2 初馏塔的塔体结构设计
2.1 设计的技术要求与参数
塔设备的总体结构是由塔体、内件、支座及附件等主要结构组成。塔体由筒身和上下封头组成。此次设计的精馏塔，塔高26900mm，为大型塔设备，为了节省材料，筒身采用等直径的圆筒体形式，考虑制造和装配时的容易度，上下封头均采用标准椭圆形封头。塔设备为高大直立容器，重量较大，为保证其足够的强度及刚度，采用裙座式支撑，裙座形式有两种，一种是圆筒形裙座，另一种是圆锥型裙座，在设计中选择了圆筒型裙座。另外附件包括人孔、手孔、各种工艺接管、操作平台、吊柱以及扶梯等。
因为初馏塔安装在室外，塔体除了承受一定的操作压力、温度外，还要考虑风载荷、地震载荷、偏心载荷等。此外还要满足在试压、运输及吊装时的强度、刚度及稳定性要求。设计时还需对塔设备进行强度、刚度和稳定性的校核计算。再由设计温度，设计压力选择合适的材料；按设计压力计算塔体和封头壁厚；初馏塔的质量载荷计算；风载荷与地震载荷计算、偏心载荷计算；各种载荷引起的轴向应力；塔体水压试验和吊装时的应力校核；地脚螺栓数量及强度计算等。以确保设计的初馏塔的可用性和实用性。
塔设备设计包括工艺条件和机械条件两方面。本设计是在满足工艺条件的前提下，对塔设备进行材料和壁厚的设计、总体设计、零部件的选用、塔体强度及稳定性计算。
初馏塔内径2.6m；塔高26.9m；20层浮阀塔塔盘，10层圆泡帽塔盘，板间距600mm。操作温度220℃，操作压力1.5MPa。根据操作温度和压力等外部条件设计原油初馏塔。
2.2 塔体的设计
压力容器所承受的压力载荷与非压力载荷是影响强度、刚度和稳定性计算的主要因素，通常不是影响选材的主要因素。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、零件的功能和制造工艺、材料性能、材料使用经验（历史）、综合经济性和规范标准。
压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢。
①碳素钢 又称碳钢，是含碳量0.02%~2.11% 的铁碳合金钢。压力容器用碳素钢主要有三类：第一类是碳素结构钢，如Q235-B和Q235-C钢板；第二类是优质碳素结构钢，如10、20钢钢管，20、35钢锻件；第三类是压力容器专用钢板，如Q245R、20G。
Q245R是在20钢基础上发展起来的，主要是对硫、磷等有害元素的控制更加严格，对钢材的表面质量和内部缺陷控制的要求也较高。碳素钢强度较低，可塑性和可焊性较好，价格低廉，故常用于常压或中、低压容器的制造，也用作支座、垫板等零部件的材料。
②低合金钢 低合金钢实在碳素钢基础上加入少量合金元素的合金钢。合金元素的加入使其在热轧或热处理状态下除具有高的强度外，还具有优良的韧性、焊接性能、成形性能和耐腐蚀性能。采用的合金钢，不仅可以减小容器的厚度，减轻重量，节约钢材，而且能解决大型压力容器在制造、检验、运输、安装中因厚度太大所带来的各种困难。
压力容器常用的低合金钢，包括专用钢板Q345R、15CrMoR、16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR、07MnCrMoNbR、07MnCrMoNbDR；钢管 16Mn、09MnD；锻件 16Mn、20MnMo、16MnD、09MnNiD、12Cr2Mo。符号D表示低温用钢。
i.Q345R是屈服强度为340Mpa级的压力容器专用钢板，也是中国压力容器行业使用量最大的钢板，它具有良好的综合力学性能和制造工艺性能，主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器。
ii.16MnDR、15MnNiDR和09MnNiDR三种钢板是使用温度低于-20oC的压力容器专用钢板。16MnDR是制造-40oC压力容器的经济而成熟的钢板，可用于制造液氨储罐等设备。在16MnDR的基础上，降低碳含量并加镍和微量钒而研制成功的15MnNiDR,提高了低温韧性，常用于制造-40oC低温球形容器。09MnNiDR是一种-70oC级低温压力容器用钢，用于制造液丙烯储罐、液硫化氢储罐等设备。
iii.15CrMoR属低合金珠光体热强钢，是中温抗氢钢板，常用于设计温度不超过550oC的压力容器。
Iv.20MnMo 锻件有良好的热加工和焊接工艺性能，常用于涉及温度为-19oC~470oC重要大中型锻件。09MnNiD锻件有优良的低温韧性，用于设计温度为-70~-45oC的低温容器。
12Cr2Mol 锻件及其加钒的改进型锻件具有较高的热强性、抗氧化性和良好的焊接性能，常用于制造高温、高压、临氢压力容器。
③高合金钢 压力容器中采用的低碳或超低碳高合金钢大多是耐腐蚀、耐高温钢，主要有铬钢、铬镍钢和铬镍钼钢。
考虑到容器的设计温度，设计压力，以及材料的焊接性能、加工工艺性能及经济合理性，参考《化工设备设计手册》，筒体、封头的材料均选为Q345R。Q345R钢是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。磷、硫含量略低于低合金高强度钢板Q345(16Mn)钢，除抗拉强度、延伸率要求比Q345(16Mn)钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。裙座、盖板、筋板及地脚螺栓选用Q235。
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