再沸器设计
热虹吸式再沸器的设计与选用解析

热虹吸式再沸器的设计与选用解析作者:陈发挥来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要:再沸器常用于蒸馏塔底,对塔底流体加热使其部分汽化返回塔内,为蒸馏塔提供上升蒸汽,设计再沸器时,必须与蒸馏塔的使用特点和结构联系起来。
在石油化工厂,热虹吸式再沸器应用很广泛,且多采用管壳式。
关键词:再沸器;热虹吸式;设计;选用1 常见再沸器的种类1.1 立式热虹吸再沸器如图所示立式热虹吸再沸器是利用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力,构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。
立式及卧式热虹吸再沸器本身没有气、液分离空间和缓冲区,这些均由塔釜提供。
工艺物流侧在管程,传热系数高,投资低,为获得好的循环,可能需要比较高的塔裙高度。
汽化率为15%-40%。
可用于真空和低压系统。
式热虹吸再沸器具有的特点:循环推动力是釜液和换热器传热管气液混合物的密度差;结构紧凑、占地面积小、传热系数高;壳程不能机械清洗,不适宜高粘度、或脏的传热介质;塔釜提供气液分离空间和缓冲区;设备被直接安装在塔旁由于管线系统简单,故设备造价低。
1.2 卧式热虹吸式再沸器如图所示卧式热虹吸式再沸器加热介质在管内流动,管程可以为单流程也可以为多流程。
进料是从塔底下降管引入再沸器,液体在壳程沸腾发生汽化,形成密度较小的汽液混合物,由于进料管和排出管中液体的密度差产生静压差,成为流体自然循环的推动力。
臥式热虹吸式再沸器具有的特点:循环推动力是釜液和换热器传热管气液混合物的密度差;占地面积大,传热系数中等,维护、清理方便;塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
有较高的循环率,因而有较高的流速和较低的出口干度,从而防止了高沸点组分的积聚和降低了结垢的速率。
工艺物流侧在壳程,传热系数中偏高,投资适中,占地面积大,裙座高度低,汽化率为3%-35%。
2 热虹吸式再沸器流动沸腾机理立式热虹吸式再沸器的受热段可分为五段,分别为:①单相对流显热段,由于静压头的存在,该区域的压力大于流体饱和状态的压力。
再沸器工艺计算

再沸器工艺计算
立式热虹吸式再沸器是常见的一种再沸器类型,其工艺计算包括沸点
计算、冷凝温度计算、冷凝热负荷计算、热量平衡计算等。
首先进行沸点计算,沸点取决于再沸器的压力和流体的性质。
根据工
艺要求确定再沸器的设计压力,然后利用所给的物性数据表,查找对应压
力下给定流体的沸点。
在计算过程中还需要考虑液面高度和受热面积的影响。
接下来进行冷凝温度计算,冷凝温度也是根据工艺要求确定的。
冷凝
温度一般比沸点低数度,以保证充分冷凝过程的进行。
然后进行冷凝热负荷计算,冷凝热负荷是指在冷凝器中传热过程中需
要排除的热量。
根据再沸器进料的温度、再沸器出料的温度、冷凝温度和
流量等参数,可以利用传热方程计算得到冷凝热负荷。
最后进行热量平衡计算,通过计算多个流体之间的热量交换,求解各
个流体的温度和流量。
再沸器热量平衡计算需要考虑再沸器进料的温度、
再沸器出料的温度,以及进料和出料之间的热负荷等。
在进行再沸器工艺计算时,还需要考虑一些其他因素,例如再沸器的
材料选择、控制方式选择等。
再沸器的材料选择需要考虑进料流体的性质,以及工艺要求对材料的要求。
控制方式选择需要根据具体的工艺要求和自
动化要求来确定。
总结起来,再沸器工艺计算主要包括沸点计算、冷凝温度计算、冷凝
热负荷计算、热量平衡计算等。
通过这些计算,可以确定再沸器的设计参数,以保证再沸器能够满足工艺要求。
同时,还需要考虑材料的选择和控
制方式的选择等因素。
以上是立式热虹吸式再沸器的工艺计算的简要介绍。
立式热虹吸再沸器机械设计说明书

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院(系):化工机械与安全学院专业:过程装备与控制工程学生姓名:孔闯学号:201242052指导教师:由宏新、代玉强评阅教师:完成日期:2015.10.2精选大连理工大学Dalian University of Technolog立式热虹吸式再沸器机械设计说明书摘要本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器,作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。
在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算,本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核,包括再沸器各部分的结构说明,筒体壁厚的计算,封头壁厚的计算,管箱法兰和管板的计算,筒体和封头开孔及补强等。
通过3周的工作,已完成了再沸器的机械参数的计算,手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。
