石油化工过程系统概论第八章PPT课件
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石油加工的主要过程ppt课件
•对于碳原子数一样的各族烃，吸附才干的 大小顺序为：
•稠环芳烃＞稠环环烷烃＞烯烃＞单烷基单 环芳烃＞单环环烷烃＞烷烃
•同族烃分子，分子量越大越容易被吸附。
假设按化学反响速度的高低进展陈列，那么大 致情况如下； 烯烃＞大分子单烷基侧链的单环芳烃＞异构烷 烃和环烷烃＞小分子单烷基侧链的单环芳烃＞ 正构烷烃＞稠环芳烃 综合上述两个陈列顺序可知，芳烃虽然吸附才 干强，但反响才干弱，使整个石油馏分的反响 速度变慢 ；对于烷烃，虽然反响速度快，但吸 附才干弱，从而对原料反响的总效应不利。富 含环烷烃的石油馏分应是催化裂化的理想原料
〔二〕石油馏分的催化裂化反响是复杂的平行-顺序反响
• 石油馏分进展催化裂化反响时，原料向几个方向进展 反响，中间产物又可继续反响，从反响工程观念来看， 这种反响属于平行-顺序反响。原料油可直接裂化为汽 油或气体，属于一次反响，汽油又可进一步裂化生成 气体，这就是二次Байду номын сангаас响。平行-顺序反响的一个重要特 点是反响深度对产品产率分布有艰苦影响。
二、 催化重整
催化重整是指烃类分子经过反响重新组 成新的构造。催化重整是在催化剂作用下从 石油轻馏分消费高辛烷值汽油组分或芳香烃 的工艺过程，副产氢气那么是加氢安装的重 要氢源。
反响生成的焦炭堆积在催化剂的外表， 含焦炭的催化剂〔待生催化剂〕分别出油气 后从待生斜管进入催化剂再生器，在700℃ 左右的温度下用空气烧焦，除去外表的积炭 ， 使催化剂的活性得以恢复。再生后的催化剂 经过再生斜管送回反响器循环运用。
分馏系统：由反响器来的反响产物油气从 分馏塔的底部进入，在分馏塔中分成几个 馏分，塔顶为汽油与富气，侧线为轻、重 柴油以及回炼油，塔底为油浆。
无定形硅酸铝
低 长 差（焦炭产率高） 较差 较低（约600℃） 较低 较弱 可在0.5%左右
化工系统工程 第八章 化工过程系统的合成.ppt
2020/1/27
第八章 化工过程系统的合成
11
化环学院：路平
8.2.2 分支定界法合成分离序列
例8.1 六组分混合物的分离序列合成。 总流量为 678kmol/h，压力为 55.2kPa，进料温度为
53.9℃，要求分离成A、C、F、BDE四个组分，允许的分离 方法有两种：普通精馏分离和萃取精馏。试求最优分离序列。
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化环学院：路平
8.3.4 以节能与设备投资为综合目标 的换热网络合成
❖ 能合并的设备进行合并
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第八章 化工过程系统的合成
28
化环学院：路平
8.3.5 流股分割换热器网络合成方法
❖ 在不能满足挟点匹配时用此法，将流 股分割成几股。
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第八章 化工过程系统的合成
29
从而找到局部最优解——调优合成法：用直觉修正 或算法修正。 ❖ 二、在无初始流程的情况下，寻找最优流程——分 支（分枝）定界法：近期发展，该方法可较严格地 排除大量的不可行的流程方案可的繁琐计算，可大 大减少要详细计算的方案数，很快找到最优解，是 一种无需穷举的系统合成策略。
2020/1/27
第八章 化工过程系统的合成
2020/1/27
第八章 化工过程系统的合成
1
化环学院：路平
8.1 过程合成的基本概念
❖ 目的：从大量的可行方案中挑选一个或几个最优 或次优的方案。
❖ 一般过程合成步骤：
确定研究对象的描述方法和目标——描述问题； 建立评价过程系统的目标函数——评价方法； 将过程系统视为若干相互关联的子系统的组合——分
有N种组分进料分离成N个纯组分的分离，用P种分离方法的
分离序列数Z为：
化工自动化过程控制系统PPT课件
智能控制
结合人工智能、模糊逻辑等理论， 处理复杂非线性系统的控制问题。
优化与调度技术在过程控制中应用
01
02
03
实时优化
根据实时数据对过程参数 进行优化，提高产品质量 和经济效益。
生产调度
根据生产计划和资源情况 ，合理安排生产顺序和资 源配置，实现整体最优。
数据驱动控制
