畢業(yè)設計——10噸年吲熟酯生產裝置氯化，硝化，氨化(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ： M P P ][ ??? eoD BP ? 因此，名義厚度為 12mm 時，筒體不能滿足 外壓的要求。 再假設名義厚度 n? =16mm，則有效厚度 e? =n? － C1－ C2 = 故 L/Do? ， Do/e? = 查表得系數 A =，再據 A查得 B =110MPa，則許用壓力計算得： M P P ][ ??? eoD BP ? 因此，名義厚度為 16mm時，筒體能滿足 外壓的要求。 ⑵ 封頭厚度計算 設 6mm1?n? ，則 ??? ne ?? ???? eoDA ? 查表得 B =115MPa， P ][ ????? eoDBP ? 即名義厚度為 16mm 時，封頭 能滿足 外壓的要求。 ⑶ 校核罐體與封頭水壓試驗強度 根據式 ： () 0 .92teTsePD ???????? 式中 Pt === ， 21 ??????? ne ?? ， φ= ，查得 Q235－ A 型鋼的10噸 /年吲熟酯 生產裝置（氯化，硝化，氨化）設計 第 16 頁 （共 33 頁） σ s=235MPa。 計算得 . 5 M P ??? sT ?? 水壓試驗滿足強度要求。 即封頭和筒體都采用 16mm厚的 Q235－ A號鋼制作。 夾套及其封頭厚度的計算 ⑴ 夾套厚度計算 夾套內蒸汽壓力為 ，夾套可按照內壓薄壁容積設計厚度，其計算公式為 C][2 2 ??? PPDt??? P：設計壓力，一般取為稍高于最大工作壓力 Pw， Pw 指在正常操作情況下容器內最高壓力，對于該反應釜，取 P = =? = MPa， 圓整至 MPa D2：夾套內徑 D2可根據筒體內徑選取： D2 = D1+100=1900mm 夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑 D2與夾套筒體相同，封頭的內徑為 20xxmm。 []t? ：設計溫度下筒體材料的許用應力，取 113 MPa。 ? ：焊逢系數取 。 C：厚度附加量 C = C1 + C2 C1：鋼板厚度負偏差，取 (估計鋼板厚度 8mm～ 25mm)。 C2：腐蝕裕量，因鋼板內側為水蒸氣，外面為大氣， C2可取 1mm。 計算得 ? = 圓整至 ? =12mm ⑵ 夾套封頭厚度計算 橢圓封頭厚度計算公 式為 ][2 2 ??? PPDtd ??? 封頭為標準封頭。 計算得 d? =，圓整至 12mm。 ⑶ 校核夾套筒體與封頭水壓試驗強度 根據式 ： () 0 .92teTsePD ???????? 式中 Pt = = MPa = , 21 ??????? ne ?? ， φ= ， 查得 Q235－ A 型鋼的主體設備計算 第 17 頁 （共 33 頁） σ s=235MPa 。 計算得 σ T = s= 即水壓試 驗滿足強度要求。 故而選用 12mm 厚的 Q235－ A 制做夾套筒體和封頭。 附件選取 ⑴ 支座的選取 反應釜質量的計算 Q 總 =Q1+Q2+Q3+Q4 Q1：內筒質量 (帶封頭 ) DN=1800mm， ? =16mm 的筒體每米高筒節(jié)鋼板理論質量 q1=716 kg/m； m1=q1 H1=716?2=1432kg DN=1800mm， ? =16mm， h2=25mm的橢圓封頭質量 m2=； 所以 Q1=m1+2m2= Q2：夾套質量 (帶封頭 ) DN=20xxmm， ? =12mm 的筒體每米高筒節(jié)質量 q2=596kg/m，； m1=q2H2=596?= DN=20xxmm， ? =12mm 的橢圓封頭 m2=； 所以 Q2=m1+m2=1369kg Q3：物料質量 Q3=5272kg Q4：附件質量 人孔約重 200kg，其他接管總和按 200kg 計， Q4=400kg， Q 總 = Q1+Q2+Q3+Q4= 選取支座 因設計的反應釜屬于帶保溫層的立式焊接容器，可設計四個 B 型懸掛式支座，則每個支座需承擔的負荷 Q=Q 總 /2=≈ 5t 故可選用支座型號為： JB/T 4725－ 92，耳座 ⑵管口設計 a. 人孔 HGJ504－ 86－ 1人孔 DN450。 b. 反應釜壓力計接管 (采取標準壓力表 )。 采用 φ18mm ? 的無縫鋼管，10噸 /年吲熟酯 生產裝置（氯化，硝化，氨化）設計 第 18 頁 （共 33 頁） 法蘭標記： HG20592 法蘭 PL15－ Q235A。 c. 苯甲醛 回流接管 采用 φ57 ? 的無縫鋼管，法蘭標記： HG20592 法蘭PL50－ Q235－ A。 d. 溫度計管口 由管口出導線與熱電偶液溫計相連，管口 DN20mm。 e. 苯甲醛 進料管 采用 φ ? 57? 