【導讀】六．設計心得.........

　　

【正文】 5 1 1 /Q k g h? ? ? 式中 （表壓）飽和蒸汽質(zhì)量焓， kJ/kg。 400℃過熱蒸汽帶出熱量 5Q 5 9 9 4 . 8 3 2 3 7 3 2 5 4 9 8 6 /Q k J k g? ? ? 式中 3272 （表壓） 400℃過熱蒸汽質(zhì)量焓， /kJ kg 54 3 2 5 4 9 8 6 2 7 3 3 5 1 1 5 2 1 4 7 4 . 2 /VQ Q Q k J k g? ? ? ? ? 3） 管式爐加熱面積 取 mQ 的 95%由輻射段供給， 5% 由對流段供給，取輻射段熱強度為105000 2/( )kJ m h? 則輻射段管式爐加熱面積為： 河南城建學院畢業(yè)設計 24 25 8 5 3 3 1 4 9 5 %5 3 .0105000Fm??? 取對流段熱強度為 21000 2/( )kJ m h? ，則對流段管式爐加熱面積為： 蒸汽部分 22 ?? 富油部分 23 5853314 ?? 對流段總加熱效率為 75%，煤氣熱值 為 17800 3/kJ m ，則煤氣消耗量為： 35 8 5 3 1 4 5 2 1 4 7 4 .24 7 7 .5 /0 .7 5 1 7 8 0 0 0 .7 5 1 7 8 0 0mVg V m h? ?? ? ??? 依上述計算，可選用熱負荷為 113 105 /kJh 的圓筒管式爐一臺。 （ 1） 構(gòu)造簡介 洗油再生器構(gòu)造見右圖。 再生器偉鋼板制的直立圓筒，帶有錐形底。中部設有帶分布裝置的進料管，下部 設有殘渣排出管。蒸汽法加熱富油脫苯的再生器下部設有加熱器，管式爐 法加熱富油脫苯的再生器不設集熱器。 為了降低洗油的蒸出溫度，再生器底部設有直接蒸汽管，通入脫苯蒸餾所需的絕大部分或全部蒸汽。 在富油入口管下面設兩塊弓形隔板，以提高再生器內(nèi)洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面設三塊弓形隔板，以捕集油滴。 （ 2）富油各組分的蒸出率計算 進入再生塔的富油中各組分蒸出率按下式計算： 河南城建學院畢業(yè)設計 25 2121 ( )1 ( )nii nilklk????? （ 532） 式中 i? i 組分的蒸出率； n 提餾段塔板層數(shù)； ik i 組分的平衡常數(shù)，按下式計算： ii pk p? ip i 組分的飽和蒸汽壓， Kpa； p 再生器內(nèi)總壓力， kpa； l 油與水蒸氣摩爾質(zhì)量之比，按下式計算： mssmGMl GM?? ? msGG、 油量和水蒸氣量， /kgh ； 圖 4— 2 再生器 msMM、 油和水蒸氣的相對分子質(zhì) 1 洗油出口； 2 放散口 ； 量，分別為 170 和 18。 3 殘渣出口； 4 電阻 再生器內(nèi)設 5 層多孔折流板，設其 溫度計接口； 5 直接蒸汽 相當于兩層泡罩塔，即 n=2。 入口； 6 加熱器； 7 水 油在再生器內(nèi)被加熱到 200℃ . 印溫計接口； 8 油入口。 該溫度下萘和洗油的飽和蒸汽壓力分別為 和 。再生器出口油氣壓力為 ，則組分的平衡常數(shù) ik 為： 萘 Nk ?? 洗油 mk ?? 河南城建學院畢業(yè)設計 26 進入再生器內(nèi)的油量 mG 為脫水塔后富油油量的 1%，即 /kgh ，其中氣相 /kgh ，液相 /kgh 。氣相包括洗油 /kgh ，萘 /kgh ，粗苯 /kgh ，水蒸氣 /kgh 。液相包括洗油 /kgh ，萘 /kgh ，粗苯 /kgh 。進入再生器內(nèi)的水蒸氣量 SG 為 /kgh 。 液相油和水蒸氣摩爾質(zhì)量之比為： 33 5. 09 18 09 .5 17 0l ???? 將上列各值代入 式（ 532），組分蒸出率為： 萘 20. 22 011 ( )0. 50 61 0. 95 80. 22 011 ( )0. 50 61N????? 洗油 20 . 2 2 0 11 ( )0 . 2 0 4 1 0 . 9 0 30 . 