利用大数据分析和机器学 习技术，挖掘历史数据中 的有用信息，指导过程控 制。
串级控制
02
03
前馈控制
采用两个或更多控制器串联，实 现更精确的控制，常用于复杂系 统。
通过引入前馈信号，提前对干扰 进行补偿，提高系统抗干扰能力 。
先进控制策略及方法应用
自适应控制
根据被控对象特性变化自动调整 控制器参数，保持系统性能最优
。
预测控制
基于模型预测未来输出，并根据预 测误差进行优化，适用于大滞后系 统。
发展历程
从20世纪50年代开始，随着计算机技术的发展， 化工自动化经历了从单机自动化、过程自动化到综 合自动化的发展历程。
化工自动化技术应用领域
石油炼制与石油化工
实现常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化等过 程的自动化控制。
基本有机化工与精细化工
实现乙烯、丙烯、苯乙烯等生产过程的自动 化控制。
化学肥料与无机化工
控制器根据偏差信号按照一定的控制 规律（如PID控制）进行运算，输出 控制信号。
执行器动作
执行器接收控制信号后，通过改变被 控对象的操作条件来调节被控参数。
被控对象响应
被控对象在执行器的作用下，其参数 发生变化，逐渐接近设定值。
过程控制系统性能指标
稳定性
系统受到扰动后，能够自动恢复到原来的平 衡状态或达到新的平衡状态的能力。
结合人工智能、模糊逻辑等理论， 处理复杂非线性系统的控制问题。
优化与调度技术在过程控制中应用
01
02
03
实时优化
根据实时数据对过程参数 进行优化，提高产品质量 和经济效益。
生产调度
根据生产计划和资源情况 ，合理安排生产顺序和资 源配置，实现整体最优。
数据驱动控制
利用大数据分析和机器学 习技术，挖掘历史数据中 的有用信息，指导过程控 制。
串级控制
02
03
前馈控制
采用两个或更多控制器串联，实 现更精确的控制，常用于复杂系 统。
通过引入前馈信号，提前对干扰 进行补偿，提高系统抗干扰能力 。
先进控制策略及方法应用
自适应控制
根据被控对象特性变化自动调整 控制器参数，保持系统性能最优
。
预测控制
基于模型预测未来输出，并根据预 测误差进行优化，适用于大滞后系 统。
发展历程
从20世纪50年代开始，随着计算机技术的发展， 化工自动化经历了从单机自动化、过程自动化到综 合自动化的发展历程。
化工自动化技术应用领域
石油炼制与石油化工
实现常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化等过 程的自动化控制。
基本有机化工与精细化工
实现乙烯、丙烯、苯乙烯等生产过程的自动 化控制。
化学肥料与无机化工
控制器根据偏差信号按照一定的控制 规律（如PID控制）进行运算，输出 控制信号。
执行器动作
执行器接收控制信号后，通过改变被 控对象的操作条件来调节被控参数。
被控对象响应
被控对象在执行器的作用下，其参数 发生变化，逐渐接近设定值。
过程控制系统性能指标
稳定性
系统受到扰动后，能够自动恢复到原来的平 衡状态或达到新的平衡状态的能力。
石油化工系统概论课件
ethylene
The first step
produce
The second step
——生产石油化工产品的第一步是对原料油 和气（如汽油、柴油、丙烷等）进行裂解， 生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二 甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基 本化工原料为原料生产多种有机化工原料 （约200种）及合成材料 （合成塑料、合成 纤维、合成树脂、合成橡胶等）
petroleum as raw materials
脱盐水
desalted water crude oil
原油
atmospheric vacuum
常减压蒸馏
脱盐水
separation
refinery 分离 gas
炼厂气
甲烷 methane
steam-reforming
蒸汽转化
synthesis
gas
The step of producing petrochemicals
生产石油化工产品的步骤
The first step
The raw oil and gas
原料油和气
(gasoline, diesel oil, propane, etc) （如汽油、柴油、丙烷等）
ethylene 裂解
the basic chemical raw materials
