化工制图设计

课 程 设 计

二O 一二年 6月 29 日

学院课程设计任务书

课程名称 化工制图课程设计 题目名称 苯-氯苯精馏塔设计

专业班级 学生姓名 学号 指导教师

姓名系别应用化学与环境工程系

专业应用化学班级09应用化学2班

课题名称苯—氯苯的精馏塔设计

工作计划：6月12号讨论怎么样处理数据

6月13之后的几天对数据进行处理于此同时查看了相关的资料

了解该设计的有关部分。

6月20开始讨论研究怎么么画图，以及相关要注意的问题

6月22号开始着手画图，由于这一周要期末考试，所以我们计划推迟画图

然后准备期末考试的复习工作

6月27以及后来的几天开始画图

6月末完成课程设计

设计内容:已知条件，塔体内径为1200mm,塔高16m，工作压力0.005MPa，设计压力0.05MPa，工作温度100°，设计温度110°，介质名称为苯-氯苯，介质密度为973kg/m3。基本风压300N/㎡,地震烈度8，场地类别Ⅱ，塔板数量20块，保温材料厚度100㎜，保温材料密度300㎏/m3,塔盘上存留介质层高度100㎜。沿塔高每10块板开设一个人孔，人孔数为2个，相应在人孔处安装半圆形平台2个，平台宽度B=1200mm。

学生签名：指导老师：

系主任签名：教研室主任签名：

目录

苯-氯苯精馏塔设计 (4)

1 塔体圆筒与封头设计 (4)

1.2 壳体材料的选取 (4)

1.4 封头厚度 (4)

1.5 水压试验强度校核 (5)

2 塔器质量的计算 (5)

2.1圆筒壳、裙座壳和封头质量 (5)

2.2塔器的基本自振周期计算 (7)

2.3地震载荷及地震弯矩计算 (7)

3 风载荷和风弯矩计算 (9)

3.1 0—0截面风弯矩 (10)

3.3Ⅱ—Ⅱ截面风弯矩 (10)

4 各计算截面的最大弯矩 (11)

4.1塔底截面0—0 (11)

4.2Ⅰ—Ⅰ截面 (11)

4.3Ⅱ—Ⅱ截面 (11)

5 圆筒应力校核 (12)

6 裙座壳轴向力校核 (13)

6.1 0—0截面 (13)

6.2Ⅰ—Ⅰ截面（入孔所在截面） (14)

7 基础环厚度计算 (15)

8 地脚螺栓 (16)

9 裙座与塔壳的对接焊缝验 (17)

10 设计一览表 (18)

11 设计总结 (19)

12 参考文献 (20)

苯-氯苯精馏塔设计

1 塔体圆筒与封头设计

1.2 壳体材料的选取

该塔工作温度100℃，设计压力0.05MPa ，塔体内径1200mm ，塔高16m 。介质苯-氯苯有轻微的腐蚀性，毒性为高度危害，因此选用强度较好的16MnR 。在

设计温度下的许用应力

[]MPa t 170=σ，MPa R eL 345=。腐蚀裕量mm C 22=，采用全熔双面焊对焊接缝，全部无损检测，焊接接头系数0.1=φ。

1.3 筒体厚度

由工艺计算得知，筒体内径mm D i 1200=，塔高H=16m.

[])(18.005

.0117021200

05.02mm p D p c t

i c =-⨯⨯⨯=-=

φσδ

设计厚度

)(18.2218.02mm C d =+=+=δδ

考虑到其受到风载荷，地震载荷，偏心载荷和介质压力的作用，取名以厚度mm n 8=δ。

有效厚度

)(2.58.28)(21mm C C n e =-=+-=δδ

1.4 封头厚度

封头采用标准椭圆形封头，材料与筒体相同。

封头壁厚度

[])(18.005

.05.0117021200

05.05.02mm p D p c t

i c =⨯-⨯⨯⨯=-=

σδ

设计厚度

)(18.2218.02mm C d =+=+=δδ

取名义厚度mm n 8=δ

有效厚度

)(2.58.28)(21mm C C n e =-=+-=δδ

1.5 水压试验强度校核

水压试验压力为

[][]MPa p p t

T 0625

.0170/17005.025.1/25.1=⨯⨯==σσ 水压试验强度校核

MPa R MPa

D p eL e e i T T 5.3109.02.72

.52)2.51200(0625.02)(=<=⨯+=+=φδδσ

2 塔器质量的计算

2.1圆筒壳、裙座壳和封头质量

3.38111085.716)2.1216.1(785.03

2201

=⨯⨯⨯-⨯=m （kg ）

附属件的质量 )(8.95225.001kg m m a ==

内构件质量

)(2.3391150202.1785.02

02

kg m =⨯⨯⨯=

保温层质量

)(8.1400300)7.416()216.1416.1(785.0m 2

203

kg =⨯-⨯-⨯= 平台、扶梯质量（笼式扶梯单位质量40kg/m ）

()[]

)

(5.27272150216.12216.1785.0164022

04kg m =⨯⨯-+⨯+⨯=

物料质量

)(26402097312.02.1785.02

05

kg m =⨯⨯⨯⨯=

水压试验时质量

)(5.127731000)7.416(2.1785.02

kg m w

=⨯-⨯⨯= 塔器操作质量

)(6.149238.95226405.27278.14002.33913.381105040302010kg m m m m m m m m e

a =+++++=++++++= 塔式容器的最大质量

)(1.250575.12773

8.9525.27278.14002.33912.38110504030201max kg m m m m m m m m e

w =+++++=++++++= 塔式容器的最小质量

)(6.95708.9525.27278.14002.33912.02.3811

2.004030201min kg m m m m m m m e

a =+++⨯+=+++++= 本塔的甲酸截面选取其较薄弱的部位，塔的底截面0—0截面、裙座上入口处的Ⅰ—Ⅰ截面、塔体与裙座连接焊缝处的Ⅱ—Ⅱ截面。将塔沿高分成6段，其中裙座分为两段，筒体分为4段，具体分段及各段质量见表1.

表1 各段质量/kg

段号 1 2 3 4 5 6

塔段长

度/m

0~0.8

0.8~4.7 4.7~7.2 7.2~9.7 9.7~12.2 12.2~16 a m m +01 238.2 1162.3 744.4 744.4 744.4 1131.5 02m

750.3

750.3

750.3

1140.4