10立方米乙烯储罐课程设计

荆楚理工学院

课程设计成果

学院: 化工与药学院班级: 12级过程装备与控制工程一班

学生姓名: 刁勇超学号: 2012402020111

设计地点（单位）化工实验楼A411

设计题目: 10m³乙烯储罐设计

完成日期：2015年12 月23 日

指导教师评语: ______________ _________________________

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成绩(五级记分制):_____ _ __________

教师签名:__________ _______________

目录

前言

第一章设计参数的确定

1.1任务说明

1.2介质特性分析

1.3设计题目

1.4原始数据

第二章设计方案的确定

2.1储罐的选型

2.2主体材料的选择

2.3封头型式的确定

第三章结构尺寸的确定

3.1筒体尺寸的确定

3.2液柱静压力计算

第四章设备结构设计

4.1筒体厚度的计算

4.2封头壁厚的计算

4.3 筒体、封头的水压试验

第五章法兰、接管及其零部件的确定

5.1法兰尺寸型号的选择

5.2接管尺寸的确定

5.3垫片的选择

5.4螺栓的选择

5.5液位计的选型

5.6人孔的选型

第六章开孔补强设计

6.1确定需要补强的开孔及接管

6.2补强面积的计算

6.2.1接管M处补强面积计算6.2.2接管D处补强面积计算

6.3补强圈的设计

6.3.1接管M处补强圈

6.3.2接管D处补强圈

第七章鞍座的选型

7.1鞍座初步选型

7.2估算鞍座负荷

7.3鞍座位置的确定

第八章焊接结构设计

8.1回转壳体的焊接结构设计

8.2接管与带补强圈的焊接结构设计8.3焊接方法和焊接材料选择

总结

附录

参考文献

前言

近年来，我国乙烯工业取得了快速发展，已成为国民经济重要产业，国家在十一五期间提出了乙烯工业“基地化、大型化、一体化、园区化”的发展模式。

乙烯的大型化发展，必然要求乙烯的储存也往大型化发面发展。然而，随着储罐的大型化，相应的安全要求也将更高，而且乙烯作为一种易燃易爆物质，一旦泄露发生燃烧与爆炸，引起的事故后果难以估量。因而保证乙烯储存的安全就显得尤为的重要。

乙烯储罐的安全和环保是我国乙烯工业发展的强大的后盾。本设计对乙烯储罐自身的特点和存在的危险进行分析，在基于危险源辨识的基础上，划分工艺单元，对具体的工艺单元进行分析、设计。

第一章设计参数的确定

1.1任务说明

本课程任务是设计一个公称容积为10m³的乙烯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。

1.2介质特性分析

乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料（聚乙烯及聚氯乙烯）、合成乙醇（酒精）的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等

外观与性状：无色气体，略具烃类特有的臭味。少量乙烯具有淡淡的甜味。

pH：水溶液是中性

熔点(℃)：-169.4

沸点(℃)：-103.9

相对密度(水=1)：0.61

相对蒸气密度(空气=1)：0.98

饱和蒸气压(kPa)：4083.40(0℃)

燃烧热(kJ/mol)：1411.0

临界温度(℃)：9.2

临界压力(MPa)：5.04

引燃温度(℃)：425

爆炸上限%(V/V)：36.0

爆炸下限%(V/V)：2.7

溶解性：不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚。溶于四氯化碳等有机溶剂。其它理化性质：可以和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，乙烯作为还原剂，被氧化成二氧化碳。酸性高锰酸钾被还原而褪色。

侵入途径：吸入

健康危害：具有较强的麻醉作用。急性中毒：吸入高浓度乙烯可立即引起意识丧失，无明显的兴奋期，但吸入新鲜空气后，可很快苏醒。对眼及呼吸道粘膜有轻微刺激性。液态乙烯可致皮肤冻伤。慢性影响：长期接触，可引起头昏、全身不适、乏力、思维不集中。个别人有胃肠道功能紊乱。

环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。

燃爆危险：本品易燃。

1.3设计题目：10m³乙烯储罐设计

1.4原始数据：设计压力：

2.1Mpa 设计温度：50℃公称容积：10m³

表1-1原始数据表

第二章设计方案的确定

2.1储罐的选型

首先储罐选用钢制卧式圆筒，筒体由钢板卷制而成。卧式圆筒受力均匀，对容器的底部压力较小不易泄漏，占地空间较小。其次选择封头为椭圆形（下文有详细论证说明）。再计算筒体以及封头的壁厚，对水压及强度进行实验校核，核算开孔补强和承载能力。最后根据生产工艺，安装检修等需要，在筒体、封头上选择安装人孔、进料管、排污管、压力计等等……

2.2主体材料的选择

乙烯腐蚀性小,可选用一般钢材,由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。虽然16MnR比20R贵，但综合来看16MnR钢板还是比较经济，且16MnR 机械加工性能、强度和塑性都比较好，所以选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。

2.3封头型式的确定

从受力与制造方面分析来看，球形封头较为理想。但缺点是深度大，冲压困难；椭圆封头深度比半球形封头小得多，易于冲压成型；平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难，而且耗用量大，因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。