【正文】 在低汽油比的場合，立式分離器工作得最有效，在非常高的汽油比場合，也可。然而由于臥式分離器的幾何形 狀，將使任何高液位的開關(guān)裝置安裝在緊靠正常工作液位的地方（而在立式分離器上，開關(guān)裝置可以安裝在液位控制器所允許的相當(dāng)高的地方），排液閥就有較多的時間對波動作出反應(yīng)。此時，可以就在這個位置設(shè)置一個排污口，這樣當(dāng)液體在離開具有某種高程的分離器時，固體顆?？梢远ㄆ诒慌抛?； 2. 在實現(xiàn)相同的分離操作時，臥式分離器占地面積比立式分離器多些 ； 3. 臥式分離器具有較小的液體波動容量。這樣 ， 固體就不會在分離器中堆積起來。 1. 在處理固體顆粒方面，臥式分離器就不如立式分離器。這樣，從純氣體或液體的分離過程來看，臥式分離器將 是優(yōu)先選用的。這樣，液滴就更容易從氣體連續(xù)相中沉降出來。 在處理大產(chǎn)量的氣體時，臥式分離器通常效果更大些。 在日常的工藝設(shè)計中，最常用的就是立式分離器和臥式分離器。 油氣混合物或氣液混合物在分離設(shè)備中進(jìn)行分離時，應(yīng)當(dāng)完成四個操作要求（功能）： 1. 油和氣或氣和液的基本相分離； 2. 脫除氣相中所夾帶的液沫（霧狀）； 3. 脫除液相中所包含的氣泡； 4. 從分離器中分別引走已經(jīng)分離出來的氣相和液相，不 允許它們彼此有重新夾帶摻混的機會。 當(dāng)氣體流量同液體流量之比值非常高時，此時用的分離器常稱為 氣體滌凈器；有些分離器使用捕液器的名稱來命名，它安裝在井口，直接處理井口出來的物流。目前對分離器的理論和實踐研究已比較深入，對內(nèi)部流動規(guī)律也了解很多。 原料氣側(cè)有效傳熱面積 , 25 .0 0. 83 61 .0e ff aA ? ? ? = m2 干氣側(cè)有效傳熱面積 , 27 .5 0. 26 67 .1e ff sA ? ? ? = m2 輕烴回收裝置工藝設(shè)計 23 總傳熱系數(shù)（原料氣側(cè)面積為基準(zhǔn)） ,1,1 1 1 eff aa s eff sAK h h A???? ???? 1 1 7 5 .6 33 4 8 7 5 0 0 4 4 .9???? ???? = 所以 1K = kcal/m2h ahh? ，則 1 / 232 3 4 8()1 5 0 0 .1 8 1 0P ??? ?? =160 3160 (10 10 ) / 2Pb ?? ? ? ? = tanhf xPbPb? ? = tanh() = 干氣側(cè)污垢系數(shù) r=0 時， 39。2mP r??? ； b 的計算如下： 熱流體隔在兩冷流體之間： 12bh? ； 兩冷流體之間隔 兩熱流體： bh? 。 翅片效率 流道結(jié)構(gòu)是由空氣流道與蒸汽流道相互一層一層交錯重迭而成的。m 102 102 翅片高 L m 103 103 翅片厚 ? m 103 103 翅片間隙 m m 103 103 層數(shù) N 10 11 翅片長 Y m 原料氣側(cè)傳熱面積 Aa 翅片： 2( )fwA L n L Y N?? ? ? ? ? = m2 平板： 2bwA m n L Y N? ? ? ? ? = m2 傳熱面積合計： a f bA A A? ? ? m2 干氣側(cè)傳熱面積 sA 翅片： 2( )fwA L n L Y N?? ? ? ? ? = m2 平板： 2bwA m n L Y N? ? ? ? ? = m2 傳熱面積合計： s f bA A A? ? ? m2 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 傳熱膜系數(shù) 原料氣側(cè)流道截面積min,mA m in, ()mwA m L n L N?? ? ? ? ? ? 3 3 10 ( 10 ) 10 10 10??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? m2 原料氣的質(zhì)量速度 G 9 .3 5 7 9 9 .4 40 .0 9 4 1gQG A? ? ?kg/ m2s 原料氣流道當(dāng)量直徑 D 332 ( ) 2 4 . 