料强度失效判据的极限值与相应的材料设计系数之比，设计时必须合理地选择材料的许用应力。当温度低于20时，取20的许用应力。 在蠕变温度下，通常取材料常温下最低抗拉强度,屈服点或设计温度屈服点，三者除以各自的材料设计系数后得到的最小值作为压力压力容器受压元件设计时的许用应力13。非受压元件材料的许用应力，除裙座壳和焊于受压体上的重要内件，栅板等支承件的许用应力按受压元件许用应力选取外，其余按GBJ17的规定选取。第二章 常压塔主要部件材料的选择与论证第二章 常压塔主要部件材料的选择与论证2.1 结构和机械设计要求（1）有足够的强度
25、，防止受外力而破坏，保证安全。（2）足够的刚度，防止设备在运输、安装、使用过程中发生不允许的变形。（3）耐久性。化工生产中所处理的物料常有腐蚀性，故应正确选材或采取合理的防腐措施以保持持久耐用。（4）严密性。防止物料外泄、保证良好的劳动环境。制造方便，节约材料，便于运输、安装、操作、维修等。2.2 化工容器用钢的基本要求塔设备绝大多数是采用钢材制造的。这是因为钢材具有足够的强度和塑性，制造性能好，设计制造的经验也比较成熟。板式塔中的塔盘，以及浮阀、泡罩一类气液接触元件，由于结构较为复杂，加之安装工艺和使用方面的要求，所以仍是以钢材为主。压力容器零件材料的选择，应综合考虑容器的使用条件、相容性、
26、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料的使用经验、综合经济性和规范标准。（1）压力容器使用条件使用条件包括设计温度、设计压力、介质特性和操作特点，材料选择主要由使用条件决定。（2）相容性相容性指材料必须与其相接触的介质或其它材料相容。对于腐蚀性介质，应选用耐腐蚀的材料。当压力容器零部件由多种材料制造时，各种材料必须相容，特别是需要焊接连接的材料。（3）零件的功能和制造工艺明确零件的功能和制造工艺，据此提出相应的材料性能要求，如强度、耐腐蚀性等。例如，筒体和封头的功能主要是形成所需要的承压空间。还要在选材时应考虑到加工制造工艺条件。（4）材料的使用经验对已成功使用的材料实例，应搞清楚所用材料的化学
27、成分（特别是硫和磷等有害元素）的控制要求、载荷作用下的应力水平的状态、操作规程和最长使用时间。因为这些因素会影响材料的性能。即使使用相同钢号的材料，由于上述因素的改变，也会使材料具有不同的力学行为。（5）综合经济性影响材料价格的因素主要有冶炼要求（如化学成分、检验项目和要求等）、尺寸要求（厚度及偏差、长度等）和可获性等。一般情况下，相同规格的碳素钢的价格低于低合金钢，不锈钢的价格高于低合金钢。当所需不锈钢的厚度较大时，应尽量采用复合板、衬里、堆焊、或多层结构。与介质接触的复层、衬里、堆焊层或内层，用耐腐蚀材料，而外层用一般压力容器用钢。（6）规范标准和一般的结构钢相比，压力容器用钢有不少特殊要
28、求，应符合相应国家标准和行业标准的规定。钢材使用温度上限和下限、使用条件就满足标准要求。许用应力也应按标准选取或计算。在塔设备的设计中，正确的选择结构材料对于保证容器的结构合理，安全使用和降低制造成本是至关重要的，选材时应该同时考虑塔设备的自身特点和介质的腐蚀作用。塔设备与其他化工设备一样，是置于室外的无框架的自支承式塔体，绝大多数是采用钢材制造，这是由于钢材具有足够的强度和塑性，制造性能较好，设计制造的经验也较成熟，在大型设备中优势明显。钢板的选择一般要注意以下问题：各类钢板在不同厚度和热处理状态下，允许使用的介质、压力及温度范围。为节约不锈钢和降低成本，且厚度较厚时，可尽量选择不锈复合钢板
29、或用碳钢的结构。选择化工容器及设备材料时应遵循以下原则：即使用及操作条件（操作压力、操作温度、介质特性及工作特点等）；材料的焊接及冷热加工性能，设备结构及制造工艺；材料的来源及经济合理性；同工程设计或设备设计中尽量注意用材统一。选材的另一个方面就是考虑装置的腐蚀形态和材料的防腐性能。由于本塔的操作介质是高含硫原油，在加工过程中必然带来一系列严重的腐蚀问题。在化工行业上，压力容器选取的材料是钢材较多，因为钢材强度高，而且塑性和韧性方面性能较好：（1）钢材有良好的冶金质量。（2）钢材能够满足强度、延塑性和韧性的要求。（3）钢材有良好的冷热加工性能。（4）钢材具有良好的可焊性。塔设备与其它化工设备一
