焦炉煤气洗脱苯工段贫富油换热器的设计
焦炉煤气脱苯工段设计
冷 凝 冷 却 和 加 压
电 捕 焦 油
脱 硫 与 硫 回 收
脱 氨 与 氨 回 收
终 冷 和 洗 奈
粗 苯 回 收
3.焦炉煤气脱苯工艺选择
•
从富油中脱除苯常采用水蒸气蒸馏法，其原理是用直接蒸气蒸馏，
降低粗苯的沸点，气相中水蒸气分压越高，则苯蒸气的分压越低，蒸馏
出的粗苯越。
水蒸气 加热法
管式炉 加热法
设备 主要参数
脱水塔 D=1.4m
管式炉 A=236m2
再生器 D=2.0m
油气换热器 A=246m2
脱苯塔 D=1.8m
致谢
•
衷心感谢王光华教授和李文兵教授在本
次毕业设计过程中对我的指导，以及同学们
对我的无私帮助，谢谢大家！
THANK YOU
SUCCESS
•
负压 脱苯法
管式炉加热法的优点
• ① 粗苯回收率更高 • ② 蒸汽耗量低 • ③ 酚水量少
THANK YOU
SUCCESS
•
管式炉加热法生产两种苯与提取萘工艺流程图
脱苯工艺改进
• 将脱苯塔传统的泡罩塔板改为助溢流抗堵型塔板具有以下优点： • ①传质效率高 • ②操作弹性大 • ③防堵性能好 • ④阻力降小
助溢流抗堵型塔板示意图
4.主要工艺设备计算及选择
• 脱水塔
组分
洗油
含量（kmol/h） 1.27
塔径D=1.4m
脱水塔各组分蒸发量
萘
苯
甲苯 二甲苯 溶剂油 水
合计
0.29 3.60 0.41 0.094 0.067 51.89 57.62
• 管式炉
辐射段加热面积140.2m2，对流段加热面积95.7m2。 煤气消耗量1207.8Nm3/h。
年产85万吨焦炉煤气终冷及洗苯工段设计资料收集
焦炉煤气终冷及洗苯工段设计1.物料性质粗苯为淡黄色透明液体，比水轻，不溶于水。
储存时由于不饱和化合物，氧化和聚合形成树脂物质溶于粗苯中，色泽变暗。
粗苯易燃易爆，闪点为12℃，粗苯气在空气中的浓度在 1.4%-7.5%（体积）范围内时，能形成爆炸性混合物。
粗苯是由多种芳烃和其他化合物组成的复杂混合物。
粗苯中主要含有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯等芳香烃。
此外，还含有不饱和化合物、硫化物、饱和烃、酚类和吡啶碱类。
当用洗油回收煤气中的苯族烃时，粗苯中尚含有少量的洗油轻质馏分。
粗苯中各主要组分均在180℃前馏出，180℃后的馏出物称为溶剂油。
在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常将180℃前馏出量当作100%来计算，故以其180℃前的馏出量作为鉴别粗苯质量的指标之一。
粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。
180℃前的馏出量愈多，粗苯质量就愈好。
一般要求粗苯180℃前馏出量在93%~95%。
粗苯中各组分的含量表（周敏，王清泉，马名杰. 焦化工艺学. 中国矿业大学出版社）2.煤气中回收苯的意义粗苯是有机化学工业的重要原料，回收苯具有较高的经济效益。
焦炉煤气中粗苯含量较高，通过回收粗苯不仅净化了煤气，吸收的粗苯还可以产生经济效益。
目前中国焦化工业生产的苯，仍是苯类产品的重要来源。
3.终冷塔工艺流程饱和器后的煤气温度为55~56℃，其中水汽是饱和的，此中煤气冷却到20~25℃，放热量很大。
煤气中含有氰化氢，硫化氢和萘。
煤气中含萘1.0~1.5g/m3,在终冷时萘自煤气中析出，故不能用一般的管壳式冷却器进行终冷，析出萘容易堵塞。
一般采用直接式冷却器，水中悬浮萘，必须清除。
脱萘后煤气含萘要求小于0.5g/m3。
目前焦化厂采用的煤气终冷和除萘工艺流程主要有四种：煤气终冷和机械除萘，终冷和焦油洗萘，终冷和油洗萘，横管终冷和喷洒轻焦油洗萘。
3.1 终冷和机械除萘煤气终冷和机械除萘工艺流程图来自硫按工段的粗煤气进入隔板式终冷塔以冷却水直接冷却，使粗气温度从55~60℃冷却到25~27℃。
化产粗苯更换贫富油换热器及清洗管式炉紧急切断阀方案
粗苯工段停车更换贫富油换热器及清洗管式炉紧急切断阀施工方案公司领导：年月日安环部：年月日生产部：年月日设备部：年月日消防部门：年月日车间主任：年月日化产车间年月日粗苯工段停车检修施工方案一、施工概况煤气净化车间粗苯工段计划性停车检修更换1#贫富油换热器及清洗管式炉紧急切断阀，为保证施工安全，特制定本方案：二、作业时间安排及工期计划：1天三、作业位置：粗苯工段作业方式：电气焊、等离子、防爆工具四、施工协调人员：生产部：***安环部：***设备部：***化产车间：***施工人员组织机构：施工总负责人：***安全监护负责人：***施工作业负责人：***作业人员：***五、贫富油换热器更换风险辨识及管控措施六、贫富油换热器更换施工步骤1、提前将以下东西准备到作业现场：2台灭火器。