的無縫鋼管，法蘭標記： HG20592 法蘭PL50－ Q235A。 f. 溶劑 A進料管 采用 φ57mm ? 的無縫鋼管，法蘭標記： HG20592 法蘭PL50－ Q235A。 g. 催化劑進口 管 采用 φ57mm ? 的無縫鋼管，法蘭標記： HG20592 法蘭PL50－ Q235A。 h. 氯氣 進 口管 采用 φ57mm ? 的無縫鋼管，法蘭標記： HG20592 法蘭 PL50－ Q235A。 i. 排污管 反應釜右端最底部安裝排污管一個，采用 φ108mm ? 4mm的無縫鋼管，管端焊有一與截止閥 J41W－ 16相配的管法蘭 HG20592 法蘭 PL100－ Q235A。 設備計算任務 書 表 設備計算任務 表 夾套反應釜 設備簡圖 比例 設計參數及要求 容器 夾套 設計 壓力 MPa 工作壓力 MPa 設計溫度 ℃ 200 200 工作溫度 ℃ 38 195 反應釜 反應釜筒體材料名稱 Q235－ A +搪瓷 反應釜封頭材料名稱 Q235－ A +搪瓷 封頭型式 標準橢圓 筒體內直徑 mm 1800 筒體長度 mm 20xx 筒體名義厚度 mm 16 筒體厚度附加量 mm 腐蝕裕度 mm 2 筒體焊接接頭系數 封頭名義厚度 mm 16 封頭厚度 附加量 mm 夾套 夾套筒體材料名稱 Q235－ A 夾套封頭材料名稱 Q235－ A 封頭型式 標準橢圓 筒體內直徑 mm 20xx 主體設備計算 第 19 頁 （共 33 頁） 筒體長度 mm 1600 筒體名義厚度 mm 12 筒體厚度附加量 mm 腐蝕裕量 mm 1 筒體焊接接頭系數 支座名稱及材料 苯甲醛計量罐的設計 表 設備設計條件 書 名稱 參數要求 名稱 參數要求 物性 相對密度 kg/m3 10 3 物料名稱 苯甲醛 特性 腐蝕速率 粘度 設計壽命 5年 工作壓力 / MPa 常壓 殼體材料 Q235－ A 設計壓力 /MPa 安裝檢修要求 型式 立式容器 基本風壓 工作溫度 /℃ 38 地震基本烈度 設計溫度 /℃ 50 場地類別 環(huán)境溫度 /℃ 常溫 操作方式及要求 操作容積 /m3 其他要求 容積的計算 已知每批 苯甲醛 ，則體積 V =10 3= m3，裝料系數按 計算，故所需容積為 V1=，可選用計量罐的容積 V 約為 2m3,依照慣例選用筒體兩封頭的立式容器，設 H/D=，則 ?? ?VD 圓整至 D=1200mm，封頭取相同的直徑，曲面高度取為 300mm.，直邊高度取 25mm。 封頭體積 Vh查得為 ，筒體每米容積 V1m為 ，則筒體高度 ?????? m hV VVH 圓整至標準取 H=1400mm， 計量罐的實際容積 31 ??? hm VHVV 。 筒體及封頭壁厚的計算 ⑴ 筒體的計算。 21 CC][2 ???? PPDt??? P： 設計壓力，常壓下工作，取 P為 ； [σ] t： 設計溫度 25℃ 下材料的許用應力，查表 Q235－ A號鋼板的許用應力為 113MPa； 10噸 /年吲熟酯 生產裝置（氯化，硝化，氨化）設計 第 20 頁 （共 33 頁） ? ： 焊縫系數 (雙面對接焊縫，局部探傷，取為 )； C1： 鋼板的負偏差，計量罐的厚度估計為 6~7mm，取 C1為 ； C2： 苯甲醛 屬于腐蝕性物質，腐蝕裕量取為 (單面腐蝕 )； 計算 得 δ= 計算厚度為 － 3mm=，考慮到最小厚度不小于 3mm，即筒體厚度不小于 5mm，故可取 δ=6mm 。 ⑵ 封頭厚度的設計 采用標準橢圓形封頭。 設計壁厚 21 ][2 ???? PPDt ??? 式中 Ф= ( 該計量罐的公稱直徑為 1200mm，可選用整塊鋼板沖壓而成 )其他參數同筒體。計算得 δ= 考慮到最小厚度以及方便與筒體焊接，故而也取封頭厚度為 6mm。 ⑶ 校核罐體與封頭水壓試驗強度，根據式： () 0 .92teTsePD ???????? 式中 M P ???? PP t ， 3 . 4 m m0 . 626CC 21 ??????? ne ?? ， ? 取，查得 Q235－ A號鋼 MPa235?s? 計算得 1 .5 M P ??? sT ?? 故水壓試驗滿足強度要求。 即選用厚度為 6mm的 Q235－ A材質來制作計量罐的筒體以及封頭。 鞍座 鞍座的負荷估算 計量罐的總質量 m = m1+m2+m3+m4 罐體質量 m1： DN=1200mm， δ=6 mm 的筒節(jié)，每米質量為 178 kg，筒長 ，故m1= 178kg= 封頭質量 m2： DN=1200mm， δ=6mm ，直邊高度等于 25mm 的橢圓形的封頭，其質量為 ，故： m2=2= 裝料質量 m3：裝料系數取為 ，貯罐容積 V 已知為 ， 苯甲醛 在 25℃ 下的密度為 10 3kg/m3 故： m3=Vηρ= kg 主體設備計算 第 21 頁 （共 33 頁） 附件質量 m4： 附件約 50kg 即