2 2 0 11 ( )0 . 2 0 4 1m????? 從再生器進入脫苯 塔的氣體數(shù)量： 洗油 0 . 5 1 4 0 . 9 0 3 3 1 3 8 7 . 6 0 . 0 1 2 8 3 . 8 /k g h? ? ? ? 萘 0 . 0 7 2 0 . 9 5 8 0 . 0 1 1 6 3 9 . 2 1 5 . 8 /k g h? ? ? ? 粗苯 0 . 4 4 4 . 3 8 4 . 8 2 /k g h?? 水蒸氣 1 6 0 9 . 5 0 . 3 3 1 6 0 9 . 8 3 /k g h?? 從再生塔排出殘渣數(shù)量： 圖 4— 3管式加熱脫苯塔 洗油 3 1 3 8 8 ( 1 0 . 9 0 3 ) 3 0 . 5 6 /k g h? ? ? 萘 1 6 .3 9 ( 1 0 .9 5 8 ) 0 .6 8 /k g h? ? ? 共計 ，對每噸 180℃前粗苯為： kg? 富油再生的油汽和過熱水蒸氣從再生器頂部進入脫苯塔的底部，作為富油脫苯蒸汽。該蒸汽中粗苯的蒸汽分壓和脫苯塔熱貧油液面的粗苯蒸汽壓接近，很難河南城建學院畢業(yè)設計 27 使脫苯貧油含苯量進一步降低，貧油含苯質(zhì)量含量一般在 %左右。故有人提出將富油再生器改為熱貧油再生，這樣可以使貧油含苯量降低到 %，甚至更低，使吸苯效率得以提高。 脫苯塔 脫苯塔多采用泡罩塔，塔 盤泡罩為圓形或條形，其材質(zhì)一般采用鑄鐵或不銹鋼， 管式爐加熱富油的脫苯塔，一般采用 30層塔盤，見右圖。 在脫苯塔提餾段各組分的蒸出率也可以按照式（ 532）計算。顯然各組分蒸出率取決于以下諸因素：塔底油溫下各組分的飽和蒸汽壓；塔內(nèi)操作總壓力；提餾段塔板數(shù) n ；直接蒸汽量 GS 和循環(huán)洗油量 Gm 。 聯(lián)苯塔主要有泡罩塔和浮閥塔兩類。 氣相進料的泡罩兩苯塔見圖（ 522）。徑流段設有 8 塊塔板，每塊塔板上設有若干個圓形泡罩，板間距為 600mm。徑流段第二層塔板和最下一層塔板為斷塔板，以便將踏板上混有冷凝水的液體引致油水分離器，將水分離后在回到塔內(nèi)下層塔板，以免塔內(nèi)因冷 在生產(chǎn)輕苯和重苯的兩塔中，兩者的產(chǎn)率計算如下： 設進入兩苯塔的 180℃前粗苯蒸氣量為 。當 180℃前餾出量為 93%時，帶入油量即為： 166 6. 78 ( 1 ) 50 .1 9 /0. 93 k g h? ? ? 一般從 180℃前粗苯中蒸出 150℃前的輕苯產(chǎn)率為 93%95%，現(xiàn)取為 94%，則得： 輕苯產(chǎn)量 ： 1 6 6 6 . 7 8 0 . 9 4 6 2 6 . 7 7 /G k g h? ? ? 重苯產(chǎn)量： 1 6 6 6 . 7 8 ( 1 0 . 9 4 ) 5 0 . 1 9 9 0 . 2 /G k g h? ? ? ? ? 隨輕苯一起由塔頂逸出的水氣量可由以下計算式確定： ?? 設兩苯塔出口輕苯蒸氣壓力為 ， 河南城建學院畢業(yè)設計 28 則 7 ? ? ?℃ 共凝物中水氣含量 SX （摩爾分數(shù)）可按下式計算： 9 4 tX ?? 將有關數(shù)據(jù)帶入，則得： 1. 61 9 72 .1 7 82 .1 40. 34 210 10 .3 3SX ???? 因此，輕苯的摩爾分數(shù)為 。 設回流比 R=，則離開兩苯塔的輕苯氣量為： 6 2 6 .7 7 (1 2 .5 ) 2 1 9 3 .8 /k g h? ? ? 取輕苯的相對分子質(zhì)量 M=81，則上述輕苯氣量為： 27 .1 /81 km ol h? 此時，隨輕苯一起由塔內(nèi)出來水氣量為： .1 14 .1 1 / 14 .1 1 18 25 4 / bXm m k m ol h k g hX? ? ? ? ? ? ? ? 五 .填料吸收塔的附屬設備 洗油和粗苯為易燃易爆的介質(zhì) ,粗苯還是高危害介質(zhì) ,因此粗苯和洗油等介質(zhì)輸送的泵的選型很重要。