年产120万吨焦化厂粗苯工段的设计(6)

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Q4=(47817.25+39.09t)tkcal/h

=(199876.11+163.40t)t KJ/h

③ 设损失四周的热量为所传递热量的2.5%，则

Q5=2.5%×(31864025-13731370.27)

=453316.37 KJ/h

式中31864025——热富油175℃带走热量Q3，kJ/h

13731370.27——冷富油60℃带入热量Q1 ，kJ/h 则输出热量

Q出= Q3＋Q4＋Q5 =32113853.43+(201213.41+400.32t)t+456868.98

由热量平衡，得：Q入= Q出

即61188295.01=32113853.43+(199876.11+163.40t)t+453316.37

解之得：t = 128.77℃ ? Q4=28447498.57kJ/h 热量平衡如下： 名 称 富 油 热 贫 油 损 失 共 计 60765861.35 输入（kJ/h） 13731370.27 47034491.08 输出（kJ/h） 3 1864025 28447498.57 453316.37 60765861.35

6.4.3换热器面积的确定：

换热器内贫富油呈逆流流动，其温度差为： 贫油 175℃? 115.627℃ 富油 125℃?60℃ ?t50℃ 55.627℃

55.627?50，则平均温差?t，为：== 52.76℃ ?tmm55.627ln50取?tm=??t·?t，=0.95×58.88=55.94℃ m式中??t——温差调节系数，取0.95。

根据《化工工艺设计手册》上册中贫富油换热器的设计定额，取换热系数K= 150 Kcal/㎡·h·℃,则所需换热面积为

QF= K??tm中国矿业大学2009届进修生毕业设计第27页共31页

=(47034491.08-28447498.57)/(150×4.18×55.94

=529.93㎡

故可选用DN = 1500mm,换热管规格为φ25×2.5（mm）管长4 m 换热面积为551㎡的换热器一台

6.5 贫油冷却器的计算：

贫油量121538.73 Kg/h,其中洗油121239.45Kg/h ，粗苯299.28 Kg/h，进贫油冷却器温度为115.627℃，出来温度为27℃，水进口温度为20℃，出口温度为35℃。

30℃时，洗油比热CX=0.9643×(0.389+0.000861×27) =0.409 Kcal/Kg.℃ = 1.710 KJ/Kg.℃

粗苯比热CB=0.383+0.001043×27 =0.414 Kcal/Kg.℃ =1.731 KJ/Kg.℃

115.627℃热贫油带入的热量为28617821.33 KJ/h

则热负荷：

Q=28447498.57-(121538.73×1.71+299.28×1.731)×30 =22197020.11 KJ/h

平均温差?tm的计算： 贫油 128.77℃?30℃ 冷却水 35℃?18℃ ?t93.77℃12℃

93.77?12 = 39.77℃ ?tm=

93.77ln12根据《化工工艺设计手册》上册中螺旋板油油换热器的设计定额，

取换热系数K=600Kcal/㎡·h·℃,则所需换热面积

QF= K??tm=22197020.11/(600×4.18×39.77) =222.54㎡

选用换热面积120㎡型号为I6,I16T120-1.20/1400-10的螺旋板换热器两台 参数

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通道间距：10mm； 接管公称直径：125mm 计算换热面积：115.5㎡ 重量：4980kg

6.6 冷凝冷却器的计算：

每小时180℃前馏分产量为

202.8×1.1%=2.23(t)

式中202.8——装炉干煤量，t/h 根据《焦化设计参考资料》，取每吨180℃前粗苯所需的传热面积为，2.23×150=334.5㎡，可取以下规格的冷凝冷却器两台： 面积 设备尺寸（mm） 直径 总长 60×3=180 设备重（t） 程数 管程 6 工作压力（Kgf/㎝2） 管程 壳程 0.2 壳程 1200 1982 8.980 一块隔板 2.5 6.7 管道计算 6.7.1煤气管径计算：