0 1 0 ( 1 0 0 . 1 8 ) 1 0( ) 4 . 0 1 0 ( 1 0 0 . 1 8 ) 1 0e mLD mL ????? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? 10???m 原料氣側(cè)雷諾數(shù) 35 . 6 5 1 0 9 9 . 4 4 3 6 0 00 . 0 1 3 8 5 3 . 6 9 . 8ee DGR g??? ? ? ????? =4139 圖 傳熱因子與雷諾數(shù)的關(guān)系 查上圖 可知傳熱因子 jH 為： jH= 則原料氣側(cè)的傳熱膜系數(shù) ha 為： 輕烴回收裝置工藝設(shè)計 21 2 / 3( )( )aH Ch j G C K? ?? 2 / 2 357 840 ( ) ?? ? ? ? =348kcal/m2h℃ 綜上所述，同理可得： 干氣側(cè)傳熱膜系數(shù) sh =7500 kcal/m2h1 K ?1 K 冷天然氣： ?39。s (3)傳熱面積 對數(shù)平均溫差 △ T1m 為 ： 參照工藝流程，并由文獻(xiàn) [1]216 圖求得的低溫分離器內(nèi)氣體溫度，采用逆流方式?！?) 粘度 ?? mPa 其中冷源是由脫烷塔頂部留出的℃ 的干氣， 原料氣的入口壓力是 4500kPa。翅片選型與參數(shù)選擇尚有許多定性、定量的分析方法，由于這是屬于比較專門、深人的設(shè)計理論 ，不能詳盡。而在換熱系數(shù)較大的場合，宜采用低而厚的翅片 (即翅高 hf 較小 、 翅厚較厚 的翅片 )，這樣可具有較大的翅片效率 。多孔翅片多用作導(dǎo)流片，使氣、液均布，亦用于相變換熱的再沸器、冷凝蒸發(fā)器 。平直翅片相對于其他型式翅片，具有較高的強度，故在高壓板翅式換熱器中多有采用。鋸齒翅片廣泛用于需要強化換熱的場合，例如板翅式換熱西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 器的氣體通道應(yīng)首先考慮采用。其選擇的原則大致有以下幾點 ： 1） 鋸齒翅片 對促進(jìn)流體的擾動，破壞熱阻邊界層十分有效，屬高性能翅片， j 因子、 f 因子相應(yīng)地均大于平直翅片。 翅片型式與結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 在換熱器的 選型設(shè)計中，一般根據(jù)換熱器的使用場合、用戶要求、換熱表面的特點 、 工作壓力、工作溫度，選擇換熱器的類型?！?； 12,??—— 分別為熱、冷流體側(cè)面給熱系數(shù)， kcal/m2h 2）翅片表面效率： 21 (1 )fFF??? ? ? () 式中 2FF —— 二次傳熱面積與總傳熱面積的比值 。2mP r??? 。氣體進(jìn)入分子篩干燥器，干燥到露點比工藝過程中最低溫度還低 10℃ ，流入氣 — 氣換熱器中冷卻，冷源來自脫乙烷塔頂部流出來的貧氣。再將半圓封頭用氫弧焊焊在板束上，就制成了一個板翅式換熱器。對各個單元體進(jìn)行不同的疊積，并適當(dāng)?shù)嘏帕?，用釬焊焊牢，就一可得到各種不同流向的組裝件，稱為板束。一旦堵塞后，清洗較困難，因而使用介質(zhì)一般要求以清潔為宜，最好在物料進(jìn)口 前進(jìn)行過濾 ； 2)檢修、探傷很困難。容易堵塞，清洗困難 。由多層通道疊合組成 ； 3)適應(yīng)性和互換性大，能適用于氣一氣、氣一液、液一液間不同流體的換熱。 板翅式換熱器 的工藝計算 這是一種緊湊式換熱器口目前在空分和輕烴回收中廣泛應(yīng)用。 又有 ? S? ＝ 345＝ 259， 則 T? ? S? 。 []? —— 鋼材屈服極限，取 []? ＝ 170 算得 b? = 取 b? ＝ 18mm 水壓試驗： ()2T i eT ePD ?? ??? 式中： TP —— 試驗壓力， MPa； D—— 分離器直徑， m； e? —— 有效壁厚， mm。 