【正文】 = =(＋) =＋——散熱系數(shù)則 =＋＋＋ =＋令=得：＋=＋則 = KJ/h故 =＋= KJ/h管式爐加熱面積：供給富油的熱量：=＋－ = KJ/h供給蒸氣的熱量：=－= KJ/h設(shè)的95%由輻射段供給，5%由對(duì)流供給，輻射段強(qiáng)度為25000Kcal/㎡h=104500KJ/㎡h,則輻射段加熱面積為： F=㎡取對(duì)流段加熱強(qiáng)度為5000 Kcal/㎡h=20900 KJ/㎡h，則對(duì)流段加熱面積為： F=㎡設(shè)管式爐加熱效率為75%，煤氣熱值為4250 Kcal/m,=17765KJ/Nm.則 煤氣消耗量為 ：V== = 根據(jù)《焦化設(shè)計(jì)參考資料》選熱負(fù)荷為420萬(wàn)千卡/時(shí)的管式爐一臺(tái)，其各項(xiàng)參數(shù)如下：直徑:42025Φ114/Φ152直徑：4254mm總高：28564mm總熱負(fù)荷：420萬(wàn)千卡/時(shí)，加熱面積：對(duì)流段油管50m2，輻射段油管：175㎡，設(shè)備總重：，耐火材料38t。 再生器的計(jì)算和選型進(jìn)入再生器的富油中的各組分的蒸發(fā)率按下式計(jì)算：式中 ——組分蒸發(fā)率n ——提留段塔板層數(shù)K——組分平衡常數(shù)；K=——組分的飽和蒸氣壓力，mmHgP ——再生器內(nèi)總壓力，mmHgl ——油分子數(shù)與水分子數(shù)之比，；，——油量和水蒸氣量，Kg/h；，——油和水蒸氣的分子量，分別為160和18；再生器內(nèi)設(shè)7層多孔折流板，設(shè)其相當(dāng)于兩層泡罩塔板，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氣壓力分別為 496 mmHg和200 mmHg。再生器油氣出口處油氣壓力為980 mmHg，則組分的平衡常數(shù)K為：萘 =496/980=洗油 =200/980=%，，，，， Kg/h。設(shè)在再生器內(nèi)粗苯全部蒸發(fā)，則油分子數(shù)與水蒸氣分子數(shù)之比為：L=18/(160)=將上述各值代入公式，得各組分蒸發(fā)率為：萘 洗油 從再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體數(shù)量如下：洗油 += Kg/h萘 += Kg/h粗苯 += Kg/h水蒸氣 += Kg/h從再生器排出殘?jiān)鼣?shù)量如下：洗油 ()= Kg/h萘 ()= Kg/h則每小時(shí)180℃前粗苯排出殘?jiān)繛?(+)/()= Kg殘?jiān)?t粗苯再生器頂部氣體溫度為240℃，其直徑計(jì)算如下：經(jīng)過(guò)再生器頂部的氣體流量：V==取空塔氣速為1m/s，則直徑為D=m取D=2的塔徑，此再生器規(guī)格為：直徑（mm）全高（mm）塔 板形式 板數(shù)加熱面積（㎡）重 量設(shè)備 操作所用流程20007000弓形隔板521416管式爐脫苯 脫苯塔的計(jì)算和選型(1)提餾段：洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)率：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℃， mmHg，則組分的平衡常數(shù)為：萘 =洗油 =105/970= Kg/h，進(jìn)入脫苯塔內(nèi)富油液相量如下：洗油 = Kg/h萘 = Kg/h粗苯 = Kg/h共計(jì) 則油分子數(shù)與水蒸氣分子數(shù)之比為：L=18/(160)=將上述各值代入公式，得洗油與萘蒸發(fā)率為：萘 =洗油 =洗油與萘在提餾段的蒸發(fā)量：洗油 = Kg/h萘 = Kg/h(2)精餾段： Kg/h，設(shè)在脫苯塔內(nèi)全部蒸發(fā)，其180℃前餾出量為93%，、= Kg/h。 = Kg/h，其中洗油占20%， Kg/h；萘占80%， Kg/h。 根據(jù)富油在脫苯塔進(jìn)出的閃蒸量，再生器進(jìn)入脫苯塔的氣體量，脫苯塔提餾段的閃蒸量以及塔頂粗苯帶走的油量，得到在精餾段冷凝而流到提餾段的洗油和萘： 洗油：()++= Kg/h 萘：()++= Kg/h 塔頂壓力為820mmHg，塔頂溫度為95℃， mmHg。