精选立式热虹吸式再沸器机械设计说明书目录摘要 (I)1设计基础 (2)1.1项目背景 (2)1.2设计依据 (2)1.3技术来源及授权 (3)1.4项目简介 (3)2结构工艺说明 (1)2.1管程和壳程物料的选择 (1)2.2换热管 (1)2.3管板 (2)2.3.1 管板结构尺寸 (2)2.3.2 换热管与管板连接 (3)2.3.3 排管及管孔 (3)2.4折流板 (5)2.5接管及连接附件 (6)2.6安全泄放 (8)2.7耳式支座 (8)2.8管箱、管箱法兰与封头 (13)3强度计算 (14)3.1工艺参数计算结果表 (14)3.2计算条件 (15)3.3强度计算 (17)3.3.1 壳程圆筒计算 (17)3.3.2 前端管箱筒体计算 (18)3.3.3 前端管箱封头计算 (19)3.3.4 后端管箱筒体计算 (21)3.3.5 后端管箱封头计算 (22)3.3.6 开孔补强设计计算 (23)3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (27)3.3.8 管箱法兰计算 (39)4结论 (42)附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (44)1设计基础1.1项目背景本项目来源于大连理工大学过程装备与控制工程专业大四年级过程工艺与设备课程设计题目;设计者为过程装备与控制工程专业在校大四学生,与项目发布者为师生关系;本项目设计装置为立式热虹吸式再沸器。
分馏塔再沸器设计

学号: 09436213常州大学毕业设计(论文)(2013届)题目轻芳烃分馏塔再沸器设计学生吕浪学院机械工程学院专业班级教改092 校内指导教师宋敏霞专业技术职务讲师校外指导老师专业技术职务二○一三年五月轻芳烃分馏塔再沸器的设计摘要:本次设计的题目是轻芳烃分馏塔再沸器,采用了浮头式换热器。
浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种,它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死,另一端可相对壳体滑移,称为浮头。
浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体约束,因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力,此外,浮头式换热器的优点还再于拆卸方便,易清洗。
本设计说明书主要进行了换热器的结构和强度设计,主要根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件(如接管、折流板、定距管、钩圈、管箱等)的设计,包括:材料的选择、具体尺寸的确定、确定具体位置、管板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算等。
关键词:浮头式换热器、管板、浮头盖、浮头法兰The design of reboiler of fractionating tower for light aromaticAbstract:The topic of my study is The design of reboiler of fractionating tower for light aromatic,which use floating head heat exchanger.The floating head heat exchanger is a special type of tube and shell heat exchanger. It is special for its floating heat. One of its tube sheet is fixed, while another can float in the shell, so called floating heat .As the tubes can expand without the restriction of the shell, it can avoid thermal stress. Another advantage is that it can be dismantled and clear easily. The design manual includes the structure and intensity of head exchanger. The part is just on selected type of exchanger to design the heat exchanger’s components and parts, such as vesting, baffled plates, the distance controltube, circle hook, tube boxes.This part of design mainly include: the choice of materials identify specific size, identify specific location, the thickness calculation of floating head planting and floating head flange, the opening reinforcement calculation etc.Key words: floating head heat exchanger, tube sheet, floating head planting, floating head flange.