负责人：***2、与原系统相连接贫富油进出口管道阀门处加装盲板（6块），动火现场周围用彩钢板隔离防护。
责任人：***3、动火前检测动火点周围CO、苯气浓度小于24ppm，方可动火作业，动火过程实时检测，监测数据升高超过24ppm，立即终止一切动火作业负责人：刘羽东4、动火配置换热器相关管道。
负责人：***5、焊接完毕后试漏正常，合格后抽取盲板。
负责人：***七、贫富油换热器更换作业过程安全注意事项1、灭火器2具准备到位。
负责人：***2、清理现场周围易燃物，作业点周围用彩钢板做防护。
负责人：***3、动火前检测动火点周围CO、苯气浓度小于24ppm，方可动火作业，动火过程实时检测，监测数据升高超过24ppm，立即终止一切动火作业。
负责人：***4、电焊机一次、二次电源接线端头不得外露。
负责人：***5、现场动火作业前注意风向，东风严禁动火，防止火星飞溅至低位槽方向。
负责人：***八、紧急切断阀清洗风险辨识及管控措施九、紧急切断阀清洗施工步骤1、提前将防爆工具准备至现场。
负责人：***2、关闭总煤气管道阀门后通蒸汽置换管道内残留煤气。
年产100万吨焦化厂洗苯工段的初步设计_ 精品
一、意义1.1三苯在国民经济中的作用苯、甲苯、二甲苯（简称BTX）等同属于芳香烃，是重要的基本有机化工原料，由芳烃衍生的下游产品，广泛用于三大合成材料（合成塑料、合成纤维和合成橡胶）和有机原料及各种中间体的制造。
纯苯大量用于生产精细化工中间体和有机原料，甲苯除用于歧化生产苯和二甲苯外，其化工利用主要是生产甲苯二异氰酸脂、有机原料和少量中间体，此外作为溶剂还用于涂料、粘合剂、油墨和农药等方面。
二甲苯在化工方面的应用主要是生产对苯二甲酸和苯酐，作为溶剂的消费量也很大。
间二甲苯主要用于生产对苯二甲酸和间苯二腈。
焦化粗苯主要含苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，另外还有一些不饱和化合物、含硫化合物、含氧化合物及氮化合物等杂质。
焦化苯是染料、塑料、合成橡胶、树脂、纤维、药物等原料, 也可用作动力燃料以及涂料、橡胶、胶水的溶剂。
1.2三苯来源苯在工业上由炼制石油所产生的石脑油馏分经催化重整制得，或从炼焦所得焦炉气中回收。
苯的生产方法有多种，其中来自催化重整和裂解汽油的苯各占世界苯总产量的38%，甲苯歧化占13%，甲苯加氢脱烷基化占6%，另外还有5%来自焦化工艺。
甲苯的主要来源是催化重整和裂解汽油，其中催化重整占世界甲苯产量的71%，甲苯在催化重整产物中的含量大约为9.5%-27%。
大部分重整产物中的甲苯并不抽提，而是留在调和汽油中。
裂解汽油中的甲苯占世界甲苯供应量的24%。
当裂解石脑油和柴油时，通常每100t乙烯可产生10-15t甲苯。
煤焦油和焦炉轻油生产的甲苯约占世界甲苯供应量的1%。
1.3焦化粗苯的成分，性质粗苯主要组成含量（%）组分含量组分含量苯55～80 古马隆0.6～1.0甲苯12～22 茚 1.5～2.5二甲苯2～6 硫化氢0.1～0.2三甲苯2～6 二硫化碳0.3～1.5乙基苯0.5～1 噻吩0.2～1.0丙基苯0.03～0.05 甲基噻吩0.1～0.2乙基甲苯0.08～0.10 吡啶及其同系物0.1～0.5戊烯0.5～0.8 苯酚及其同系物0.1～0.6环戊二烯0.5～1.0 萘0.5～2.0C6～C8直链烯烃0.5～0.6 脂肪烃C6～C8 0.5～1.0苯乙烯0.5～1.0二、工艺选择2.1终冷的几种工艺焦炉煤气终冷有直接水终冷法、间接水终冷法和直接抽终冷法。
焦炉煤气脱苯工艺的技术改造
作者 简介： 鲁建勋 （９９ ） 山西河 曲人 ， １６一 ， 大学学历 ， 师 ， 工程 研究方向为煤 化工 。
第１ 期
鲁建勋 ： 焦炉煤气脱苯工艺的技术改造
・ ７・ ５
改造前
改造后
日 期
富油含苯量／ ％
贫油含苯量／ ％
关键词 ： 焦炉煤气 ； 洗油脱苯 ； 塔盘 中图分类号 ：Ｑ ２ ．３ Ｔ ５２ ５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ０ — ２ Ｘ ２ １ ） １ ０ ５ — ２ １ ８ ０ １ （０ ２ ０ — ０ ６ ０ ０
