u型管换热器设计综合实训总结报告毕业设计.doc

目录 第1章 催化裂化工艺及流程图概述 1 1.1催化裂化工艺 1 1.1.1催化裂化的反应机理 1 1.1.2催化裂化的工艺流程 1 1.2分馏塔部分流程概述 2 1.2.1油浆系统 2 1.2.2回炼油系统 2 1.2.3一中循环回流系统 3 1.2.4二中段循环回流系统 3 1.2.5轻柴油系统 3 1.2.6粗汽油系统 3 1.2.7顶循环回流系统 3 第2章 换热器的选用与工艺设计 4 2.1换热器的概述 4 2.1.1选择换热器的类型 4 2.1.2流体流入空间的选择 4 2.2确定物性数据 5 2.3估算传热面积 5 2.3.1热负荷 5 2.3.2传热平均温度差 6 2.3.3初算传热面积 7 2.4工艺结构尺寸 7 2.4.1选管子规格 7 2.4.2确定总管数和管程数 7 2.4.3确定管子在管板上的排列方式 8 2.4.4计算壳体内径 8 2.4.5画出排管图 9 2.4.6计算实际传热面积及过程的总传热系数 10 2.4.7折流板直径与数量及有关尺寸的确定 10 2.4.8温度补偿圈的选用 10 2.5换热器校核 10 2.5.1管程压力降校核 10 2.5.2壳程压强降 11 2.5.3校核总传热系数 13 第3章 换热器的结构设计 15 3.1筒体部分计算 15 3.1.1筒体厚度的计算 15 3.1.2壳体圆筒的液压试验及压力试验时应力校核 16 3.2椭圆封头计算 16 3.3法兰的选取 17 3.4管板的选取 17 3.4.1管板计算 17 3.4.2几何物理系数计算 18 3.4.3强度影响系数计算 19 3.4.3.1旋转刚度 19 3.4.3.2 法兰力矩 20 3.4.3.3危险组合 20 表3-2 危险组合 20 3.5鞍式支座 23 3.6接管 23 第4章 换热器的强度校核 25 4.1计算容器重量载荷的支座反力 25 4.1.1设备自重 25 4.1.2充满介质时液体介质重量 25 4.1.3作用于每个支座上的反力 25 4.2筒体轴向应力验算 26 4.2.1轴向弯矩计算 26 4.2.1.1鞍座截面处的弯矩 26 4.2.1.2跨中截面处弯矩 26 4.2.2轴向应力的计算 26 4.2.2.1跨中截面最高点的轴向应力 26 4.2.2.2跨中截面最低点的轴向应力 27 4.3鞍座处的切向剪应力校核 27 4.4鞍座处筒体周向应力验算 27 4.4.1鞍座板的应力计算 27 4.4.1.1筒体最低的周向应力 27 4.4.1.2鞍座边角处的周向应力 28 4.4.2鞍座腹板的强度校核 28 第5章 设计结果汇总 29 参考文献 30  第1章 催化裂化工艺及流程图概述 1.1催化裂化工艺 催化裂化是石油二次加工的主要方法之一。在高温和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。主要反应有分解、异构化、氢转移、芳构化、缩合、生焦等。与热裂化相比，其轻质油产率高，汽油辛烷值高，柴油安定性较好，并副产富含烯烃的液化气。与按自由基反应机理进行的热裂化不同，催化裂化是按碳正离子机理进行的，催化剂促进了裂化、异构化和芳构化反应，裂化产物比热裂化具有更高的经济价值，气体中和较多，异构物多；汽油中异构烃多，二烯烃极少，芳烃较多。其主要反应包括：分解，使重质烃转变为轻质烃；异构化；氢转移；芳构化；缩合反应、生焦反应。异构化和芳构化使低辛烷值的直链烃转变为高辛烷值的异构烃和芳烃。催化裂化的流程主要包括三个部分：原料油催化裂化；催化剂再生；产物分离。原料喷入提升管反应器下部，在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。反应温度480～530,压力0.14～0.2MPa（表压）。反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器(简称旋分器)，分离后，进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。裂化气经压缩后去气体分离系统。结焦的催化剂在再生器用空气烧去焦炭后循环使用，再生温度为600～730。500℃）自沉降器集气室顶出来，经大油气线进入分馏塔（T301）30层塔盘分离切割。塔底抽出油浆；三层抽出回炼油；一中循环回流自十七层抽出，二十层返塔；二十一层抽出轻柴油；顶循环回流自三十层抽出，三十四层返塔。 从反应器来的高温油气，夹带少量粉末进去分馏塔下部的脱过热段，与冷却到250℃左右的油浆在人字挡板上逆流接触换热，脱除油气混合物在分馏段分成几个中间产品。塔顶为粗汽油和富气，测线有轻柴油、重柴油和回炼油，塔底为油浆。轻柴油、重柴油先通过汽提塔，再经换热冷却后出装置。为取走分馏塔内的过剩热量，设有顶循环回流、一个或两个中段循环回流和塔底油浆循环回流。 1.2.1油浆系统 油浆（350℃）-301底油浆泵抽出，一部分作为产品油浆经油浆冷却槽后送往罐区；一部分直接进提升管反应器回炼；绝大部分作为循环油