Petroleum and Chemical Engineering System Fundaments
Chapter1 Introduction
Ma tingxia
Introduction——
Contents
The Basic Raw Material and Base Stock of Petrochemical
石油化工过程讲义课件(ppt 30页)
苯
对二甲苯
邻二甲苯 HD聚乙烯 乙二醇
苯乙烯
聚氯乙烯聚苯乙Biblioteka 聚丙烯丁苯橡胶甘油
C5馏分
苯酚 丙酮 正丁醇
辛醇
石油化工过程基本构成单元
石油化工的核心过程是乙烯生产过程，乙烯工程的规模决 定石油化工企业的生产规模。一般的石油化工过程由烯烃 装置、芳烃装置、聚合装置、化工合成装置等构成；
石油化工企业通常设立烯烃事业部、芳烃事业部、化工事 业部、橡胶塑料事业部和化纤事业部等生产机构。
大型精馏塔、大型反应器和 工业催化剂。
反应动力学，传质与分离
石油炼制基本包括：石油一次 加工、石油二次加工和石油产 品精制等三个基本过程
原油一次加工过程
原油的脱盐、脱水 常压蒸馏 减压蒸馏
原油一次加工基本属于物理过程，原料油在蒸馏塔里根据组 分的挥发性不同，分离出沸点范围不同的馏分（油品），这些馏 分有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是作 为后续加工装置的原料。
裂化反应和转化反应耦合
第一反应器采用常规催化裂化操作模式, 烃分子在高温、短接触 反应条件下生成气体、汽油、柴油和重油；
生成的汽油进入第二反应器, 在那里采用低温、长停留时间操作 条件, 使烯烃进行氢转移、异构化和烷基化等反应生成芳烃或异 构烷烃, 从而实现降低催化裂化汽油烯烃含量的目的。
裂化反应和转化反应
现有催化裂化过程仅是裂化 反应一维结构；
对于既要完成烃类的充分裂 化、又要促进能大幅度降低汽油 烯烃的氢转移反应则难免顾此失 彼。
具有裂化反应和氢转移反应 的二维反应结构, 可以满足裂化 反应和氢转移反应各自的需求。
若只有1套催化裂化装置, 且对汽
油降烯烃要求不高, 可采用单沉降器、
石油化工过程系统概论第八章__加氢裂化装置
2016/8/3 炼油装备技术 25
1、入口扩散器 入口扩散器是介质进入 反应器遇到的第一个部件。
作用： （1）起预分配作用，将进 来的介质扩散到反应器的整 个截面上； （2）消除气、液介质对分配 盘的垂直冲击，为分配盘的 稳定工作创造条件；
2016/8/3 炼油装备技术 26
2.分配盘
采用分配盘是为了均 布反应介质，改善其流动 状况，实现与催化剂的良 好接触，进而达到径向和
14
图1-7-1 加氢裂化装置流程示意图
此流程属于什么加氢裂化工艺流程？ 简述其工艺流程
2016/8/3 炼油装备技术 15
图1-7-2 加氢裂化装置流程简图
2016/8/3
炼油装备技术
16
加氢裂化装置的工艺流程
原料油经过滤、脱水后进入缓冲罐，由高压泵升压后与氢气(包括 循环氢与新氢气)混合后一起进入换热器与反应生成物换热至300℃左 右，然后进加热炉预热(另一种流程是原料油不进加热炉而只有循环氢 进加热炉预热，在炉出口与换热后的原料油混合，这种流程可以减少 炉管结焦)，预热后从反应器顶部进入，在反应器内反应后由底部排出， 经与新鲜原料、循环氢换热后再进入空冷器冷却，冷凝下来的油和不 冷凝的油气和氢气进入高压分离器，油气分离，氢气从高压分离器顶 部排出，大部分进循环氢压缩机，反应生成油由底部排出，降压后送 至低压分离器，油、气再次分离，气体送燃料气管网，生成油送至分 馏系统经分馏塔、汽提塔、脱丁烷塔等分馏后得到汽油、航空煤油、 柴油等产品。第三种流程中分馏塔底的尾油再全部循环回到加氢裂化
2016/8/3 炼油装备技术 32
在反应物均匀分布的前提下，反应器内部的压力降不
致过大，以减少循环压缩机的负荷，节省能源。
2016/8/3 炼油装备技术 24
1、入口扩散器 入口扩散器是介质进入 反应器遇到的第一个部件。
作用： （1）起预分配作用，将进 来的介质扩散到反应器的整 个截面上； （2）消除气、液介质对分配 盘的垂直冲击，为分配盘的 稳定工作创造条件；
2016/8/3 炼油装备技术 26
2.分配盘
采用分配盘是为了均 布反应介质，改善其流动 状况，实现与催化剂的良 好接触，进而达到径向和
