储罐的详细设计
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罐详细设计
一、 储存环境
丁二烯
存储温度(℃) 15
存储压力(MPa) 0。35
丁二烯密度(kg/m³) 621.1
体积流量(m³/h) 17。64
质量流量(kg/h) 10959
摩尔流量(kmol/h) 195.69
丁烯
存储温度(℃) 15
存储压力(MPa) 0。35
丁二烯密度(kg/m³) 595.1
体积流量(m³/h) 26。86
质量流量(kg/h) 15981.73
摩尔流量(kmol/h) 275。55
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乙腈
存储温度(℃) 15
存储压力(MPa) 0。35
丁二烯密度(kg/m³) 790
体积流量(m³/h) 0.88
质量流量(kg/h) 70
摩尔流量(kmol/h) 0.022
二、 储罐的选型
丁二烯容易自聚,生成丁二烯二聚物,进而引起其它危险.丁二烯二聚物的生成速度与丁二烯储存的压力、温度、停留时间有着密切关系,在压力低于0。35MPa,温度低于18摄氏度,停留时间短能有效的减少二聚物的产生,有利于丁二烯的储存。目前丁二烯装置对丁二烯储存罐的压力规定0。25MPa-0.35MPa,满足储罐内的丁二烯刚好处于饱和蒸汽压。保证丁二烯储存罐的温度处于18摄氏度以下。为了避免管线内死角长期不流动的丁二烯存在,将储罐物料泵一直处于运行状态,保证储罐各物料管线处于循环,故采用圆筒直立储罐。
乙腈需要储存在阴凉通风的库房.小心火源,远离火种.库温最好不要超过30摄氏度。并且需要保持容器的密封度。应该和氧化剂、还原剂、酸类、碱类、易(可)燃物、食用化学品分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施.禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料,选用圆筒直立储罐。
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丁烯储存要求较前两者简单,为了便于管理和安装,其储罐也选用直立圆筒储罐。
三、 储罐体积确定
由于丁二烯储存要求最具代表性,下面对丁二烯进行详细设计。
由于需要确保整个流程生产的连续性,以应急上游原料供给量的变动,我们采用了3个容积为8003m的圆柱形立式储罐来进行原料丁二烯的储存。
储罐直径mDi2.7=,高度H=20m
四、 存储时间的估算
当取储罐的装填系数为0。8时,存储时间:
hLVt109=64.172400×8.0=8.0=
当储罐全部装满时,即最大存储时间:
hLVt136=64.172400==
五、回流罐罐壁厚的确定
选用筒体材料为 Q345R,由于运行条件为T=15℃,1p=0.35MPa
所以取设计温度'T=30℃
在此温度下 Q345R 钢材的许用应力为:[σ]=170MPa
设计压力: P=1.11p=0.385MPa
由于液柱静压力
MPaghρP12.0=20×8.9×1.621==2
所以计算压力2PPP0.1452MPaCMPaPPPc505.0=+=2
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取双面焊对接接头 100%无损探伤,其焊接系数为:φ=1。0,
钢板厚度负偏差1C=0.0mm,腐蚀余量2C=2mm
计算厚度:
0.505-1×170×22.7×505.0=-][2=ctcPφσDPd=10.7mm
所以名义厚度: 7.12=++=21CCddn 取n=14mm
容器外径与内径之比为:
2.1<003.1=2+=DdDKn
所以,因此该储罐为薄壁容器。
六、 储罐封头设计
采用标准椭圆形封头,其计算厚度:
取上下部计算压力:MPappc505.0=1.1=1
0.505×0.5-1×170×22.7×505.0=0.5-][2=ctcPφσDPd=10。7mm
所以其名义厚度:mmCCddn07.12=++=21,
所以取:n=14mm
直边长L=0.4m
七、 开口补强
假设此储罐只有一个进口,一个出口,其进出流量都为3Q=160.7186m/h,液体速度为u=3m/s,则各物流对应管径分别为12,DD,,其计算如下:
14138QDmm=4=1uπQD137.68mm
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由于 D1=D2 所以:D2=137。68mm 考虑到管子的规格则选取 G20
管子其尺寸为 Φ159×5
用软件SW6—98 对其进行机械校核可知不需另行补强.所以进出口接管可选择。
5×159=5×159=21DD
八、 强度校核
圆筒的校核:
εεctddDps2)+(=
其中有效厚度: 21C-C-=nεdd=12mm
所以求得:38.7926tMPa,MPast75.151=
所以:[]170tMPa,符合要求。
封头的校核:21C-C-=nεdd=14mm
此时封头的最大允许工作压力:MPadDdφσPεεtw661.0=5.0+][2=][
而液压试验的压力:MPappc555.0=1.1=,'[]wpp
合格
九、 设备设计参数归总
表1 储罐设计结果
储存温度(℃) 25
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储存压力(MPa) 0.35
选型 立式圆筒储罐
选材 Q345R
储罐容积(m³) 800
储罐个数 6
储罐高度(m) 20
储罐直径(m) 7。2
储罐筒体壁厚(mm) 14
储罐封头壁厚(mm) 14
进口管规格 5×159
出口管直径(mm) 5×159
丁二烯储罐 丁烯储罐 乙腈储罐
储存温度(℃) 15 20 15
储存压力(MPa) 0。35 0.35 0.35
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选型 立式圆筒储罐 立式圆筒储罐 立式圆筒储罐
选材 Q345R Q345R Q345R
储罐容积(m³) 800 800 800
储罐个数 3 4 1
储罐高度(m) 20 20 20
储罐直径(m) 7.2 7。2 7。2
储罐筒体壁厚(mm) 14 14 14
储罐封头壁厚(mm) 14 14 14
进口管规格
出口管直径(mm)
5×1595×1595×1595×1595×1595×159
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