焦吸 收 ， 后 将 吸 收 了 粗 苯 的 洗 油 然
却后重新回到洗苯塔循环使用 。在脱苯塔中通过蒸
馏， 贫油中含苯量越低 ， 在洗苯塔中洗苯 的效率就越 高， 目前焦化厂贫油中含苯量一般在 ０ ６ 通过洗 ． ％，
在 ０６ ．％左右 ； 循环洗油流量 的不足， 致使洗苯效果
一
般， 经洗苯塔后焦炉煤气 的含苯量在 ４ｇＮ ３人 ／ ｍ ；
洗苯塔 的循环洗 油温度在 ３ ℃左 右。因此在 现有 Ｏ 生产能力条件下将贫油 含苯量降下来 ， 并提高洗油 循环量 ， 降低人洗苯塔 的洗油温度 ， 成为提高洗脱苯
洗苯效果 ， 将煤气 中的苯含量 由 ４ｇＮ 。 ／ ｍ 降至 ２／ ｇ
Ｎ。 ｍ 以下 ， 既回收了产品， 又提高了煤气质量。 ４ 助溢 流抗堵 型塔盘对传统的脱苯塔 内填料 ） 加泡罩塔盘的技改有借鉴价值 。
（ 文文 献格式 ： 建勋 ． 炉煤 气脱苯 工艺 的技 术 本 鲁 焦 改造 ［ ］ 山东化 工 ，０２ ４ （ ）５ ５ ． Ｊ． ２ １ ，１ １ ：６— ７ ）
焦化厂粗笨工段工艺流程简述
一、工艺流程本设计是在氨的回收采用硫铵生产工艺基础上进行的。
整体上包括终冷洗萘，洗苯和蒸馏脱苯三个部分。
1、横管终冷洗萘工艺进入粗苯回收工段的煤气，温度为55℃左右，从终冷塔顶进入，在横管终冷器内冷却水冷却到25℃左右的同时，煤气中的萘也被从轻质焦油循环槽来的连续喷洒的轻焦油溶解吸收。
脱萘至0.45g/Nm以下，然后从塔底排出，经旋风捕雾器除去大部分夹带的焦油，凝结水雾，在进入煤气总管，去洗苯塔。
吸收萘后的轻焦油，经U型管自流入塔底循环油槽，再用轻质焦油泵从塔底抽出，到塔顶和塔中分两段喷洒，循环至一定含萘量后，用焦油泵从槽底抽出送到焦油工段处理，同时补充新焦油。
18℃的低温水自下而上经过串联的各管箱中横管，与煤气逆流间接接触，与煤气塔内循环油间接换热升温后，从塔上部排出，各横管均有一定的斜度（纵向错开半个管箱高度）便于含萘焦油下流，避免粘附于管壁上形成热阻。
2、洗苯工艺从终冷器来的均为25℃的煤气，含苯族烃为25〜40g/Nm从洗苯塔进去出塔煤气含苯低于2g/Nm.从脱苯工序来的30℃左右，含苯0.2〜0.4%的贫油被贫油泵送至洗苯塔顶喷洒，含苯量增至2.5%左右，从塔底经U型管导入塔下油槽，再用富油泵从中抽送到脱苯工序去脱苯，脱苯后的贫油循环使用。
当贫油中间槽液位降低时，用贫油泵抽取新洗油槽内之新洗油补充，以确保塔下贫油槽内一定的液位。
3、脱苯工艺从洗涤工序来的富油经分缩器与从脱苯塔顶来的油气混合物换热升温至70〜80℃进入贫富油换热器，被从脱苯塔底来的热贫油加热至130〜140℃然后到管式炉加热升温至180〜190℃从第14块塔板进入脱苯塔，在过热蒸气的蒸吹作用下脱苯。
与富油换热后的贫油入脱苯塔下热贫油槽，再用贫油泵抽至贫油冷却器冷却后到洗苯塔去洗苯。
从脱苯塔顶出来的油气混合气进分缩器，冷凝出轻重分缩油后进入冷凝冷却器，粗苯蒸气冷凝冷却为粗苯液体，粗苯进入粗苯油水分离器，与水分离后进入粗苯贮槽。
焦炉煤气净化技术： 蒸苯工段工艺流程与设备
学习单元4.1.3 蒸苯工段工艺流程与设备
三、一塔式流程---生产三种苯
2、脱苯塔流程
学习单元4.1.3 蒸苯工段工艺流程与设备
思考题:
1、熟练掌握富油脱苯一塔式生产三种产品的流程。 2、分别画出一塔式生产一种和三种产品各物料的方框流程图。 3、熟练掌握富油脱苯一塔式生产一 种产品的工艺要点。
11一分离器；12一回流柱； 13一加热器。
学习单元4.1.3 蒸苯工段工艺流程与设备
二、二塔式流程---生产二种苯
组分与去向
2、工艺要点
（1） 粗苯蒸气经分 缩器与富油和冷却水换 热，温度控制为88~92 ℃后进入两苯塔
（2） 两苯塔顶逸 出73~78℃的轻苯蒸气 ；
（3）轻苯部分送 至塔顶作回流，其余作 为产品采出。
（6）再生器用蒸汽 间接将洗油加热至 160~180℃；
（7）再生器排渣要 求：残渣油中300℃前 的馏出量要求低于40％。
（8）每生产一吨 180℃前粗苯的焦油洗 油耗量可在100kg以下。
学习单元4.1.3 蒸苯工段工艺流程与设备
二、二塔式流程---生产二种苯
1、工艺流程
生产二种苯的流程图
1一脱水塔；2一管式炉；3一再生器；4一脱苯塔；5一热贫油槽； 6一两苯塔；7一分缩器；8一换热器；9一冷凝冷却器；10一冷却器；
