【文章內(nèi)容簡介】 溫度 =180 =畢業(yè)設(shè)計說明書 21 粗苯帶出的熱量：粗苯在 180℃ 時的比熱是 ℃ q5=180=故： Q4=q4＋ q5=+=5 粗苯蒸汽和油氣帶出熱量 Q5 洗油蒸汽帶走熱量（含萘蒸汽） 含萘洗油蒸汽熱焓是 135KcaL/ Kg 含萘洗油蒸汽量 =閃蒸前含萘洗油的量 閃蒸后含萘洗油的量 == q6=含萘洗油蒸汽量 熱焓 =135 =粗苯蒸汽帶出熱量 ： 180℃ 粗苯蒸汽熱焓是 159KcaL/ Kg q7=粗苯蒸汽量 熱焓 =159 =水蒸汽帶出熱量： 180℃ 水蒸汽熱焓是 677KcaL/ Kg q8=水蒸汽量 熱焓 =677 =Q5=q6+q7+q8=++=6 400℃ 過熱蒸汽帶出熱量 Q6 Q6==7 散 熱損失 Q7 其中 為散熱系數(shù) Q7= =(＋ Q3)=＋ 畢業(yè)設(shè)計說明書 22 8 管式爐的輸出熱量： QB=Q4+Q5+Q6+Q7 =+++＋ =＋ 9 QA=QB ＋ Q3=＋ Q3=所以散熱損失 Q7=+= KJ/h 再生器的物料衡算 洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)率的公式 )2(12i )(1)(1η niniklkl???? 設(shè)有兩層塔板 n=2，油在再生器內(nèi)被加熱至 200℃ ，該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽壓力分別為 496 mmHg 和 200 mmHg。再生器油氣出口處油氣壓力為 980 mmHg， 萘： Kn=496/980=，洗油： Km=200/980= 進(jìn)入再生器內(nèi)的油量 mG 為管式爐后富油量的 1%，即 Kg/h，其中氣相，液相 ，氣相包括洗油 ，萘 ，粗苯 Kg/h，水蒸氣 ，液相包括洗油 ，萘 Kg/h，粗苯 Kg/h。進(jìn)入再生器的水蒸氣量 Gs 為 。 設(shè)在再生器內(nèi)粗苯全部蒸發(fā)，則油分子數(shù)與水蒸汽分子數(shù)之比為： L=18/(160)= 各組分蒸發(fā)率為： 畢業(yè)設(shè)計說明書 23 萘21 ( 0 . 0 4 5 / 0 . 5 0 6 1 ) = 0 . 9 1 81 ( 0 . 0 4 5 / 0 . 5 0 6 1 )N? ?? ? 洗油21 ( 0 . 0 4 5 / 0 . 2 0 4 1 ) 0 . 8 41 ( 0 . 0 4 5 / 0 . 2 0 4 1 )m? ???? 從再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體數(shù)量： 洗油： += Kg/h 萘： += Kg/h 粗苯： += Kg/h 水蒸氣： += 脫苯塔的物料衡算 1 提餾段的計算 設(shè)提餾段塔板數(shù) n=14，脫苯塔底壓力為 970mmHg，塔底貧油溫度為 178℃ ，該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽 壓為 和 105mmHg，則組分的平衡常數(shù)按 組分平衡常數(shù)； Ki=pi/p 萘 Kn=洗油 Km=105/970= 則進(jìn)入脫苯塔內(nèi)富油液相量為： 洗油： =萘： =粗苯： =總共： ++=油分子數(shù)與水蒸汽分子數(shù)之比的公式是 I=GmMs/GsMm 畢業(yè)設(shè)計說明書 24 Gm,Gs,Ms,Mm分別是油量 ,水蒸氣量 ,水蒸氣 (18),油 (160)的分子量 設(shè)在再生器內(nèi)粗苯全部蒸發(fā) ,則 L=18/(160)= 所以得洗油與萘蒸發(fā)率為： 萘 78( 4 .3 8 1 / 0 .2 8 7 8 ) 1( 4 .3 8 1 / 0 .2 8 7 8 ) 1N? ?? ?