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图1-7-1 加氢裂化装置流程示意图
此流程属于什么加氢裂化工艺流程？ 简述其工艺流程
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图1-7-2 加氢裂化装置流程简图
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炼油装备技术
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加氢裂化装置的工艺流程
原料油经过滤、脱水后进入缓冲罐，由高压泵升压后与氢气(包括 循环氢与新氢气)混合后一起进入换热器与反应生成物换热至300℃左 右，然后进加热炉预热(另一种流程是原料油不进加热炉而只有循环氢 进加热炉预热，在炉出口与换热后的原料油混合，这种流程可以减少 炉管结焦)，预热后从反应器顶部进入，在反应器内反应后由底部排出， 经与新鲜原料、循环氢换热后再进入空冷器冷却，冷凝下来的油和不 冷凝的油气和氢气进入高压分离器，油气分离，氢气从高压分离器顶 部排出，大部分进循环氢压缩机，反应生成油由底部排出，降压后送 至低压分离器，油、气再次分离，气体送燃料气管网，生成油送至分 馏系统经分馏塔、汽提塔、脱丁烷塔等分馏后得到汽油、航空煤油、 柴油等产品。第三种流程中分馏塔底的尾油再全部循环回到加氢裂化
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在反应物均匀分布的前提下，反应器内部的压力降不
致过大，以减少循环压缩机的负荷，节省能源。
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《chap石油化工》PPT课件
• 以天然资源和工业产品为原料，生产无 机酸、碱、盐、合成氨和化肥的行业。
• 几千年前的陶瓷制作、炼丹、染布就属 无机化工行业。
• 生产硫酸、烧碱、化肥的行业 • 无机化工是相对有机化工而言的。
精选ppt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
典型产品生产工艺
2.合成氨生产工艺
• 自然界中含氨的化合物很少，目前均为人工合 成。
• 合成方法 当今世界上最经济、应用最广泛的方法是 N2 + 3H2 2 NH3
精选ppt
22
六.石油化工的发展
3.生产技术向大型化、综合化发展
规模扩大，生产成本下降，经济效益提高，称规 模化效应。
4.采用节能、节约原料的生产工艺
石化企业，原料占成本的60-80%，除了选用廉价 原料外，选择合适的工艺和最优化工艺条件更为重 要。如：以前制乙二醇要经过3步，现在采用一步法 直接合成，成本大大降低。
沥青：铺设公路面
4. 石油化工品
• 基本有机化工：以石油和天然气为原料，经过加工获得 乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘这些
基本的有机化工原料
• 有机化工：将基本有机化工原料进一步合成为醇、醛、
酮、酸、酯、醚、腈
• 高分子化工：将基本有机化工原料聚合制成合成纤维、
合成塑料、合成橡胶。
精选ppt
• 第二大成份：环烷烃 naphthene
• 第三大成份：芳香烃 aromatic hydrocarbon
• 其他少量成份：硫、氮、氧的化合物和胶质
• 产地不同，各种成份所占比例不同，相差较大， 我国石油多属烷烃石油。
• 我国石油储量居世界第十，60%依赖进口。
精选ppt
5
二、石油产品与应用
• 几千年前的陶瓷制作、炼丹、染布就属 无机化工行业。
• 生产硫酸、烧碱、化肥的行业 • 无机化工是相对有机化工而言的。
精选ppt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
典型产品生产工艺
2.合成氨生产工艺
• 自然界中含氨的化合物很少，目前均为人工合 成。
• 合成方法 当今世界上最经济、应用最广泛的方法是 N2 + 3H2 2 NH3
精选ppt
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六.石油化工的发展
3.生产技术向大型化、综合化发展
规模扩大，生产成本下降，经济效益提高，称规 模化效应。
4.采用节能、节约原料的生产工艺