1、工艺流程
一塔式生产三种产品的流程
一塔式生产三种产品的流程
1— 富油槽；2—油汽换热器；3—二段贫富油换热器；4—一段贫富油换热器；
5一管式炉； 6一脱苯塔；7一轻苯冷凝冷却器；8—轻苯油水分离器；9—轻苯回流槽； 10—脱苯塔油水分离器；11控制分离器；12—管式炉用煤气水封槽；13—一段贫油冷却器； 14—二段贫油冷却器；15—再生器；16—残渣槽； 17—精重苯槽；18—萘溶剂油槽； 19—新洗油槽；20—轻苯储槽；21—分离水放空槽；22—油放空槽
100万t每a焦化厂粗苯工段的工艺设计
1 总论煤是我国最主要的能源，除了燃烧提供能量以外，煤还可以经过综合加工利用，生产多种化学产品。
目前应用最广，也是最合理成熟的综合利用是炼焦化学工业，随着炼焦工业的发展，煤气及化学产品已不再是旧的燃烧，而是加以回收利用，尤其是煤气中的芳香烃是宝贵的化工原料,对合理利用我国煤炭资源，提高经济效益有十分重要的现实意义。
因此，对煤气中的苯族烃及萘应尽可能回收完全。
粗苯回收工段的主要任务是，回收煤气中的苯族烃及洗除煤气中的大部分萘。
粗苯是多种芳烃和其他化合物组成的混合物，粗苯是主要成分是苯，甲苯，二甲苯及三甲苯等。
此外，还含有一些不饱和化合物，硫化物及小量的酚类和吡啶碱类。
当用洗油回收煤气中的苯族烃时，在所得的粗苯中尚有少量的洗油轻质馏分。
粗苯的组成取决于炼焦配煤的组成及炼焦产物在炭化室内热解的程度。
粗苯各组成的平均含量如表1—1。
此外，粗苯中酚类的含量通常在0.1—1.0%之间，吡啶碱类的含量不超过0.5%。
当硫铵工段从煤气回收吡啶碱类时，则粗苯中的吡啶碱类含量不超过0.01%。
粗苯的各主要组分均在180℃的馏出物称为溶剂油。
在测定粗苯中各组分的含量和计算产量时，通常把180℃前馏出量当作100%来来计算，故以其180℃前的馏出量作为馏出量质量的指标之一。
粗苯在180℃前的馏出量取决于粗苯工段的工艺流程和操作制度。
180℃前的馏出量越多，粗苯的质量就越好，一般要求的180℃前的馏出量为93—95%粗苯。
苯及溶剂油三种产品。
粗苯是淡黄色的透明液体，比水轻，不溶于水。
在储存时，由于轻质不饱和化合物的氧化和聚合形成的树脂状物质能溶解于粗苯中使其着色并很快地变暗。
粗苯是易燃的物质，闪点12℃。
粗苯蒸汽在空气中的浓度在1.4—7.5%（体积）范围内时，能形成爆炸性混合物，此工段要求严禁烟火，电机防爆。
粗苯工段的产品，依工艺过程的不同而异。
一般生产轻苯和重苯，但也可生产粗苯一种产品或轻苯，重苯。
1、设计任务：本设计为100万t/a焦化厂粗苯回收工段设计。
50000 Nm3 h焦炉煤气中苯族烃回收毕业论文.doc
50000 Nm3 /h焦炉煤气中苯族烃回收毕业论文目录1、绪论 (1)1.1 炼焦煤气中回收苯族烃的意义 (1)1.2 粗笨的性质 (1)1.3 设计任务 (3)（1）徐州地区的气相条件 (3)（2）工段规模和煤气处理能力的计算 (4)2、粗笨工段的工艺过程及工艺选择 (5)2.1 煤气终冷及洗奈工艺 (5)2.2洗苯工艺 (9)2.3脱苯工艺 (12)2.4 本设计工艺详述 (14)3、主要设备论证及选型 (16)3.1洗苯塔 (16)3.2脱苯塔 (18)3.3 终冷塔 (18)3.4贫富油换热器 (19)4、主要设备和管道的工艺计算、选型 (21)4.1 终冷塔的计算 (21)4.1.1物料衡算 (21)4.1.2热量恒算 (22)4.1.3终冷塔设计 (23)4.1.4冷却面积的计算 (24)4.1.5终冷塔塔高的计算 (24)4.2 洗苯塔的计算 (25)4.2.1洗油循环量的计算 (26)4.2.2贫富油中粗苯含量的计算 (26)4.2.3塔径、填料面积、填料量和塔高的确定 (27)4.3管式炉的计算与选型 (27)4.3.1物料衡算 (28)4.3.2能量衡算 (31)4.3.3管式炉的选型 (33)4.4再生器的计算选型 (34)4.4.1物料衡算 (34)4.4.2再生器选型 (36)4.5脱苯塔的计算选型 (36)4.6换热器 (39)4.6.1贫富油换热器 (39)4.6.2贫油冷却器 (42)4.6.3冷凝冷却器 (42)4.6.4分缩器 (43)4.7主要管道 (43)4.7.1煤气管道 (43)4.7.2蒸气管道 (43)4.7.3富油管道 (44)4.7.4贫油管道 (44)4.8泵的计算与选型 (44)5、工艺说明 (47)5.1操作技术指标 (47)5.2设备的布置 (48)5.3操作岗位的确定及岗位定员 (49)5.4岗位操作规程 (50)6设备及管道材料汇总表 (52)7、非工艺部分 (60)7.1自动化仪表的要求 (60)7.2防火防爆和采暖通风 (62)7.3供汽和给排水 (63)7.4检化验项目 (63)7.5电力土建 (64)7.6安全与劳保 (64)8、经济概算 (65)8.1编制说明 (65)8.2 经济概算 (65)8.3经济分析 (68)参考资料 (70)英文翻译 (71)1 绪论1.1炼焦煤气中回收苯族的意义煤在炼焦时一般72%-78%转化为焦炭，其中22%-28%转化为荒煤气，苯族烃是煤干馏过程中产生的芳香烃化合物中分子较低的部分，其产率占炼焦干煤脏入量的0.8%-1.4%产率的波动主要受炼焦煤料的性质炼焦温度的影响，近年来，由于石油化学工业的迅速发展，可以提供笨类，苯酚类等产品，对煤炼焦化学工业产生了巨大的影响，但是焦化工业提供的许多种芳香族化合物和杂环化合物是石油化学工业所不能代替的，它们不可能或者不能经济的从石油加工过程中获得，今后这类产品主要依赖炼焦化学产品的吸收与加工，因此这些化学产品对综合利用煤炭资源和我国社会主义经济建设有着重要意义。
(整理)年产80万吨焦化厂洗苯工段设计说明书
太原理工大学摘要苯是一种具有危害的化学品，在煤气中是一种杂质，如果煤气中含有粗苯，在居民使用中会出现燃烧不完全，冒黑烟等现象，对后续工段的工艺也有影响，同时，粗苯是一种有用的化学品，是重要的化工原料，经过分离可以分离出苯、甲苯、二甲苯等化学品，因此从粗煤气中提取出来粗苯不仅具有环保意义，而且具有经济价值。
终冷洗苯工段就是将硫铵工段输送来的粗煤气进行降温冷却，使粗煤气温度降到最佳吸收温度，同时可以脱除粗煤气中的萘进行回收，然后送入洗苯塔用洗油进行吸收，将粗苯分离出来。
终冷塔设计为两段式，分别用循环水和冷却水进行冷却，洗苯塔采用填料吸收塔进行吸收，使用塑料孔板波纹填料。
关键词：终冷洗苯洗油AbstractBenzene is a hazardous chemical impurity in the gas. If the gas contains benzene, the phenomenon of incomplete combustion, black smoke take place when residents use it. It also affects the process of follow-up section. At the same time, crude benzene is a useful chemicals, an important chemical raw material and it can be separated to benzene, toluene, xylene and other chemicals after the separation. Crude benzene extracted from the crude gas not only has environmental significance, but also has economic value. Final cold and wash benzene section is a section of cooling down the crude gas transported from thiamine section so that the temperature of the crude gas can be the best absorption temperature, while the removal and recovery of naphthalene in the crude gas can be done. Then it is transported into the washing benzene tower in which the wash oil absorbed the benzene. The final cooling tower is designed as two-stage tower. It cools the gas using circulating water and cooling water. The wash benzene tower take use of the packed absorption tower plastic corrugated plate packing.Keywords: final cold wash benzene wash oil年产80万吨焦化厂洗苯工段设计说明书一、概述1.1设计依据1.1.1设计依据依据有关部门下达的设计任务书或可行性研究报告的批文，环境影响报告书的批文，技术引进报告的批文，设计合同，其他文件等。
