【石油化工催化重整工艺中的化工设备选型和设计计算案例2000字】

石油化工催化重整工艺中的化工设备选型和设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u5199石油化工催化重整工艺中的化工设备选型和设计计算案例 160131.1泵的选型 1107741.2换热器的选型 1197321.2.1第一个换热器计算及选型 215791.2.2第二个换热器计算及选型 475201.3化学反应器的选型 6220861.4加热炉的选择 91.1泵的选型化工设计中液体的输送都是由泵来完成的。泵的种类繁多，催化重整装置使用的泵主要承担着输送石脑油的任务。由于炼油装置的连续性，对泵的可靠性具有极高的要求。炼油装置中应用最为广泛的是离心泵，离心泵主要用于输送那些流量较大且扬程较低的液体。因为催化重整是生产高辛烷值汽油组分的重要过程，副产品氢气是加氢裂化，化肥厂用氢装置的重要氢气来源。所以催化重整装置的泵型通常为OH2、OH6、BB2、BB4、BB6。本设计选用OH2型泵，OH2为卧式中心线支撑的单级悬臂泵，适用于高温及中等操作参数的条件。1.2换热器的选型换热器可以在不同温度的流体间进行热能的传递，达到一定程度的节能效果。被换热的两种或两种以上的流体中，高温物体将热量传递给低温物体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺的需要，且提高能量利用率。本设计选择了拥有悠久历史的一种列管式换热器。现在，它依然是活跃在大多数工厂之中，并且还被广泛用作为国际标准的传统换热装置，而且这种列管型换热器在生产过程中的设计数据比较齐全，己经形成了一套系列化的标准。表4-1主要物性参数表介质性质密度比热粘度热导率氢油混合物热流体12.8kg/m23.84KJ/(Kg·℃)0.000022Pa·s0.606W/（m·℃）1.2.1第一个换热器计算及选型（1）计算平均热流量（2）计算平均传热温差（3）计算总换热面积K估=600W/（m·℃）参照课本《化工原理（上册）》[13]附录22管壳式换热器系列标准选用换热管252.5。（4）计算管程数和传热管数单管程管子根数管子长度表4-2换热器一的选型数据管程管长管子总数管程数管中心距排列方式壳体内径折流挡板间距折流挡板数传热面积69000mm240640132mm正方形1800mm200mm291791.2m2（5）换热器核算①管程对流传热系数管内流速②壳程对流传热系数壳程流通截面积S=hD（1-do/t)=当量直径mK=884W/(m2·K)S选/S=1791.2/1215.8=1.47该换热器可以完成生产任务。1.2.2第二个换热器计算及选型（1）计算平均热流量（2）计算平均传热温差（3）计算总换热面积K估=400W/（m·℃）参照课本《化工原理（上册）》[13]附录22管壳式换热器系列标准选用换热管252.5。（4）计算管程数和传热管数单管程管子根数=78根管子长度表4-3换热器二的选型数据管程管长管子总数管程数管中心距排列方式壳体内径折流挡板间距折流挡板数传热面积66000mm430根72根32mm正方形800mm200mm29292.2m2（5）换热器核算①管程对流传热系数管内流速m/s=525.5②壳程对流传热系数壳程流通截面积S=hD（1-do/t)=当量直径mK=546W/(m2·K)S选/S=292.9/211.5=1.37该换热器可以完成生产任务。1.3化学反应器的选型化工生产中，为原料提供有利反应条件使其发生反应生成产物的设备就是化学反应器，它是化工企业和其他有关行业发展的核心设备。因为反应器内发生的化学反应的种类并非单一的，并且反应性质各不相同。所以在选择化学反应器的时候，要考虑到反应需求的有利反应条件参数。为反应选择最佳的化学反应器能够促进整个反应流程的进行。参考《化工设计》课本[14]对化学反应器进行计算：（1)催化剂床层总体积V反应器的容量按上式计算催化剂床层总体积：本设计使用的催化剂填充量按照1：1.5：3.0：1.5的比例添加到四个串联的固定床反应器当中。于是求得反应器一的有效体积为同理（2)计算反应器床层压降化学反应器的高度L和直径D可以通过高径比来确定。催化剂床层的压降是确定高径比最重要的因素。从经验方面来看，单位床层压降应该存在于之间，考虑到反应器生产成本问题，本设计选择更加恰当的之间，较低会导致油气分布不均匀，进而导致催化效果下降；较高则会导致催化剂的破裂，造成不必要的经济损失，并且还可能会导致循环氢压缩机能耗不断提升。本设计选用的值分别为：反应器压降计算：将值代入上式可得求得同理（3)计算反应器各床层截面积将上述数据代入得：（4)计算反应器各床层高度（5)计算反应器各床层压降所以总压降=1.0139at（6)计算反应器尺寸床层直径每个使用催化剂的床层间隙直径都已经求出，考虑到钢的保温层，合金钢的保温衬里和床层间隙大约高度为0.125m。所以化学反应器壳体内径分别为：3.48m、3.49m、3.51m、3.51m。催化剂床层高度分别为0.61m、0.91m、1.80m、2.70m。又由于反应器中陶瓷球层、分配接头、集气管等内部结构的存在，需要保留部分的空间，所以四个反应器的直筒高度分别可以选用1.5m、2m、3m、4m。（7)计算反应器的壁厚[15]：C——反应器的厚度附加量，mm；——反应器材料设计温度下的许用应力，MPa；表4-4反应器壁厚的有关参数焊缝系数腐蚀裕量厚度附加量许用应力反应器压力0.851.0mm0.8mm116MPa1.78MPa求得各反应器厚度分别为：33mm、33mm、34mm、34mm。1.4加热炉的选择工业加热炉在化工生产中是一种利用固体、液