目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目次 (Ⅲ)术语表 (Ⅴ)第一章绪论 (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 国内外发展研究状况 (1)1.3 换热器的发展趋势 (4)第二章工艺计算 (6)2.1 确定设计方案 (6)2.2 换热器类型的选择 (6)2.3 工艺结构尺寸的计算 (6)2.3.1平均传热温差校正及壳程数 (6)2.3.2换热管选型及排列和分程方法 (7)2.3.3壳体内径 (7)2.3.4布管限定原直径 (7)2.3.5折流板 (8)第三章结构计算与强度校核 (9)3.1壳体与管箱厚度的计算 (9)3.1.1圆筒壳体厚度的确定 (9)3.1.2管箱厚度计算 (9)3.2开孔补强计算 (11)3.2.1接管 (11)3.2.2接管位置 (11)3.2.3壳体上开孔补强计算 (12)3.2.4前端管箱开孔补强计算 (13)3.2.5外头盖开孔补强计算 (15)3.3水压试验 (16)3.4换热管 (17)3.5管板计算 (17)3.5.1固定管板计算 (17)3.5.2浮动管板计算 (22)3.6管热管的轴向应力 (26)3.7折流板 (27)3.8拉杆与定距管 (27)3.9防冲板 (28)3.10法兰与垫片 (28)3.11钩圏式浮头 (32)3.11.1管程压力作用下浮头盖计算 (33)3.11.2壳程压力作用下浮头盖计算 (36)3.11.3钩圈 (39)3.12分程隔板 (40)3.13支座 (40)3.13.1质量计算 (40)第四章结论 (43)参考文献 (44)致谢 (45)术语表B 折流板间距mm M o 法兰设计力矩N•mmC1 钢板负偏差mm N 换热管数C2 腐蚀裕量mm N B 折流板数C p 定压比热容kJ/(kg•℃) P c 计算压力MPaD 筒体内径mm [P w] 最大许用工作压力MPad 接管内径mm ΔP 压降PaD b 螺栓中心圆直径mm Q 热流量kWD G 垫片压紧力作用中心圆直径mm q 换热管与管板拉脱力MPaD L 布管限定圆直径mm [q] 换热管与管板许用拉脱力MPaD N 公称直径mm q m 质量流量kg/hE t 管板布管区当量直径mm R e 雷诺数F p 弹性模量MPa r s 污垢热阻m2•℃/Wh1 垫片压紧力N S 换热面积m2h2 封头曲面高度mm s 换热管中心距mmK 封头直边高度mm S n 隔板槽两侧相邻管中心距mm K t 传热系数W/(m2•℃) Δt m 平均传热温差℃K~t 管板模数MPa u 流速m/sL 管束无量纲刚度W a 螺栓载荷NL B 换热管长度m α 对流传热系数W/( m2•℃)L c 支座跨距mm δ 计算厚度mmr 换热管失稳当量长度mm δd 设计厚度mmm 设备总重量kg δe 有效厚度mmm1 筒体质量kg δn 名义厚度mmm2 封头质量kg η 管板刚度削弱系数m3 固定管板质量kg λ 导热系数W/( m2•℃)m4 浮动管板质量kg μ 粘度Pa •sm5 换热管质量kg ρ 密度kg/m3m6 折流板质量kg φ 焊接接头系数m7 附件质量kg σt 计算应力MPa m8 水压试验冲液质量kg [σ]t 许用应力MPa M a 法兰预紧力矩N•mm第一章绪论1.1课题背景和意义当今世界能源问题日益突出,节能己经成为解决当代能源问题的一个公认的重要途径。
塔底再沸器弹簧支架设计

Dec. 2020•22 •化肥设计Chemical Fertilizer Design第58卷第6期2020年12月塔底異繂器禪簧支架设针朱周军(镇海石化工程股份有限公司,浙江宁波315000)摘要再沸器是安装在精馏塔底部用来汽化塔底产物的换热器,与塔的连接管线应尽量短。
由于塔和再沸器的材质、温度不同,会在竖直方向和管线轴向产生较大的热应力。
以芳烃装置为例,运用C A E S A R I I软件对再沸器、脱庚烷塔以及相关管线进行了应力分析。
针对如何对卧式再沸器进行精确建模、如何设计弹簧支架等问题,提出 了建议。
关键词塔;再沸器;卧式;应力;支座&单簧doi:10. 3969/j. issn. 1004 — 8901. 2020. 06. 007中图分类号T Q051.65 文献标识码B文章编号1004 — 8901(2020)06 — 0022 — 04Design of Spring Bracket for ReboilerZHU Zhou-jun(Zhenhai Petrochemical Engineering C o.,L td.,Ningbo Zhejiang315000 , China)Abstract :The reboiler is a heat exchanger installed at the bottom of the distillation column for vaporizing the products at the column bottom. The connecting pipeline between the reboiler and the column should be as short as possible. Due to the difference in material and temperature between the column and the reboiler,a great amount of thermal stress will occur along the vertical direction and the axial direction of the pipeline. Taking aromatic unit as an example,stress analysis on the reboiler,the heptane removal column and the related pipelines is carried out via CAESAR II software. Suggestions on how to model the horizontal reboiler accurately and how to design the spring bracket are put forward. Keywords :distillation column ; reboiler ; stress ; bracket ; springdoi:10. 3969/j. issn. 1004-8901. 2020. 06. 007再沸器(也称之为重沸器)是化工过程中的常用设备之一,多与分馏塔合用,一般就近安装在分馏塔底部。