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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/m3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/cm2。
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、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,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。
（3）套管式换热器套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内,另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数平均推动力较大。
套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(可根据需要增减管段数目). 特别是由于套管换热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点,在超高压生产过程(例如操作压力为3000大气压的高压聚乙烯生产过程)中所用的换热器几乎全部是套管式。
（4）板式换热器最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。
主体结构由换热板片以及板间的胶条组成。
长期在市场占据主导地位，但是其体积大，换热效率低，更换胶条价格昂贵（胶条的更换费用大约占整个过程的1/3-1/2）.主要应用于液体-液体之间的换热，行业内常称为水水换热，其换热效率在5000w/m2。
为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。
折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。
常用的档板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用更为广泛.。
（5）管壳式换热器管壳式(又称列管式) 换热器是管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束或者螺旋管，,管束两端固定于管板上。
在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程。
管束的壁面即为传热面。
管子的型号不一，过程一般为直径16mm 20mm或者25mm三个型号，管壁厚度一般为1mm，1.5mm，2mm以及2.5mm。
进口换热器，直径最低可以到8mm，壁厚仅为0.6mm。
大大提高了换热效率，今年来也在国内市场逐渐推广开来。
管壳式换热器，螺旋管束设计，可以最大限度的增加湍流效果，加大换热效率。
内部壳层和管层的不对称设计，最大可以达到4.6倍。
这种不对称设计，决定其在汽-水换热领域的广泛应用。
最大换热效率可以达到14000w/m2，大大提高生产效率，节约成本。
（6）双管板换热器称P型换热器，是在管壳式换热器的两头各加一个管板，可以有效防止泄漏造成的污染。
现在国产品牌较少，价格昂贵，一般在10万元以上，进口可以到几十万。
符合新版GMP规定，虽价格昂贵，但决定其市场广阔。
1.2.3管壳式换热器的类型及特点管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。
挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。