石化企业，原料占成本的60-80%，除了选用廉价 原料外，选择合适的工艺和最优化工艺条件更为重 要。如：以前制乙二醇要经过3步，现在采用一步法 直接合成，成本大大降低。
沥青：铺设公路面
4. 石油化工品
• 基本有机化工：以石油和天然气为原料，经过加工获得 乙烯、丙烯、丁烯、苯、甲苯、二甲苯、乙炔、萘这些
基本的有机化工原料
• 有机化工：将基本有机化工原料进一步合成为醇、醛、
酮、酸、酯、醚、腈
• 高分子化工：将基本有机化工原料聚合制成合成纤维、
合成塑料、合成橡胶。
精选ppt
• 第二大成份：环烷烃 naphthene
• 第三大成份：芳香烃 aromatic hydrocarbon
• 其他少量成份：硫、氮、氧的化合物和胶质
• 产地不同，各种成份所占比例不同，相差较大， 我国石油多属烷烃石油。
• 我国石油储量居世界第十，60%依赖进口。
精选ppt
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二、石油产品与应用
石油工程概论绪论PPT课件
第12页/共28页
2003年各地区石油蕴藏比例
第13页/共28页
第14页/共28页
第15页/共28页
1.2.2 石油的开发形势
按照目前的开采速度，中东地区可开采92 年，中南美洲可开采42年，非洲可开采27年， 欧洲可开采17年，亚太地区可开采14年，平 均计算整个世界可以再开采40年。其中欧佩 克可以开采82年。由此可见世界石油资源和 市场分布不均衡的矛盾有加剧趋势。今后世 界石油供应将更加依赖中东。
第10页/共28页
1.2.1 油气储量分布
石油储量及分布
截至2006年1月1日，全球石油估算探明 储量为1770.62亿吨(1.2万亿桶)，欧佩克 成员国的石油储量占全球的78.2% ,沙特阿 拉伯位列世界石油储量之首。
储量换算: 1桶=0.1370吨。 产量换算: 1桶/日=50吨/年。
第11页/共28页
课程基本要求：
1） 课堂纪律要求； 2）上课注意听讲，认真做好笔记； 3）课程考核方式：
期末考试（半开卷考试） 4）旷课一次扣总分10分，3次迟到或早退计1次 旷课，3次以上旷课取消成绩资格。
第4页/共28页
第1章
绪论
第5页/共28页
第1章 绪论
1.1 石油和天然气在国民经济中的作用 1.2 世界油气储量与开发形势 1.3 我国的油气储量与开发形势 1.4 中国的石油发展战略 1.5 石油勘探开发的特点
课程性质：
为非石油类专业开设的一门公共选修课。
开课目的：
1）了解石油、天然气的基本组成和用途； 2）了解石油、天然气的生产过程、生产工艺和装备； 3）拓宽知识面，为适应到油田就业打下基础。
第1页/共28页
课程内容：
第1章 绪论
相关主题
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定距管式支承结构 重叠式支承结构
（1）定距管式支承结构 用定距管和拉杆把塔盘紧固在塔节内的支座上。 定距管的作用：支撑塔盘，保持塔盘间距。
13
优点： 结构简单、 装拆方便
14
15
思考：此结构中拉杆、定距管如何安装？
16
（2）重叠式支承结构
1.每一塔节下部焊有 一组支座1，底层塔 盘安装在支座上， 然后依次装入上一 层塔盘。 2.每层塔盘的间距由 焊在塔盘上的支柱9 和支撑板10定位， 并用调节螺钉11调 整塔盘的水平度
塔设备机械设计的基本要求： 1.满足强度要求，防止外力下的破坏 2.满足刚度要求，防止在操作、运输、安装过程中发
生不允许的变形。 3.满足稳定性要求，防止失稳破坏 4.耐久性 5.密封性，保证安全生产。 6.结构简单，节省材料，便于制造、运输、安装、维
修等
4
二、塔设备机械设计的基本内容 塔设备机械设计的基本内容：
9
（一）整块式塔盘 1.塔盘圈结构：角焊结构、翻边结构 （1）角焊结构
优点：塔盘制造方便 缺点：焊接变形可能引起塔板不平，故需要采取 必要的措施，减小焊接变形
10
（2）翻边结构
由塔板直接翻边构成塔圈可避免焊接变形。 塔盘圈高度h1一般取70mm，但不得低于溢流堰的高度。
11
12
2.整块式塔盘的支承结构
24
25
1、设计注意事项 （1）塔盘板的分块宽度由人孔尺寸、塔板结 构强度、开孔排列的均匀对称性等因素决定， 其最大宽度以通过人孔为宜。 （2）内部通道板最小尺寸为300×400mm，通 道板应容易装拆。 （3）塔内所有可拆件的外形尺寸均应保证能 从人孔通过。 （4）单件质量不应超过30kg.
