列管式固定管板换热器设计.

目 录

第1章 工艺概述 (1)

1.1装置概况 (1)

1.2工艺原理（催化裂化） (1)

1.3工艺流程说明（吸收稳定部分） (2)

第2章 工艺设计 (3)

2.1设计概述 (3)

2.2设计课题 (3)

2.3设计参数的确定 (4)

2.4初算换热器的传热面积0S (4)

2.4.1 换热器的热流量（忽略热损失） (4)

2.4.2 水蒸气的消耗量（忽略热损失） (4)

2.4.3平均传热温差 (5)

2.4.4计算传热面积 (5)

2.5主要工艺及结构基本参数的计算 (5)

2.5.1换热管选择 (5)

2.5.2计算壳体内直径i D (6)

2.5.3画出排管图 (6)

2.5.4计算实际传热面积0S 及过程的总传热系数0()K 选 (7)

2.5.5折流板直径c D 数量及有关尺寸的确定 (7)

2.5.6拉杆的直径和数量与定居管的选定 (7)

2.6换热器核算 (7)

2.6.1换热器内流体的压力降 (7)

2.6.2热流量核算 (8)

第3章结构设计 (10)

3.1折流挡板 (10)

3.2 法兰 (10)

3.3换热管 (11)

3.4支座 (11)

3.5压力容器选材原则 (11)

3.6垫片 (12)

第4章强度计算 (13)

4.1筒体壁厚计算 (13)

4.2流体进、出口接管直径 (13)

4.3其他结构尺寸 (14)

4.4支座反力 (14)

4.5筒体弯矩 (15)

4.5.1圆筒中间处截面上的弯矩 (15)

4.5.2支座处横截面间弯距 (16)

4.6系数计算 (16)

4.7筒体轴向应力 (16)

4.7.1轴向应力 (16)

4.7.2应力校核 (17)

4.8鞍座处圆筒周向应力 (18)

4.9鞍座应力 (18)

第5章设计结果汇总 (19)

参考文献 (20)

第1章 工艺概述

1.1装置概况

180万吨/年重油裂解装置按规模180万吨/年设计。装置包括反应-再生、分馏、吸收稳定、气压机、能量回收及余热锅炉、产品精制几部分组成，ARGG 工艺以常压渣油等重质油为原料，采用重油转化和抗金属能力强，选择性好的RAG 催化剂，以生产富含丙烯、异丁烯、异丁烷的液化气，并生产高辛烷值汽油。

1.2工艺原理（催化裂化）

催化裂化是炼油工业中重要的二次加工过程，是重油轻质化的重要手段。它是使原料油在适宜的温度、压力和催化剂存在的条件下，进行分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合等一系列化学反应，原料油转化成气体、汽油、柴油等主要产品及油浆、焦炭的生产过程。催化裂化过程具有轻质油收率高、汽油辛烷值较高、气体产品中烯烃含量高等特点。

催化裂化的生产过程包括以下几个部分：

反应再生部分：其主要任务是完成原料油的转化。原料油通过反应器与催化剂接触并反应，不断输出反应产物，催化剂则在反应器和再生器之间不断循环，在再生器中通入空气烧去催化剂上的积炭，恢复催化剂的活性，是催化剂能够循环使用。烧焦放出的热量又以催化剂为载体，不断带回反应器，供给反应所需的热量，过剩热量由专门的取热设施取出加以利用。

分馏部分：主要任务是根据反应油气中各组分沸点的不同，将它们分离成富气、粗汽油、回炼油、油浆，并保证汽油干点、轻柴油凝固点和闪电合格。

吸收稳定部分：利用各组分之间在液体中溶解度不同把富气和粗汽油分离成干气、液化气、稳定汽油。控制好干气中的3C 含量、液化气中的2C 和5C 含量、稳定汽油的10%点。

1.3工艺流程说明（吸收稳定部分）

吸收塔顶操作压力1.3MPa ，从D-10301来的压缩富气进入吸收塔C-10301自下而上逆流与来自D-10201来的粗汽油和补充吸收剂泵P-10304/1、2送来的稳定汽油（补充吸收剂）逆相接触。气体中的3C 和3C 以上的更重组分大部分被吸收，

剩下含有少量吸收剂的气体（贫气）去再吸收塔C-10303，为了取走吸收时放出的热量，在吸收塔用P-10302/1-4分别抽出四个中段回流，经中段回流冷却器E-10307/1-8冷却后再返回吸收塔。在D-10301中平衡汽化得到的凝缩油由凝缩油泵P-10301/1、2抽出后，经脱吸塔进料-稳定汽油换热器E-10302/1-2换热至55C ︒，脱吸塔顶操作压力1.4MPa ，温度50C ︒，脱吸塔底部由脱吸塔底重沸器提供热量。用分馏部分中段回流作为热载体，以脱除凝缩油中的2C 组分。塔底脱出的脱乙烷汽油送至汽油稳定系统。贫气从吸收塔顶出来进入在吸收塔C10303，操作压力

1.25MPa 。与从分馏部分来的贫吸收油（轻柴油）逆流接触，以脱除气体中夹带的轻汽油组份，经吸收后的气体送至脱硫装置，富吸收油则靠再吸收塔的压力自流至E-10205/1-2，与贫吸收油换热后再返回分馏塔。

汽油稳定系统脱乙烷汽油从托吸收塔底出来，自压进入稳定塔进料换热器E-10303/1-4，和稳定汽油换热后进入稳定塔C-10304.塔的操作压力1.15MPa ，丁烷和更轻的组份从塔顶馏出，经过塔顶冷凝冷却器E-10308/1-8冷却后进入塔顶回流罐D-10302，液体产品-液化气用稳定塔顶回流泵升压，大部分作为稳定塔顶回流，另一部分作为化工原料送至脱硫装置。稳定汽油自塔底靠本身压力依次进入E-10304/1-4、E-10302/1-4，换热后再进入稳定汽油-除盐水换热器E-10301/1-2、稳定汽油空冷器EC-10302/1-4、稳定汽油冷却器E-10309/1-2，冷却到40度。一部分作为补充吸收剂用P-10304/1.2送至吸收塔，其余部分送往脱硫装置。稳定塔底重沸器的热源来自分馏部分第二中段循环回流。