30、样，置于室外、无框的自支承式塔体，绝大部分选用钢材制造，这是因为钢材不但具有足够的强度和塑性，而且制造性能较好，设计制造的经验也较成熟。特别是在大型的塔设备中，钢材更具有无法比拟的优点，因而被广泛地使用。2.3 压力容器用钢的特殊要求由于压力容器是一种特殊的设备，因此不是任何钢材都可以用于制作压力容器，它必须是特定的材料，与一般结构钢相比之下，专门的压力用钢必须保证的机械性能项目更多，其检验要求也更为严格。根据压力容器用钢的特殊要求，选钢必须釆用容器用钢，因为容器用钢和普通结构钢釆用的冶炼标准不同对化学成分的控制、机械性能的保证项目、检验率均有不同。而且必须釆用镇静钢，因为镇静钢的脱氧比较完全
31、，这是钢液在浇注之前经过完全脱氧，凝固时不沸腾，钢锭内气泡疏松较少，钢中杂质含量低，钢材质量高。选材时还应注意材料在各种介质环境中的耐蚀性能，由于本塔的操作介质是高含硫原油,原油中夹带有氯盐,单质硫,硫化物及环烷酸必然给加工带来一系列的腐蚀问题。同时还应考虑与之相应的防护措施。另外还必须考虑压力容器的制造工艺以及其经济合理性。以下是几种压力容器用钢，碳素钢和低合金钢钢板的力学性能和工艺性能（GB6654-1996）见表2-1。表2-1 压力容器用碳素钢和低合金钢钢板的力学性能和工艺性能序号钢号交货状态钢板厚度mm拉伸试验冲击试验冷弯试验抗拉强度b屈服点sMPa伸长率s%温度V型冲击功AKV8(
32、横向)J180od-弯心直径a-钢板厚度不小于不小于120R热轧、控轧或正火616400520245252031d=2a163623536602256010039051020524216MnR616510640345212031d=2a1636490620325d=3a36604706003056010046059028520100120450580275315MnVR616530665390192031d=3a16365106453703660490625350415MnVNR正火616570710440182034d=3a16365506904203660530670400518MnMoN
33、bR正火+回火3060590740440172034d=3a60100570720410613MnNiMoNbR10057072039018031d=3a100120380715CrMoR660450590295202031d=3a60100275814Cr1MoR正火+回火660515690310182031d=3a60100907MnCrMoVR调质165061074049017-2047d=3a2.4 压力容器专用钢板（不包括低温容器用钢共10种）除20R外，其它9种都是低合金钢钢板。10种钢板已纳入GB150-1996标准。另外3种：14Cr1MovR、07MnCrMoVR和12Cr2
34、Mo1R则有GB150-86对它们的化学成分，力学和工艺性能做出了规定。因为炼制的原油是高含硫油品，所以原油对炼油设备的腐蚀极为严重，原油中的硫化物对金属的作用。活性硫化物就是与金属直接发生如原油中的硫化氢、硫和硫醇，硫的含量越高对设备的腐蚀越厉害。在选材时必须了解到压力容器钢板的化学成分，防止原油直接和塔体发生反应。表2-2为常用压力容器材料在高温下的性能。 表2-2 压力容器材料的高温性能 （单位：MPa）牌号厚度（mm）下列温度（）下的r0.2不小于20025030035040045 050020R213618616715313912945036601781611471331231216
35、010016414716512311311616MnR213625523521520019018036602402202001851751656010022520518517516515510012022020018017016015015MnVR2136295280260240220205366028026524522521019515MnVNR2136340315290270250235366032030027525523522018MnMoNbR30603803703603503353156010036035034033031529513MnNiMoNbR3010035535034533
36、530510012034534033532530015CrMoR2160240225210200189179174601002202101961861761671622.5 各主要部件材料的选择与论证2.5.1 筒体和封头复合钢板是在碳钢或低合金结构钢结构钢表面复合另外一种材料形成的一种复合材料，通常是以碳钢或低合金钢结构钢作基材(母材)，用具有特殊性能（如耐腐蚀、抗磨、抗辐射）的材料作面材，用某种复合工艺将其复合在一起使用。可在保证使用性能的前提下使用复合钢板可节约昂贵的面材，从而降低设备成本。由于所设计的塔直径大，处理量大，又其所接触的介质为高含硫原油，故采用复合板材料，外层材料主要选用压