傳質(zhì)區(qū)長度的計算 0 .5 5 0 6 0 .2 6 4 61 .4 1Z gqHA V ???? ???? A=， ? =100 ， q=( m2 轉(zhuǎn)效點計算 bTB xhq?? ? ， 660b? ? kg/m3 8x? ％， ? m， 75 ??kg/( m2 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 壓力降計算（吸附） 2g g gP B V C VL ??? ?? 現(xiàn)已知床層高 ，即 L=，由有關(guān)圖表知此狀態(tài)下 ?? mPa冷卻氣平均比熱在 130℃ 時為 kJ/(kg3 2 111( ) 2 6 0 ( 4 3 2 0 0 ) 1 3 8 . 522t t t t? ? ? ? ? ? ? ?℃ 每千克再生氣給出熱量： 138 .5 434 .89HPq C t? ? ? ? ?kJ/kg 需要再生氣的量為： 1406117/ 434. 89= q?? kg/h 冷卻氣量計算 床層溫度自 230℃ 降到 43℃ ，則冷卻熱負(fù)荷如下： 1 750 0 6 ( 230 38 ) 138 240 0Q ? ? ? ? ? kJ 2 132 00 ( 230 38 ) 126 720 0Q ? ? ? ? ? kJ 4 1 6 7 8 0 .8 8 ( 2 3 0 3 8 ) 2 8 3 5 1 5Q ? ? ? ? ? kJ 共計 2933115 kJ，冷卻氣進(jìn)口 38℃ 。 再生氣量的計算 再 生 氣 在 230 ℃ 時 的 平 均 比 熱 是 (kJ 加上 10％熱損失，則是 5905693kJ?！?)，吸附筒體是壓力容器?！?)，水的吸附比熱Cp3= kJ/(kg 操作條件下的氣體量： 000PQTZQ PT? 41 0 0 1 0 1 0 1 .3 2 5 3 1 13 6 0 0 2 4 4 5 0 0 2 7 3?? ? ? ?? 天然氣的平均分子量為： 已知 b? =660kg/m3, ρg＝ kg/m3， pD =， 根據(jù)氣體自上而下流動， C值在 — ；自下而上流動， C 取 ，最后 C 取 ，將數(shù)據(jù)代入公式： ()b g pG C D??? 0. 5( 9 660 41. 8 032 )? ? ? ? ?吸附器的截面積： G? ? ? m2 則直徑 0 . 5 0 . 52 .0 2 1 .5 90 .7 8 5 0 .7 8 5FD ? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ?m， 取 D= 分子篩有效吸附容量取 8 kg(H2O)/100kg(吸附劑 )，則吸附器需要分子篩質(zhì)量：600 ? kg， 其體積為 7500 ?? m3，床層高度為 1 1 .3 6 5 .6 42 .0 2VH F? ? ?m，徑比： ?? 再生 熱負(fù)荷 計算 用原料氣做再生氣進(jìn)行加熱，天然氣的相對分子質(zhì)量 M = ，進(jìn)吸附塔溫度為 260℃ ，分子篩床層吸附終了溫度 43℃ （即床層升溫 5℃ ），再生加熱出吸附器溫度為 200℃ ，床層再生溫度 1/2(260+200)=230℃ ， 預(yù)先計算在 230℃ 時，分子篩 的比熱 Cp1= kJ/(kg 采用球形 4A 分子篩吸附脫水，已知 4A 分子篩的顆粒直徑為 ，堆密度為 660Kg/m3，吸附周期采用 8 小時，加熱再生時間為 小時，冷卻時間為 小時。由于采用分 子篩做吸附劑脫水可以達(dá)到比較大的露點降。h)； gV—— 空塔線速 （ 氣體流速 ） ， m/min； ? —— 進(jìn)吸附氣體相對濕度， ﹪ 。h)。 3) 操作條件下氣體流量 000PQTZQ PT? () 式中 0P —— 標(biāo)準(zhǔn)條件下的壓力， MPa； 0Q —— 標(biāo)準(zhǔn)條件下的流量， m3/h； 0T —— 標(biāo)準(zhǔn)條件下的溫度， K。 2）氣體通過床層的壓力降： 2g g gP B V C VL ??? ?? () 式中 P? —— 壓降， kPa； L —— 床層高度， m； ? —— 氣體粘度， mPa 設(shè)計計算中涉及的主 要計算公式 1）分子篩的允許氣體質(zhì)量流量： ()b g pG C D???