一般選型 ,對輸送粗苯的泵 ,要求軸封可靠且無泄漏泵 ,多選用屏蔽泵 ,這樣可有效避免介質(zhì)的泄漏和設備漏電 ,且占地面積較小 。貧富油泵要選用密封性能較好、質(zhì)量可靠的化工泵。 因粗苯工段輸送的是易燃易爆的高度危險介質(zhì) ,還有溫度高達 400℃ ~500℃的過熱蒸汽 ,當吸收粗苯后的富油在含水率超過 %時 ,溫度一旦增高 ,壓力變化河南城建學院畢業(yè)設計 29 較大 ,特別是在前序的脫硫、硫銨工段處理效果不好時 ,富油和粗苯中含有少量的氨、硫化氫和氰化氫等物質(zhì) ,在高溫時對設備管道的腐蝕較為嚴重 ,加之粗苯生產(chǎn)的管道數(shù)量多 ,尺寸、型式多種多樣 ,管道布置錯綜復雜 ,這樣就增加了發(fā)生事故的可能性和危險性。因此 ,在高溫的油或苯管道材質(zhì)選用上建議選擇加厚的 Q235A碳鋼管或 304 材質(zhì)的不銹鋼管 ,而低溫管道則可選用普通 Q235A 碳鋼管。最好不要選用代材 ,如用有縫鋼管代替無縫鋼管 。用碳鋼管代替合金鋼管。這樣可大大減少因管道泄漏和設備停產(chǎn)檢修帶來的環(huán)境污染和產(chǎn)量、原材料損失。 (1)填料文撐裝置 塔內(nèi)填料無論亂堆還是整砌，均需置放在支撐板上。這就要求支樣板應有足夠的強度，足以承受持液后填料層的重量；其次它的氣體通道面積應大于填料的自由截而積 (數(shù)值上等于空隙率 )，不然在支撐板處會產(chǎn)生過大的氣體阻力．而且當氣速增大時將會在支撐扳上產(chǎn)生攔液現(xiàn)象，降低丁塔的流通量，嚴重時會在支撐板處首先出現(xiàn)液泛。 圖 5— 1 填料支撐板 河南城建學院畢業(yè)設計 30 常用的支撐板有柵板式的，如圖 5— 1(b)所示。它是由側(cè)立的扁鋼條組成，扁鋼條之間的距離一船為填料外徑的 — 倍左右，但在直徑較大 的增中，間距也應放大。此時為了防止填料漏下，往往在柵板先先鋪一層孔眼小于填料直徑的粗金屆網(wǎng)、如圖 5— 1(a)所示。 為了兼顧支撐裝胃的強度和自由截面兩方面的要求，同時又能適應高空隙率填料，可采用力氣管式支撐裝置，如圖 5— 1(c)所示。氣體經(jīng)升氣管上升，通過管頂部的孔及側(cè)面的齒縫進入填料，而液體則由支撐板底的許多小孔及齒縫底部溢流而下。這種裝置因有足夠的齒縫而較好地避免液泛。 鑒于以上敘述，設計所用塔徑較大，且粗苯吸收液粘度較大，所以選用珊板式的支撐板。 (2)液體分布器 如果液體在塔截面上分布不良，則填料 表而不能最大限度地潤濕，將會產(chǎn)生溝流，從而降低了氣、液兩相接觸的有效傳質(zhì)面積，使傳質(zhì)速率減小。這就要求液體分布器能為填料層提供一個良好的液體初始分布，使填料層一開始就能得到均勻的噴淋點和均量的噴淋液。 液體分布器的結(jié)構(gòu)形式很多，目前常用的有以下幾種。 ①管式噴淋器 這是結(jié)構(gòu)最簡單的 — ’種裝置．有多種形式，這里僅介紹其中的彎管式和缺口式兩種，分別如圖 5— 2(a)利 (b)所示。噴口下面有圓形擋板，既可濺射起分散的液體，也可減輕液流對填料的直接沖擊。這種噴淋器一船只用于塔徑在 300mm以下的塔。 ②蓮蓬式噴淋器 這是應用最普遍的一種噴淋裝置，如圖 5— 2(c)所示。它的結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，噴淋較均勻，但小孔容易堵塞，且液體的噴淋面積和分布受液體壓頭影響較大，所以適用于料液較清潔且壓頭變化不大的情況．一般用于直徑 600mm 以下的塔中。 ②盤式明淋器 其結(jié)構(gòu)如圖 5— 2(d)所示。液體通過進液管流到液體分布盤內(nèi)，再由盤圍板上邊緣的齒隙式盤上的小篩孔流出，淋灑到填料上。盤式噴淋器的結(jié)構(gòu)簡單，液體通過時的阻力較小但加工較復雜。一般分布盤直徑為塔徑的 ～ 倍。這河南城建學院畢業(yè)設計 31 種裝置一般適用于直徑 800M 以上的塔。 ④多孔管式噴淋器 這種裝置有多孔直管式和多孔盤管式兩種，分別如圖 5— 2(e)和 (f)所示。前者多用于直徑 600mm 以下的塔，后者適