等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列，则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
流体每通过管束一次称为一个管程；每通过壳体一次称为一个壳程。
图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。
为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板，将全部管子均分成若干组。
这样流体每次只通过部分管子，因而在管束中往返多次，这称为多管程。
同样，为提高管外流速，也可在壳体内安装纵向挡板，迫使流体多次通过壳体空间，称为多壳程。
多管程与多壳程可配合应用。
由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。
如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。
因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。
根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型：（1）固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。
当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。
（2）浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。
浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。
(3) U型管换热器每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。
第2章 换热器的工艺设计计算2.1原始数据2.1.1工艺条件2.1.2物料组成贫油:富油：2.1.3流体流径的选择由于被冷却得流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果，且两流体流量相差不大，所以考虑，应使热贫油走壳程，富油走管程。
2.2介质物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值故壳程热贫油的定性温度为 45.12625.884.164=+=T ℃ 管程富油的定性温度为 101214062=+=T ℃ 根据定性温度，分别查取有关物性数据由制冷水和贫油的定性温度确定其各组分的黏度：贫油：s Pa ⋅⨯=⨯+⨯=-41105.600123.000025.099877.00065.0μ 富油：s Pa ⋅⨯=⨯+⨯=-42107.60169.000029.09831.000068.0μ 比热容的计算： 贫油1p C =1.741×0.99877+1.733×0.00123=1.74KJ/（Kg·℃） 富油2p C =1.682×0.9831+1.725×0.0169=1.68KJ/（Kg·℃） 热导率的计算 贫油1λ=0.141×0.99877+0.1204×0.00123=0.14W/(m ·℃) 富油2λ=0.145×0.9831+0.126×0.0169=0.145W/(m·℃) 密度的计算 贫油1ρ=1055×0.99877＋760×0.00123=1054.63Kg/m 3 富油2ρ=1055×0.9831＋810×0.0169=1050.86Kg/3m2.3估算传热面积2.3.1热流量（忽略热损失） 贫油温度℃ 164.4→→88.5 ∆1T =75.9℃Q=1q 1C ∆T=88827.6×1.74×75.9=1.173×710kJ/h 2.3.2富油用量（忽略热损失） 富油温度℃ 62→→140 2T ∆=782q =22T C Q ∆=7868.110173.17⨯⨯=89487.2㎏/h 2.3.3平均传热温度m T ∆=-2121ln T T T T ∆∆∆-∆=9.7578ln 9.7578-=77.8℃ 2.3.4传热面积根据流体情况 取K=260kJ/(⋅⋅h m 2℃)A=m T K Q∆=8.7726010173.17⨯⨯=579.892m 取安全系数1.04，则A=6002m2.4工艺结构尺寸2.4.1换热管的选取选用碳钢。