立式热虹吸式再沸器的设计

收稿日期:2009-10-27 作 者 简 介 : 齐 福 来 (19 3 9 -),男,高级 工 程 师,主 要从事 化 学工 程 设 计,化工工艺研究开发。 Tel:021-62805356 E-mail: flych@
工程设计技术及应用
2010年 第31卷 第2期 4月20日出版 Pharmaceutical & Engineering Design 2010, 31(2)
医 药 工 程 设 计 ··
立式热虹吸式再沸器的设计
齐福来 (中国石化集团上海工程有限公司,上海 200120)
摘要
首先粗略的介绍了在蒸发管内的自然本质以及影响热虹吸状态的因素,并给出设计的概念数据。使设计者更快更清晰地 了解该再沸器的操作本质。采用Chisholm计算有蒸发的两相流压降的积分式,使计算蒸发管内的压降更方便,便于手算。传 热计算采用被广泛接受的Chen氏泡核沸腾传热公式。较清晰的介绍了计算程序,并用 Visual Basic 6.0语言编制了用本文的 方法计算立式热虹吸式再沸器的程序VTReboil,提供读者免费使用。
他认为是再沸器的加热负荷太大的缘故,并作 实验得到最大热负荷的关系图 3。
图中:
(1)
图 4 X 与 Z 值的关系图
(3)
按式(3)求得蒸发膜系数 h,再求得总的传热 Km 值,可按式(4)求得最大的传热温差。
(4)
* 以上式中物性单位均为英制单位。
Lee et al[3] 建议再沸器操作的温差应为 0.6 △ Tm。 显然这样的计算比较繁复,但有一点必须引起设计
4
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2
1
立式热虹吸再沸器的设计要点
立式热虹吸再沸器的设计要点立式热虹吸再沸器在石油化工领域应用广泛,是重要的热量交换设备。
文章结合其工作原理,针对影响其运行状况的设计要点进行简要的论述,针对设计时经常遇到的问题提供解决办法。
希望能够为立式热虹吸再沸器设计的优化提供一些有益的帮助。
标签:立式热虹吸再沸器;设计要点;解决办法Abstract:Vertical thermosyphon reboiler is widely used in petrochemical industry and is an important heat exchange equipment. In accordance with its working principle,this paper briefly discusses the design essentials that affect its running condition,and provides solutions to the problems often encountered in the design. It is hoped that it can provide some useful help for the optimization of the design of the vertical thermosyphon reboiler.Keywords:vertical thermosyphon reboiler;design points;solution在石油化工领域,再沸器是重要的热量交换设备,设置于蒸馏塔底部。
其作用是利用加热介质将塔釜工艺介质部分气化,通过循环送回蒸馏塔,为分离过程提供能量。
立式热虹吸再沸器是一种常见的再沸器,具有传热系数高,结构紧凑,被加热介质在管内停留时间短,不易结垢,安装方便,占地面积小,设备造价及运行费用较低等显著优势[1]。
立式热虹吸再沸器在设计时,需要考虑结构参数、气化率、进出口管路阻力降,安装高度,管内流型、热通量等因素对再沸器稳定运行的影响。
立式虹吸式再沸器校核及优化设计
doi:10 3969/j issn 1004-275X 2020 09 039立式虹吸式再沸器校核及优化设计杨永青1,王霄2(1 中核华纬工程设计研究有限公司,江苏 南京 210019;2 中国化学工程第三建设有限公司,江苏 南京 210012)摘 要:立式虹吸式再沸器有操作简单、占地少、投资节约等特点,广泛应用于化工行业。
根据工程实际,对工艺包中再沸器进行了校核,并进行了合理优化。