26
对于重叠式塔盘：塔节长度不受限制
22
（二）分块式塔盘
采用分块式塔盘原因： 1.工艺上，塔盘过大，分液不均匀 2.塔盘过大，刚度较差，受介质压力、重量等作
用易形成弧形； 3.塔径过大，安装时水平度不好 4.人孔尺寸大小的限制，要求塔盘要分块
23
分块式塔盘的塔体是焊制的整体圆筒，不分塔节。 按塔径大小，可分为单流塔盘、双流塔盘和多流塔盘。
2.塔盘板的结构
（a）平板式 （b）（c）自身梁式 （d）槽式
平板式：制作方便，但需在塔内设置支承梁，使有 效传质面积减少，钢材消耗增加
自身梁式、槽式：结构简单，自身的折边起到了 支承梁作用，增加了刚性。
27
3.降液管结构
降液管可分为固定式和可拆式两种。
(1)固定式降液管
优点：结构简 单，制造方便。
35
（2）塔盘紧固件 是组装分块式塔盘的连接构件，用于塔盘之
间的连接，塔盘板与支承圈、支承板、受液盘 或支承梁，以及降液板与支持板之间的连接。
（2）保证液封。
1-入口堰；2-筋板；3-受液盘； 4-降液板；5-塔盘板；6-塔壁
思考：筋板的作用？
30
（2）凹形受液盘
优点：保证良好的液封；减少对塔盘入口区的冲击作用。
31
5.溢流堰结构 有平直堰，齿形堰和可调节堰三种。 （1）平直堰 液体溢流量大时，可采用平直堰。
32
（2）齿形堰
当液体流量小，堰上溢流高度小于6mm时，为避免 液体流动不均，应采用齿形堰。
内件
塔盘 支承装置
常用
支座
裙式支座
人孔、手孔
附件
除沫器 平台、扶梯
吊柱
保温层
7
一、塔盘
思考：塔盘由哪 些结构组成？
塔盘在结构方面要求： 1.有一定的刚度以维持水平 2.塔盘和塔壁之间应有一定的密封性，
以避免气液短路。 3.塔盘应便于制造、安装、维修 4.制造成本低
整块式塔盘：D<800mm
塔盘分类
1.塔设备的结构设计 2.设备的材料选取 3.塔设备的强度和稳定性计算 4.设备零部件的设计选用 5.绘制总装配图和零部件图 6.编写设计说明书
5
第二节 板式塔结构设计 一、塔盘 二、塔盘的机械计算 三、塔盘构件的最小厚度 四、塔节简介
思考：板式塔结构由哪些部分组成？
6
塔体
筒节 封头
连接法兰
板式塔
弓形降液管结构：平板+弧形板 降液管处的液封，由下层塔盘
的受液盘保证； 但最下层塔盘的降液管的末端
应设置液封槽，如P304图9-7。
图9-6 整块式塔盘的弓形降液管结构
21
5.塔节长度 受塔径、塔盘支承结构和塔盘安装等因素影响。 定距管支承结构中：塔节受塔径、拉杆长度和塔
盘数的限尺寸选择见表9-2
缺点：不能对 降液板进行校正 调节，也不便于 检修清理。
适用场合：适用于物料洁净、不易聚合的场合
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（2）可拆式降液管 结构：上降液板、可拆降液板、连接板
适用场合：物料易于聚合、堵塞的情况下
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4.受液盘结构 有平形和凹形两种形式
（1）平形受液盘
适用场合：物料易聚合
入口堰的作用：
（1）减小液体对塔盘的 水平冲击
分块式塔盘:D>800mm
8
看书P390~394，思考： 1.塔盘圈采用角焊结构时如何减小焊接变形？ 2.图9-3、9-4中塔盘圈分别属于哪种结构？ 3.定距管支承结构中定距管的作用？ 4.为何在塔盘上要采用密封结构？ 5.图9-5（b）中采用多个密封圈的作用是什么？ 看懂图9-3、9-4的结构
17
重叠式支承结构
优点：塔盘的 水平度可以通过调 节螺栓逐层调节。
但人需进入塔 内，故此结构适用 于直径≧700mm的 塔
18
19
3.塔盘的密封结构 思考：为何要采用密封结构？
由填料、压圈、压板、螺栓、螺母组成 密封填料：Φ10～Φ12mm的石棉绳，放置2～3层