= 洗油 1)2 8 (1)1 0 (η87M ??? = 洗油和萘在提餾段的蒸發(fā)量： 洗油： =萘： =2 精餾段的計算 粗苯產(chǎn)量 ，設(shè)在脫苯塔中全部蒸發(fā)， 180℃ 前餾出量為 93%，故實際粗苯產(chǎn)量為 粗苯蒸汽中含油量為 =其中洗油： 20%=，萘 80%=根據(jù)富油在脫苯塔進(jìn)口的閃蒸量，由再生器進(jìn)脫苯塔的氣體量，脫苯塔提餾段的蒸發(fā)量以及塔頂粗苯帶走油量，得到在精餾段冷凝而流到提餾段的洗油量和萘量： 洗油：（ ） ++=萘：（ ） ++=即 +脫苯塔總物料平衡表如表 畢業(yè)設(shè)計說明書 25 表 進(jìn)料 粗苯 萘 洗油 水蒸汽 總計 管式爐油汽 408 再生器油汽 提餾段蒸發(fā) 合計 貧富油換熱器的物料及熱量衡算 貧富油換熱器的物料衡算 粗苯產(chǎn)量為 936t/h，設(shè)在塔內(nèi)全部蒸發(fā)其 180℃ 前蒸餾出量為 93％ 故實際粗苯量為 936/93％ =粗苯含油量為 洗油量 20%=萘 80%=進(jìn)入貧富油換熱器貧油溫度 175℃ ， 貧油量為 ： =其中含粗苯 ，洗油（含萘） 貧油進(jìn)口溫度為 175℃ ，出口溫度為 t(假設(shè) )。 進(jìn)貧富油換熱器的富油量為 ，其中含粗苯 ，水 ，洗油（含萘） 。 富油入口溫度 70℃ ，出口溫度 135℃ 。 貧富油換熱器的熱量衡 算 1 輸入熱量 Q 入 ① 冷富油在 70℃ 時帶入熱量： 畢業(yè)設(shè)計說明書 26 Q1=(＋ ＋ 1)70 =式中 ， ， 1——分別為洗油，粗苯，水在 70 下 的比熱， kcal/kg℃ ② 熱貧油在 175℃ 時帶入的熱量： Q2=(＋ )175 =式中 ， 洗油和粗苯在 175℃ 下的比熱， kcal/kg℃ 故熱量輸入： Q 入 = Q1+Q2=+= 2 輸出熱量 Q 出 ① 135℃ 富油帶走的熱量 Q3=（ ＋ ＋ ） 135 =式中 ， ， 分別為洗油，粗苯，水在下的比熱， kcal/kg℃ ② 熱貧油在 t℃ 時帶走的熱量： Q4=（ C1+C2)t =（ 1C +2C ） t 式中 C1為洗油（含萘）在 t℃ 下的比熱， kcal/kg℃ C1=+ C2為粗苯在 t℃ 下的比熱， kcal/kg℃ ，可用此式計算： C2=+ 帶入，得： Q4=(+55t) 畢業(yè)設(shè)計說明書 27 ③ 設(shè)損失四周的熱量為所傳遞熱量的 %，則 Q5=%（ Q1+Q3)=%（ ) =則輸出熱量 Q 出 = Q3＋ Q4＋ Q5 =+(+55t) + 由熱量平衡，得： Q入 = Q出 t= ℃ 所以 Q4= kJ/h 貧油冷卻器的熱量衡算 貧油量 ,其中洗油 ，粗苯 ，進(jìn)貧 油冷卻器溫度為℃ ，出來溫度為 30℃ ，水進(jìn)口溫度為 18℃ ，出口溫度為 35℃ 。 30℃ 時，洗油比熱 C 洗 =(+30)=℃ 粗苯比熱 C 苯 =+30 = kJ/kg.℃ 112． 9℃ 時，洗油比熱 C 洗 =(+) = kJ/kg.℃ 粗苯比熱 C 苯 =(+)= kJ/kg.℃ 則熱負(fù)荷： Q=(+(+)30= kJ/kg.℃ 畢業(yè)設(shè)計說明書 28 3 設(shè)備選型 橫管終冷洗除萘塔的設(shè)計 計算有效管長： 塔兩側(cè)的管箱開半個管箱的高度，由于每側(cè)的管箱間距為 2021mm，則每根水管的縱向傾斜距離為 100mm，所以有效管長為： x= 222021 100 2021 .5 mm?? 設(shè)：管內(nèi)水流速為 ,W= 則管束 n=W4/(u36002d ) =4/(3600 )= 取 148 根 采用三角形排列，排 4 排，每排 37 根。 管箱數(shù) =824/(148)= 取 28 個，共 14 個管箱 管間距 =32=48mm,取 50 ㎜ 正三角形布管，則行間距為為 ㎜，取 45 ㎜ 塔體采用邊長為 2 米的正方形制造，每排可布 37 根水管，每組管束 含 5 排，則一組共有 374=148 根水管，組間距取 60 ㎜，則一個管箱高度為 458+60=420 ㎜，箱間距取200mm。 