关键词:再沸器;HTRI;优化设计中图分类号:TQ051 文献标识码:A 文章编号:1004-275X(2020)09-119-03CheckandOptimizationDesignofVerticalSiphonReboilerYangYongqing1,WangXiao2 (1 ChinaNuclearIndustryHuaweiEngineeringDesign&ReseachCo ,Ltd,Jiangsu Nanjing,210019 2 ChinaNationalChemicalEngineeringThirdConstractionCo ,Ltd,Jiangsu Nanjing,210012) Abstract:Verticalsiphonreboilerhastheadvantagesofsimpleoperation,lesslandoccupationandlessinvestment Soitiswidelyusedinchemicalindustry Thereboilerintheprocesspackageischeckedandoptimizationdesignedaccordingtoengi neeringexperience Keywords:ReboilerHTRI;Optimizationdesign 热虹吸式再沸器,根据形式,分为立式和卧式。
其中,立式虹吸式再沸器操作简单、占地少、投资节约,在化工行业应用非常广泛。
211018600_精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计
第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52,No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March,2023收稿日期: 2023-03-06精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计徐 鹭(辽宁省石油化工规划设计院有限公司,辽宁 沈阳 110000)摘 要:对立式热虹吸再沸器的运行模式和特性进行了简单的描述,利用Aspen Plus、Aspen EDR 模拟软件,对精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟和设计过程进行了研究,研究了塔釜静压头、再沸器结构尺寸、进出口管径等对热虹吸循环稳定性的影响,并获得了最优的再沸器结构参数。
再沸过程中,由于塔中的流体静态压力与再沸反应室中两相流场的浓度之比存在差异,在进行再沸反应室的优化时,对再沸反应室中的流体静态压力进行合理选取,以保证再沸反应室的基本结构尺寸,实现较好再沸器循环。
关 键 词:立式热虹吸再沸器;循环;优化设计中图分类号:TQ051.65 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)03-0390-04再沸器一般设置在精馏塔的底部,与精馏塔之间有一段距离。
根据汽液流动的推力与阻力相等的原理,设计了一种自然循环型再沸器。
在再沸器中,以低压蒸气作为加热媒介,通过再沸器壳程,使管程内的原料受热,并在其内部凝结成水。
塔釜的原料经重力作用流入再沸器管,经高温加热后,在再沸器管中生成气-液二相流,并以高速回流。
在正常运行的情况下,塔釜液面与再沸器下管板之间的竖直距离被称作“安装高度”。
再沸器循环主要来源于再沸器前部管路的阻力下降、再沸器传热管路的阻力下降以及再沸器出口回程的气-液两相流的阻力下降。
在推力与阻值相等的情况下,再沸器蒸发速率较大,出口管内物质浓度较低,入口管内物质浓度较大,塔釜中的汽液在再沸器中不停地“虹吸”,汽液两相又会自动地回到塔中,形成自然循环。
1 再沸器安装高度本文设计和优化的立式热虹吸再沸器与低压精馏塔相连,详情见图1,立式热虹吸再沸器的循环推动力来源于塔釜正常液位到再沸器下管板的垂直距离。
《化工原理》课程设计指导书(精馏塔之预热器、冷凝器、再沸器)+)
化工原理课程设计指导书—精馏塔的预热器、冷凝器、再沸器工艺设计适应专业:化学工程与工艺编写作者:胡建明编写日期:2007.7邵阳学院生物与化学工程系预热器、冷凝器、再沸器的工艺设计概述蒸馏是化工生产中分离均相液体混合物的典型单元操,其历史悠久,应用广泛。
蒸馏的基本原理是将液体混合物部分汽化、部分冷凝,利用其中个组分挥发度不同而将其分离。
其本质是液、汽相间的质量传递和热量传递。
为使分离彻底,以获得较纯的产品,工业生产中常采用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法——精馏。
精馏过程通常是在塔设备内完成的。
预热器、冷凝器、再沸器是精馏过程必不可少的设备。
它们承担着将物料预热、气化、冷凝等重要任务。
而固定管板式换热器更是因其具有工艺简单、造价低廉、工艺设计成熟、热效率较高等优点而得到广泛的应用,尤其在很多大工业生产中。
换热器的工艺设计主要内容和步骤 1 物料衡算1.1 设计依据1.1.1 《×××××设计任务书》1.1.2 产量 年产99.5%(均为质量分数,下同)环己烷(丙酮)20000吨,根据工业生产中连续生产的特点,取年平均生产时间为8000小时,即小时产量为:20000×103/8000=2500kg /h ,本设计以小时产量为计算基准。
1.1.3 进料组成F x 、产品组成D x 1,1.4 分离要求 1.2 精馏塔物料衡算1.2.1 物料衡算示意图1.2.2 用质量分率计算进料量及塔釜采出量G D ,X D F D W G G G =+ F F D D W W G x G x G x =+ 解得: G F (kg/h ) G W (kg/h )1.2.3 计算摩尔量、摩尔分率 G W由物质A 、B 组成的混合物,其分子量分别为M A ,M B 则其平均分子量:A A B B M M x M x =+,用摩尔量表示为:;;W D F G G GD W F M M M===; 同理可求得X D 、X W 、 X F 1.2.4 精馏塔物料衡算表表1.1 精馏塔的物料衡算表※必须达成Σ进=Σ出。