20
4.降液管的结构 弓形、圆形（液相负荷较小时采用）
33
（3）可调节堰 既可调节溢流堰堰高，又可调整堰顶的水平度
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6.塔盘的支承结构与紧固件 （1）塔盘的支承结构 塔径较小时:可通过支持圈、支持板、降液板和受液盘支承， 如下图。
1-入口堰；2-筋板； 3-受液盘；4-降液板； 5-塔盘板；6-塔壁
塔径较大时：一端放在支持圈上， 另一端支在梁上，如图9-8、9-9
第八章 塔设备的机械设计
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目录
第一节 概述 第二节 板式塔结构设计 第三节 填料塔结构设计 第四节 辅助装置及附件 第五节 塔的强度和稳定性计算简介
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第一节 概述 一、塔设备机械设计的基本要求 二、塔设备机械设计的基本内容
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一、塔设备机械设计的基本要求
本阶段的设计，既要满足工艺要求，又要满足机械要求， 确保塔设备安全高效生产。
（1）定距管式支承结构 用定距管和拉杆把塔盘紧固在塔节内的支座上。 定距管的作用：支撑塔盘，保持塔盘间距。
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优点： 结构简单、 装拆方便
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思考：此结构中拉杆、定距管如何安装？
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（2）重叠式支承结构
1.每一塔节下部焊有 一组支座1，底层塔 盘安装在支座上， 然后依次装入上一 层塔盘。 2.每层塔盘的间距由 焊在塔盘上的支柱9 和支撑板10定位， 并用调节螺钉11调 整塔盘的水平度
塔设备机械设计的基本要求： 1.满足强度要求，防止外力下的破坏 2.满足刚度要求，防止在操作、运输、安装过程中发
生不允许的变形。 3.满足稳定性要求，防止失稳破坏 4.耐久性 5.密封性，保证安全生产。 6.结构简单，节省材料，便于制造、运输、安装、维
修等
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二、塔设备机械设计的基本内容 塔设备机械设计的基本内容：
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（一）整块式塔盘 1.塔盘圈结构：角焊结构、翻边结构 （1）角焊结构
优点：塔盘制造方便 缺点：焊接变形可能引起塔板不平，故需要采取 必要的措施，减小焊接变形
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（2）翻边结构
由塔板直接翻边构成塔圈可避免焊接变形。 塔盘圈高度h1一般取70mm，但不得低于溢流堰的高度。
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2.整块式塔盘的支承结构
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1、设计注意事项 （1）塔盘板的分块宽度由人孔尺寸、塔板结 构强度、开孔排列的均匀对称性等因素决定， 其最大宽度以通过人孔为宜。 （2）内部通道板最小尺寸为300×400mm，通 道板应容易装拆。 （3）塔内所有可拆件的外形尺寸均应保证能 从人孔通过。 （4）单件质量不应超过30kg.