精餾段的物料橫算如下：輸 入管式爐來(lái)的氣相（Kg/h）提餾段來(lái)的氣相（Kg/h）洗 油=+=萘=+=粗 苯(11%)==水蒸氣(11%)=共 計(jì)輸 出塔頂出來(lái)的氣相（Kg/h）流回提餾段來(lái)的氣相（Kg/h）洗 油萘粗 苯=水蒸氣+=共 計(jì)4495脫 苯 塔 總 物 料 平 衡 表進(jìn) 料（Kg/h）管式爐油氣再生器油氣提餾段蒸發(fā)粗苯萘洗油水蒸氣洗油萘粗苯水蒸氣洗油粗苯萘小計(jì)粗苯洗油萘水蒸氣 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2009屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 89 頁(yè)脫苯塔塔徑的計(jì)算：(1)提餾段塔徑：根據(jù)上表，進(jìn)入提餾段上部的氣相質(zhì)量流量為：成 分 氣相質(zhì)量流量 Kg/h粗 苯 萘 洗 油 水蒸氣 共 計(jì) 則提餾段上部氣相體積流量為： = Nm3/h氣相密度為液相洗油密度（180℃）為：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：選用空塔氣速為：=則 塔徑取塔徑D=1800mm，其規(guī)格如下：塔徑mm塔高mm塔板層數(shù)板間距mm泡罩形式設(shè)備操作捕霧形式18001665016600條形2627035二層泡罩本設(shè)計(jì)選取提餾段塔徑為脫苯塔塔徑。 貧富油換熱器貧油溫度較高，從換熱器中心進(jìn)入；富油溫度較低，從換熱器邊緣進(jìn)入。 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：進(jìn)入貧富油換熱器貧油溫度175℃，貧油量為 ：= kg/h 其中， kg/h，洗油（含萘） kg/h貧油進(jìn)口溫度為175℃，出口溫度為t(假設(shè))。，，洗油（含萘）。富油入口溫度70℃，出口溫度135℃。 熱量衡算：(1)熱量輸入:①冷富油在70℃時(shí)帶入熱量：=(++) = KJ/h，1——分別為洗油，粗苯，水在70℃下的比熱，kcal/kg℃②熱貧油在175℃時(shí)帶入的熱量：=(+) = KJ/h，——洗油和粗苯在175℃下的比熱，kcal/kg℃故 熱量輸入：= + =+ = KJ/h(2)熱量輸出 ①135℃富油帶走的熱量 =(++) = KJ/h，——分別為洗油，粗苯，水在下的比熱，kcal/kg℃ ②熱貧油在t℃時(shí)帶走的熱量： =（）t =（+）t式中——洗油（含萘）在t℃下的比熱，kcal/kg℃，可用此式計(jì)算：=（+）?！直皆趖℃下的比熱，kcal/kg℃，可用此式計(jì)算：=+帶入公式，得：=(+)t kcal/h=(+)t kJ/h ③%，則 =%（)= kJ/h式中76543——熱富油175℃帶走熱量Q，kJ/h。76543——冷富油70℃帶入熱量Q ，kJ/h；則輸出熱量=++ =+(+)t +由熱量平衡，得：=解之得：t= ℃ Q= kJ/h熱量平衡如下：名 稱輸入（kJ/h）輸出（kJ/h）富 油熱貧油損 失共 計(jì) 換熱器面積的確定：換熱器內(nèi)貧富油呈逆流流動(dòng)，其溫度差為：貧油 175℃℃富油 135℃ 70℃ 40℃ ℃則平均溫差為：=℃取== =℃式中——溫差調(diào)節(jié)系數(shù)。根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)中螺旋板油油換熱器的設(shè)計(jì)定額，取換熱系數(shù)K=400Kcal/㎡h℃,則所需換熱面積為：F= = =㎡選換熱面積為100㎡的換熱器兩臺(tái)規(guī)格如下：PNFNDNbδHFVdNltfdMpa㎡mmmmmmm㎡mmm㎡mm≤1001400104135100300 貧油冷卻器（螺旋板式換熱器）計(jì)算依據(jù)：成分進(jìn)口（℃）出口（℃）貧油27冷卻水1835取螺旋板換熱器的換熱系數(shù)為K=600℃熱量橫算：貧油輸入熱量：= kJ/h貧油輸出熱量：=(+) = kJ/h式中：——27℃時(shí)洗油的比熱，℃ ——27℃時(shí)粗苯的比熱，℃ === kJ/h貧油 ℃ 27℃冷卻水 35℃ 18℃ ℃ 9℃℃S== 管徑的計(jì)算一、煤氣管徑計(jì)算： 按終冷后煤氣（包括苯萘等）量計(jì)算則煤氣量：=據(jù)《煉焦化產(chǎn)品回收與加工》，取煤氣速度為=12m/s則管徑： D=m圓整，取煤氣管徑為D=1400mm，規(guī)格為Φ9168mm二、貧富油管路計(jì)算： kg/h，即=，則 貧油管管徑：D=m圓整，取貧油管管徑D=150mm,規(guī)格為Φ159㎜的無(wú)縫鋼管，同樣富油管也可選用Φ159㎜的無(wú)縫鋼管。