焦炉煤气洗脱苯工段贫富油换热器的设计

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1、第1章绪论本次设计来源于焦化厂，基于焦炉煤气洗脱苯工段进行分析，后进行了焦炉煤气洗脱苯工段贫富油换热器的设计。换热器在工业生产中，尤其是在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要补低温流体加热或把高温流体冷却，把液体气化或把蒸气冷凝。这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来实现完成。可以说换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。1.1工艺流程简述1.1.1总工艺流程简述目前国内焦化厂粗苯回收装置主要包括洗苯、脱苯两个部分。洗苯即使用焦油洗油，将终冷后的焦炉煤气煤中大部分的苯洗去，然后将煤

2、气送往各用户使用；脱苯即将洗苯后的富油脱苯，所得粗苯分别装车外售，脱苯后的贫油返回洗苯塔循环使用。主要工艺流程及参数如下：终冷后的焦炉煤气由塔顶进入洗苯塔，洗苯塔内煤气与逆向流动的洗油接触，煤气中的苯被油吸收，使离开洗苯塔的焦炉煤气中粗苯含量降至2g/m左右。含苯量0.3%—0.5%的贫油，由贫油槽通过泵从洗苯塔塔顶喷入塔内，从塔底排出，其含苯量增加至为2%—2.5%，即为富油。富油经脱苯后变为贫油，又返回洗苯塔循环使用。由洗苯塔底来的富油，在冷凝冷却器中与脱苯塔来的粗苯蒸汽进行换热后被预热至50℃，然后进行贫油换热器

3、至125℃—135℃，再进入管式炉加热至180℃—190℃后进入脱苯塔。由脱苯塔顶出来的蒸汽约90℃，进入冷凝冷却器，先与洗苯塔底来的富油换热，在被冷冻水降温后进入粗苯分离器，分离出的粗苯进入粗苯贮槽。脱苯塔下部的热贫油经由贫富油换热器，冷却器冷却至25—30℃后送洗苯塔循环利用。1.2换热器的选型与评述换热器是在生产中为了实现物料之间热量传递过程的一种设备。换热器按传热面的形状与结构特点分为管壳式换热器，板式换热器，板翅式换热器和螺旋板式换热器。后三者是较新型的换热器，具有设备紧凑，材料耗量少及传热效果好等优点，是现

4、代换热器的发展方向。但它们也具有不少缺点，板式换热器的处理量小，适应的操作压力也小，一般≤15kgf/cm2,最高为20kgf/cm253。板翅式换热器的设备流道小，易堵，从而使压降升高，清洗困难，且要求介质对铝不腐蚀。螺旋式换热器操作温度低，操作压力低，仅适用于P≤20am,T≤400℃的场合，且不易检修。管壳式换热器目前在生产中应用广泛，主要优点是传热面积较大，传热效果好，且结构简单，操作弹性大。管壳式换热器主要有以下几种型式：固定管板式、U型管式、浮头式。U型管式结构简单，质量轻，但清洗困难，管板利用率差；浮头式

5、结构复杂，造价高，介质有泄漏。固定管板式换热器能克服以上缺点，尽管在消除温差应力方面没其他两种型式好，但可通过设置挠性元件——波形膨胀节减小温差应力。本次设计采用管壳式换热器中的固定管板式换热器。管壳式换热器目前在生产中应用广泛，主要优点是传热面积较大，传热效果好，且结构简单，操作弹性大。管壳式换热器主要有以下几种型式：固定管板式、U型管式、浮头式。U型管式结构简单，质量轻，但清洗困难，管板利用率差；浮头式结构复杂，造价高，介质有泄漏。固定管板式换热器能克服以上缺点，尽管在消除温差应力方面没其他两种型式好，但可通过设置

6、挠性元件——波形膨胀节减小温差应力。换热器种类多，但都应满足以下条件：(1)保证达到工艺规定条件(2)强度足够、结构可靠。(3)制造、安装、检修方便。(4)经济合理。本次设计从材料、温度、压强、压降、介质、检修、传热等因素综合考虑，选用固定管板式换热器。1.2.1换热器的应用换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷

7、、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。1.2.2换热器的类型（1）夹套式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,53亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管.夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。（2）喷淋式换热器这种换热器是将

8、换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善