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对于重叠式塔盘：塔节长度不受限制
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（二）分块式塔盘
采用分块式塔盘原因： 1.工艺上，塔盘过大，分液不均匀 2.塔盘过大，刚度较差，受介质压力、重量等作
用易形成弧形； 3.塔径过大，安装时水平度不好 4.人孔尺寸大小的限制，要求塔盘要分块
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分块式塔盘的塔体是焊制的整体圆筒，不分塔节。 按塔径大小，可分为单流塔盘、双流塔盘和多流塔盘。
2.塔盘板的结构
（a）平板式 （b）（c）自身梁式 （d）槽式
平板式：制作方便，但需在塔内设置支承梁，使有 效传质面积减少，钢材消耗增加
自身梁式、槽式：结构简单，自身的折边起到了 支承梁作用，增加了刚性。
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3.降液管结构
降液管可分为固定式和可拆式两种。
(1)固定式降液管
优点：结构简 单，制造方便。
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（2）塔盘紧固件 是组装分块式塔盘的连接构件，用于塔盘之
间的连接，塔盘板与支承圈、支承板、受液盘 或支承梁，以及降液板与支持板之间的连接。
（2）保证液封。
1-入口堰；2-筋板；3-受液盘； 4-降液板；5-塔盘板；6-塔壁
思考：筋板的作用？
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（2）凹形受液盘
优点：保证良好的液封；减少对塔盘入口区的冲击作用。
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5.溢流堰结构 有平直堰，齿形堰和可调节堰三种。 （1）平直堰 液体溢流量大时，可采用平直堰。
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（2）齿形堰
当液体流量小，堰上溢流高度小于6mm时，为避免 液体流动不均，应采用齿形堰。
内件
塔盘 支承装置
常用
支座
裙式支座
人孔、手孔
附件
除沫器 平台、扶梯
吊柱
保温层
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一、塔盘
思考：塔盘由哪 些结构组成？
塔盘在结构方面要求： 1.有一定的刚度以维持水平 2.塔盘和塔壁之间应有一定的密封性，
以避免气液短路。 3.塔盘应便于制造、安装、维修 4.制造成本低
整块式塔盘：D<800mm
塔盘分类
1.塔设备的结构设计 2.设备的材料选取 3.塔设备的强度和稳定性计算 4.设备零部件的设计选用 5.绘制总装配图和零部件图 6.编写设计说明书
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第二节 板式塔结构设计 一、塔盘 二、塔盘的机械计算 三、塔盘构件的最小厚度 四、塔节简介
思考：板式塔结构由哪些部分组成？
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塔体
筒节 封头
连接法兰
板式塔
弓形降液管结构：平板+弧形板 降液管处的液封，由下层塔盘
的受液盘保证； 但最下层塔盘的降液管的末端
应设置液封槽，如P304图9-7。
图9-6 整块式塔盘的弓形降液管结构
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5.塔节长度 受塔径、塔盘支承结构和塔盘安装等因素影响。 定距管支承结构中：塔节受塔径、拉杆长度和塔
盘数的限尺寸选择见表9-2
缺点：不能对 降液板进行校正 调节，也不便于 检修清理。
适用场合：适用于物料洁净、不易聚合的场合
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（2）可拆式降液管 结构：上降液板、可拆降液板、连接板
适用场合：物料易于聚合、堵塞的情况下
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4.受液盘结构 有平形和凹形两种形式
（1）平形受液盘
适用场合：物料易聚合
入口堰的作用：
（1）减小液体对塔盘的 水平冲击
分块式塔盘:D>800mm
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看书P390~394，思考： 1.塔盘圈采用角焊结构时如何减小焊接变形？ 2.图9-3、9-4中塔盘圈分别属于哪种结构？ 3.定距管支承结构中定距管的作用？ 4.为何在塔盘上要采用密封结构？ 5.图9-5（b）中采用多个密封圈的作用是什么？ 看懂图9-3、9-4的结构
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重叠式支承结构
优点：塔盘的 水平度可以通过调 节螺栓逐层调节。
但人需进入塔 内，故此结构适用 于直径≧700mm的 塔
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3.塔盘的密封结构 思考：为何要采用密封结构？
由填料、压圈、压板、螺栓、螺母组成 密封填料：Φ10～Φ12mm的石棉绳，放置2～3层
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4.降液管的结构 弓形、圆形（液相负荷较小时采用）
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（3）可调节堰 既可调节溢流堰堰高，又可调整堰顶的水平度
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6.塔盘的支承结构与紧固件 （1）塔盘的支承结构 塔径较小时:可通过支持圈、支持板、降液板和受液盘支承， 如下图。
1-入口堰；2-筋板； 3-受液盘；4-降液板； 5-塔盘板；6-塔壁
塔径较大时：一端放在支持圈上， 另一端支在梁上，如图9-8、9-9
第八章 塔设备的机械设计
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目录
第一节 概述 第二节 板式塔结构设计 第三节 填料塔结构设计 第四节 辅助装置及附件 第五节 塔的强度和稳定性计算简介
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第一节 概述 一、塔设备机械设计的基本要求 二、塔设备机械设计的基本内容
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一、塔设备机械设计的基本要求
本阶段的设计，既要满足工艺要求，又要满足机械要求， 确保塔设备安全高效生产。