第3章 工艺装置主要设备的选型 第20 页
3.2.3 换热器
根据经验数据初选原料气流速20 m/s，液体油流速为2 m/s，水的流速为1m/s，换热器部分数据如表3.8所示：
表3.8 换热器的基本数据
设备
热进料流量/ (m3/s)
一级换热器 二级换热器 三级换热器 四级换热器
0.678 0.4 0.3 0.001
25×2 19×2 19×2 19×2
选管径/ 冷进料mm
流量/ （m3/s） 1.65 0.15 0.0004 0.07
初选总传热系
数/ (W.m-2℃-1)
20 200 200 200
20.4 58.0 13.4 89 温差/ ℃
根据表3.8的换热器数据，查换热器的型号，如表3.9所示：
表3.9 换热器选型
设备 一级换热器 二级换热器 三级换热器 四级换热器 3.2.4 再沸器
本设计选卧式热虹吸再沸器，加热管成棱形排列，直径为Φ25 mm×2 mm，脱乙烷塔与脱丁烷塔的再沸器部分数据如表3.10所示：
表3.10 再沸器的基本数据以及选型
塔的再沸器 脱乙烷塔 脱丁烷塔
交换热量/ kW 569 608
初选总传热系数/ （W.m-2℃-1）
200 200
温差/ ℃ 82.7 39.6
传热面积/
m2 35.4 77
初选换热器
AES-1100-3-389.6-1895-6二台串联 AES-1000-5-311.0-1894-6二台串联
BES-450-31.7-16.7-315.8-4 AES-325-1-9.1-631-1
根据表3.10的数据，查再沸器的型号如表3.11所示：
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表3.11 再沸器的型号
塔的再沸器
脱乙烷塔 FLB500-30-25-2 脱丁烷塔 FLB600-95-19-4 3.3气液分离器
一级与二级低温分离器的部分数据如表3.12所示：
表3.12 低温分离器数据
设备名称 一级气液分离器 二级气液分离器 一级低温分离器 二级低温分离器
标准状况下进气量/
（m3/min） 674.9 664 519.1 579.5
进液量/ (m3/min)
0 0 0.172 0.0752
选换热器
实际总传热系数/ （W.m-2℃-1）
243 186
实际传热面积/
m2 28.3 82.6
本设计选择重力沉降型的分离器。
重力沉降的原理简述：由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过排放管排出。
重力沉降的优缺点如表3.13所示：
表3.13 重力沉降的优缺点 设备 重力沉降分离器
优点
缺点
设计简单、设备制作简分离效率最低、设备体
单、阻力小
积庞大、占用空间多
根据表3.12的数据，查分离器的型号，如表3.14所示： F
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表3.14 分离器的选型 设备名称 一级气液分离器 二级气液分离器 一级低温分离器 二级低温分离器
3.4 膨胀机
膨胀机是深冷装置的核心装备，它直接关系到制冷的最低温度和C3收率。天然气膨胀机用透平膨胀机。透平式膨胀机是用于低温调解下的气体透平机，其作用主要是为获得冷量，而不是功，与活塞式膨胀机相比，具有流量大、结构简单、体积小、效率高、耐高压、适应性强、连续运行周期长、等熵效率高等较多优点，膨胀机等熵效率可达85%，对处理量大的装置优势明显。本设计的膨胀机部分数据如表3.15所示：
表3.15 膨胀机的数据
设备名称 膨胀机
进口压力/ kPa 3900
出口压力/ kPa 700
标准状态进气量/
(m3/min) 514.7 选型 ZCQF700/1 ZCQF700/1 ZCQF600/1 ZCQF600/1
本设计选卧式膨胀机，因此膨胀机的型号为PLPT-514.7/39×7。 3.5 塔
目前石油、化工工程中使用的分馏塔根据分离元件分类有两种形式，即填料塔和板式塔。板式塔以塔板作为气液传质的基本构件，而填料塔属微分接触的气液传质设备，基本的传质元件是填料。板式塔与填料塔的优缺点比较如表3.16所示。
考虑到本工程的特点，为较好地适应各种操作工况，脱乙烷塔、脱丁烷塔都采用板式塔中的浮阀塔。
浮阀塔是20世纪50年代开发的一种新塔型，其特点是在筛板塔基础上，在每个筛孔除安装一个可上下移动的阀片。当筛孔气速高时，阀
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片被顶起上升，空速低时，阀片因自身重而下降。阀片升降位置随气流量大小自动调节，从而使进入夜层的气速基本稳定。又因气体在阀片下侧水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接触时间，故收到很好的传质效果。
3.16 板式塔与填料塔的比较
项目
压力降 材质要求 安装维修 造价 出料 原料 塔效率 液气比 塔的高度计算 根据公式：
H?(n?2)HT?H顶?H底?H进 （3.8）
塔型
板式塔
压力降一般比填料塔大 一般用金属材料制作
较容易
以单位塔板面积计算的造价随塔径增大而减少
可以侧线出料 可处理有悬浮物的液体
原料 比小塔板有所提高 较小的液体流量
填料塔
压力降小，较适用于减压系统以满足控制塔内较小压降
的要求
可用非金属耐腐蚀材料
较困难
与其体积成正比 不能侧线出料
可处理有腐蚀、易发泡物料
效率较稳定，大塔板效率塔径1.5 m以下效率高，塔
径增大效率常会下降 对液体喷淋量有一定要求
其中：HT—塔板之间的间距，单位m； H顶—塔顶空间高度，单位m； H底—进料空间高度，单位m； H进—塔底空间高度，单位m。
根据经验数据，塔顶空间高度在1.2~1.5m之间；进料空间高度在
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1.0~1.2m之间，塔底空间高度1.5~3m之间。 3.5.1 脱乙烷塔
根据hysys流程模拟，查的脱乙烷塔的塔盘和塔的部分数据如表3.17所示。
表3.17 脱乙烷塔的数据 名称 塔盘 塔径/m 塔盘间距/m 筛孔面积/m2 塔盘堰高/mm 塔盘堰长/mm 浮阀数/个 塔高/m
式3.8，算的塔高11m。
数据 浮阀塔板 0.7620 0.6096 0.02943 50.8 544.6 39 10
注：选塔顶空间高度为1.5m，进料空间高度1.2m,塔底空间高度为3m,根据公
根据表3.17的数据，查《化工原理课程设计》142页附录10，脱乙烷塔塔盘规格如表3.18所示。
表3.18 脱乙烷塔塔盘规格表
塔径/mm
塔盘间距/mm
800
600
529
100
堰长/mm
堰宽
阀孔按三角形浮阀数46
开孔10.9
出口堰高度50
一层塔盘质量/kg 39
F0807I 施工图号
65mm排列 /mm 75×
（个） 率（%） /mm
3.5.2 脱丁烷塔
根据hysys流程模拟，查的脱丁烷塔的塔盘和塔的部分数据如表3.19所示。