37、力容器用钢，内层采用耐腐蚀性好的材料。以达到满足生产要求和成本核算经济性。参考茂名石油工业公司设计院的第四套常减压蒸馏装置塔-2的结构设计、JB4710-92钢制塔式容器、GB150-1998钢制压力容器标准。本塔的筒体材料与上下封头材料均采用20R+。2.5.2 塔盘为防止高含硫油品的腐蚀,及考虑到材料的加工性能和耐腐蚀性能,所有塔盘板均选用0Cr18Ni11Ti材质。0Cr18Ni11Ti不仅有足够的强度和刚度,还抵抗高温下的硫侵蚀，对于本塔塔盘加工高含硫原油有很好的防腐作用。2.5.3 裙座由于裙座与介质不直接接触，也不承受容器内的介质压力，因此不受压力容器用材所限，可以选用较经济的碳素
38、结构钢。裙座的选材还应考虑到载荷、塔的操作条件，以及塔釜封头的材料等因素，在室外操作的塔还要考虑环境温度。考虑到塔设备在常温下操作，而且必须有足够的强度以承受载荷作用，故选用Q235-A,而Q235-A有缺口敏感及夹层等缺陷，因此仅能在常温操作且不是以风载荷或地震载荷确定裙座壁厚的场合。而且因为塔釜封头材料为20R+0Cr13，考虑到操作条件、环境、温度等因素，塔体与裙座之间应有过渡段，由于塔体温度较高，裙座温度较低，但两者材料不同，为保证焊接质量，过渡段应选用与塔体相同的20R。而地脚螺栓则选用Q235-A。2.5.4 对焊法兰和垫片的选材塔内介质为高含硫原油，腐蚀较严重，且操作温度较高，故
39、选用耐腐蚀的0Cr18Ni9Ti作为法兰的材料。垫片可采用金属包垫片和非金属软垫片。金属包垫片是由石棉橡胶板作内芯，外包厚度为0.20.5mm厚的薄金属板构成。金属板的材料可以是铝、铜及其合金，也可以采用不锈钢或优质钢。非金属软垫片指的是耐油石棉橡胶板（使用温度200）和石棉橡胶板（使用温度350）。2.5.5 螺母、螺栓的选材（1）选材分析Q235-A，用于350以下受力不大的钢结构件、焊接构件、机械零件、紧固件等。在压力容器上，可制造工作压力小于1.6MPa的容器上的螺母。35号钢，有较好的塑性和强度，加工性能良好，在化工设备上主要用于制造双头螺柱，一般不作焊接件。1Cr13,属半马氏体型
40、不锈钢，主要用于石油化工中处理含硫介质装置的零部件（如浮阀塔塔盘、浮阀、紧固件等）。在375475范围工作时略有热脆性。2Cr13，属马氏体型不锈钢，耐蚀性不如1Cr13，但强度较高，有较好的抗氧化性，可在550下长期使用。（2）选材结果用于固定塔盘的卡子用螺母、螺柱的材料可选1Cr13和2Cr13，而其它部位的紧固用螺母、螺柱可选Q235-A和35号钢。2.5.6 其余各部件选材考虑到经济问题,及材料的加工性能及耐热,耐蚀性能,其他的盖板,垫板,筋板,环板均采用Q235-A钢,补强圈采用20R,爬梯扶手,管嘴均采用1Cr18Ni11Ti。第三章 常压塔主要元件结构型式的选择及论证第三章 常压
41、塔主要元件结构型式的选择及论证3.1 塔设备的性能要求为了使塔设备能更有效、更经济地运行，除了要求它满足特定的工艺条件外，还应满足以下基本要求：(1) 气液两相充分接触，相际间传热面积大。(2) 生产能力大，及气液处理量大。(3) 操作稳定，操作弹性大。(4) 阻力小。(5) 结构简单，制造、安装、维修方便，设备的投资及操作费用低。(6) 耐腐蚀，不易堵塞。以上诸多要求都满足是很困难的，只能根据具体情况，找出主要矛盾进行设计，从而确定合理的塔设备类型和内构件。3.2 塔设备的分类无论是填料塔还是板式塔，除了各种内件之外，均由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、吊柱及扶梯、操作平台等组成。.按
42、操作压力分有加压塔、常压塔、减压塔；.按单元操作分有精馏塔、吸收塔、介吸塔、萃取塔、反应塔、干燥塔等；.按塔内件结构分有填料塔、板式塔。3.3 塔的选型表3-1 填料塔与板式塔的比较项目填料塔板式塔压降压力降小，较适于要求压力降小的场合压力降一般比填料塔大空塔气速（生产能力） 新型填料空塔气速大空塔气速较大塔效率塔径1.5m以下效率高，塔径增大，效率常会下降，但新型规则填料例外较稳定、效率较高液-气比对液体量有一定要求适用范围较大持液量较小较大安装、检修较难较容易材质金属及非金属材料均可一般用金属材料造价新型材料，投资较大大直径一般比填料踏造价低重量重较轻填料塔以填料作为气液接触元件，气液两相在填料层逆相连续接触，它具有结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等优点。对于气