兩段噴灑高度共取 1m，煤氣出口 2m，煤氣入口 1m，底部油槽高 4m，則實際塔高為：H=3502+42014+20013+1+2+1+4= 洗苯塔的設(shè)計 塔徑的確定 畢業(yè)設(shè)計說明書 29 塑料花環(huán)填料的空塔氣速取 μ=花環(huán)填料表面定額值為 ㎡ /Nm3h ，圓整后，取 D= m 花環(huán)填料面積： F=31824 =12600 ㎡ 洗苯塔吸收段內(nèi)填 Z 型花環(huán)填料，填料層的結(jié)構(gòu)采用多段填充，塔頂部設(shè)一層高 的捕霧層，充填 X 型花環(huán)填料，采用 6 個葉式噴頭，在塔的適當(dāng)部位設(shè)再分布器。三種花環(huán)填料規(guī)格見表 表 型號 填充分?jǐn)?shù) 個 /m3 比表面積 ㎡ /Nm3 空隙率 % 容重 Kg/m3 X 32500 185 88 111 Z 8000 127 89 120 D 3000 94 90 88 Z 型花環(huán)的比表面積為 127 ㎡ /Nm3。 填料總體積 V=故填料高度為： h=2rVπ=因此洗苯塔可分為五層填料，每層高度為 ，填料層間距為 1m，捕霧層高 ,分布板段 ,煤氣入口段 2m, 煤氣出口段 2m,洗苯塔底部槽高為 5m，噴 淋高度為,第二層與第三層填料間設(shè)再分布器，間隔為 2m,則洗苯塔內(nèi)填料高度為：H=4+++2+2+5+2＋ (附加高度 )=29m 管式爐的設(shè)計 管式爐加熱面積： 畢業(yè)設(shè)計說明書 30 供給富油的熱量： Qm=Q4+Q5Q1=+ =供給蒸汽的熱量： QV=Q6Q2==設(shè) Qm的 95%由輻射段供給 5%由對流供給輻射段強度為 104500KJ/㎡ h,則輻射段加熱面積為： F1=95%/104500 ㎡ = 取對流段加熱強度為 20900 KJ/㎡ h ，則對流段加熱面積為： F2=5%+ 設(shè)管式爐加熱效率為 75%， 煤氣熱值為 4250 Kcal/m3,=17765KJ/Nm3 則煤氣消耗量為 ： Vg=（ Qv+Qm）／（ 75％ 17765） = 煤氣在管式爐中燃燒產(chǎn)生熱量為： Q=4250= 根據(jù)《焦化設(shè)計參考資料》選熱負(fù)荷為 310 萬千卡 /時的管式爐一臺。 脫苯塔的設(shè)計 富油進(jìn)管式爐加熱后進(jìn)入脫苯塔脫苯。脫苯塔多采用泡罩塔，塔盤泡罩為條形或圓形，其材質(zhì)一般采用鑄鐵或不銹鋼 脫苯塔塔徑的計算： 提餾段的塔徑： 進(jìn)入提餾段上部的氣相質(zhì)量流量見表 ： 表 成分 氣相質(zhì)量流量 Kg/h 粗苯 936 畢業(yè)設(shè)計說明書 31 續(xù)表 萘 洗油 水蒸氣 共計 則提餾段上部氣相體積流量為： 9 3 6 3 0 0 . 2 9 2 2 6 2 . 5 1 7 8 8 . 2 4 2 7 3 1 7 5 7 6 0( ) 2 2 . 48 2 . 2 1 2 8 1 6 0 1 8 2 7 3 9 0 0SV ?? ? ? ? ? ? ? =式中 175， 900 分別為該段的溫度和壓力 氣相密度為 5 2 7 8 .0 3 =1 .3 7 73 9 4 9 .0 3g? ? 液相洗油密度（ 180℃ ）為： 15 1055 = 9 8 9 . 6 81 0 . 0 0 0 4 0 ( 1 5 ) 1 0 . 0 0 0 4 0 e t?? ??? ? ? （ 1 8 0 1 5 ） 為了不產(chǎn)生大量霧沫夾帶，保證塔板效率，選取塔板間距為 H=，從板式塔允許速度系數(shù)與板間距關(guān)系圖查出 C=,得最大允許空塔氣速為： m a x 9 8 4 . 7 1 . 3 3 70 . 0 4 4 1 . 1 9 61 . 3 3 7eggVC????? ? ? 選用空塔氣速為： ??= 則塔徑： = 3600 SVDu???? ??m 同理精餾段的塔徑為 畢業(yè)設(shè)計說明書 32 選取塔徑 D=1800mm，其規(guī)格見表 表 塔徑mm 塔高mm 塔板層數(shù) 板間距mm 泡罩形式 1800 16650 16 600 條形 貧富油換熱器的設(shè)計 換熱器面積的確定： 換熱器內(nèi)貧富油呈逆流流動，其溫度差為： 貧油 175℃ ? ℃ 富油 135℃ ? 70℃ t? 40℃ ℃ 則平均溫差mt?，為：mt?，= 40 ?℃ 取 mt? = t??