三、蒸氣管徑的計(jì)算：已知，蒸氣質(zhì)量流量G=，表壓為4Kgf/㎝,該壓力下的飽和蒸氣密度為= Kg/N則 蒸氣體積流量V=G/==蒸氣在管內(nèi)流速可取為18m/s，則蒸氣管管徑D= 根據(jù)《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，≤ MP，則可選用Φ=159㎜的無(wú)縫鋼管做蒸氣管。 貧油泵的計(jì)算和選型一、泵的壓頭計(jì)算：貧油泵：計(jì)算依據(jù)：貧油流量： kg/ 脫苯塔底貧油槽出口標(biāo)高：=洗苯塔塔頂噴嘴高：=25m噴嘴要求壓力：= Pa脫苯塔底部與大氣相通，取=1atm=101325 Pa脫苯塔底油槽與大氣相通，故P=10 P.在噴嘴高處和脫苯塔底油槽內(nèi)液面上列伯氏方程，得：式中===雷諾準(zhǔn)數(shù)R=取管壁的絕對(duì)粗糙度，則，由此可查《化工原理》上冊(cè)P圖126得：取則=+ =(80+113) /(2) =由《化工原理》上冊(cè)圖129可查的管件、閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度如下： 止回閥：121=12m 閘閥（全開(kāi)）：7=7m 標(biāo)準(zhǔn)彎頭：510=50m Le=12+7+50=69m所以，=2100+= /g=設(shè)為脫苯塔底液面處流速，由于液面大約保持不變，故取=0，為洗苯塔噴頭內(nèi)側(cè)流速將已知數(shù)據(jù)代入上式得：解得：He=選用80Y100A型泵并聯(lián)操作流量：50 揚(yáng)程：85 轉(zhuǎn)速：1950r/min 功率：軸 ；電機(jī) 25kw 泵殼許用應(yīng)力：1961/2942結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)渭?jí)懸臂4 主要設(shè)備的論證及選型 洗苯塔空噴塔空噴塔具有投資省、處理能力強(qiáng)、阻力小，不堵塞及制造安裝方便等。但單段空噴效率低，多段空噴動(dòng)力消耗大。2．篩板塔偶爾可見(jiàn)到穿流式的篩板塔，氣液兩相同時(shí)經(jīng)由塔板上的一些孔道穿流通過(guò)。結(jié)構(gòu)上可以省掉降液管，處理能力一般較大，壓降較小，但效率及操作彈性受到一定限制。浮動(dòng)噴射塔這種塔的洗滌效果也很好，但其阻力大，風(fēng)機(jī)要求高。4．填料塔這種塔是一種新型塔，洗滌的效果好，與前兩種塔相比較，具有操作穩(wěn)定、效率高、投資低的特點(diǎn)。填料的形式較多，包括木格填料、鋼板網(wǎng)填料和新型的塑料花填料等。在洗苯設(shè)備選型問(wèn)題上，普遍是采用木格填料塔。這種塔具有阻力小、耐用、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。但是它和鋼板網(wǎng)填料塔一樣體積龐大苯重、占地大、投資高，而且生產(chǎn)中往往需要三個(gè)洗苯塔。近二十年來(lái)，我國(guó)木材供不應(yīng)求，尤其作木格填料用的紅松更不易得。而且價(jià)格大浮上漲，影響投資、占地和建設(shè)速度。在舊廠改造和新建廠中必須考慮新型塑料花環(huán)填料?，F(xiàn)將國(guó)內(nèi)使用過(guò)的較成熟的洗苯塔和由國(guó)外引進(jìn)的新塔型進(jìn)行比較，比較結(jié)果列于表41表41 各種形式洗苯塔比較塔形使用廠家規(guī)模萬(wàn)噸/年塔徑m塔高m臺(tái)數(shù)每臺(tái)重量t泵數(shù)閥門(mén)個(gè)數(shù)總?cè)莘e比總占地出總投資出總重量比總阻力pa木格填料邯鋼6027383397382000浮動(dòng)噴射板濟(jì)鋼602313513717000鋼板網(wǎng)填料新余603525426721000日本空噴塔寶鋼10844321012977371500西德鋼板閥宣鋼90