按终冷后煤气（包括苯萘等）量计算则煤气量：V = 68138.64Nm3/h 设煤气流速为15m/s，则管径

4VS4?68138.64?D==1.26 m ??u??15?3600圆整，取煤气管径为D=1200mm 则

4?VS4?68138.64u??煤气的实际流速为 = 15.19m/s

??D2?3600??1.262?35006.7.2贫油管路计算：

贫油体积流量为V = 116.15m3/h

设贫油流速为1.3m/s，则贫油管管径

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4V4?116.15=0.178m ??u??1.3?3600圆整，取贫油管内径D=181mm,规格为Φ203×6 mm

4?116.15则贫油实际流速u′== 1.25m/s

??0.1812?36006.7.3富油管路计算：

富油体积流量为124489.53/1050 = 118.56m3/h 设富油流速为1.3m/s，则富油管管径

D=

4V4?118.56=0.18m ??u??1.3?3600圆整，取富油管管径D=180mm,规格为Φ203×6 mm

4?118.15则富油实际流速 U == 1.28m/s

??0.1812?36006.7.4蒸汽管径的计算：

已知蒸汽质量流量G= 3553.39Kg/h，表压为4Kgf/㎝2,该压力下的饱和蒸汽密度为?=2.614 Kg/Nm3， 则蒸汽体积流量V=G/?

=3553.39/2.614 =1359.37 Nm3/h

蒸汽在管内流速可取为16m/s，则蒸汽管管径

4V4?1359.37?D==0.173m ?u??16?3600则可选用Φ194×5mm的无缝钢管做蒸汽管。

D=

6.8 贫油泵的计算和选型

6.8.1泵的压头计算：

计算依据：

贫油的体积流量为116.15m3/h 脱苯塔底部油槽内液面高Z1=3m， 洗苯塔塔顶喷洒高度Z2= 27m

喷头要求压力P2= 1.5 Kgf/㎝2=147105 Pa

脱苯塔底油槽与大气相通，故P1=1.01325×105 Pa. 在喷嘴高处和脱苯塔底油槽内液面上列伯氏方程，得：

Pu12P2u221gZ 1???He?gZ2????hf

?2?2中国矿业大学2009届进修生毕业设计第30页共31页

式中?hf?hf螺旋?hf直管?hf局部

2?9.807?104?19.05J/Kg hf螺旋=

9.807?1050式中2——螺旋板换热器的阻力，Kgf/㎝2

lu2 hf直管=?d2leu2 hf局部=?d2du?0.181?1.28?1050雷诺准数Re= = 136316 ??2?10?3?0.3?0.002，由此可查《化取管壁的绝对粗糙度??0.3mm，则?d181工原理》上册P54图1-27得：??0.026

hf直管取 直管长度 ： l = 100m

弯头当量长度：le1?10?6?60m

旋塞和止回阀：le2?1?15?15m 闸阀（全开）：le3?5?1.25?6.25m lu21001.282?????0.026???11.77J/kg

d20.1812leu260?15?6.251.282hf局部?????0.026???9.56J/kg

d20.1812?hf?hf螺旋?hf直管?hf局部

= 19.05+11.77+9.56

= 40.38 J/Kg

设u1为脱苯塔底液面处流速，由于液面大约保持不变，故取u1=0，

116.15u2为洗苯塔喷头内侧流速，u2??1.25m/s

?3600??0.18124将已知数据代入上式得：

1.252147105101325He?27???40.38?3?

2?9.8071050?9.8071050?9.807 = 68.91m取70m即686.27 J/Kg 6.8.2泵的轴功率：

121959.45?33.88Kg/s 贫油量GS?3600V= 116.15m3/h

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则轴功率He= 33.88×686.27= 23250.83 W = 23.25 KW 根据以上计算选用150AY150C型离心油泵两台，一开一备。其性能如下： 型 号 流 量 扬 程 转 速 功 率 轴功率 电机功率 允许汽蚀余量 叶轮出口宽度 叶轮直径 许用应力 重量 150AY150C 140 m3/h 94m 2950r/min 65% 55.5KW 75KW 3.1m 268mm 550㎏ 富油泵可选用和贫油泵相同的型号的泵两台，一开一备

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