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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