技术问答-常减压蒸馏技术问答

技术问答-常减压蒸馏技术问答内容摘要：

过热绝缘已烧毁，如轴承咬死，电机二相运转等都可能使电机烧毁。 3． 保护设备选择不当，整定值计算误差或保护设备失灵都会引起电机烧毁。 255． [例题 ]如何求混合式冷凝器的残压。 如图所示的混合式冷凝器在负压下操作。 真空表所示的读数为 620mmHg,若大气压为 755mmHg，试计算（ 1）器内的绝对压强 为多少 kN/m2?（ 2）设备下端的长管（俗称大气脚）内水面上升的高度 h为多少米。 12 图 8－ 22 例题附图 1 液封口 2大气腿 3冷水进口 4气体出口，与真空泵相连 5蒸汽进口 解：（ 1）设混合式冷凝器的绝对压强为 P，外界大气压为 P0，根据 残压＝大气压－真空度 则 P＝ P0－ P 真 ＝ 755－ 620＝ 135mmHg 因 =故 P kN/m2 （ 2）设管线中水柱所产生的压强为 P 水 ，大气腿中水面上 升的高度为 h，大气压为P0，根据静力学基本方程式可知 P0＝ P＋ P 水 ＝ P＋ h ρ水 179。 g 于是 gPPh  水0 式中 P0－ P 就是题目中已给出的真空度 2/ mkNP 真 故 mh 3   256． [例题 ]如何判断流体在管内的流动状态。 如何求流速。 现用一内径为 100mm 的铁管输送 20℃的水，每小时的流量为 36mm3,试判断水在 13 管内的流动状态。 又求在临界状况时水的流速为多大。 解：（ 1）判断水在管路中的流 动状态 smdQ / 36422   查得水在 20℃的密度为 1000kg/m3，粘度为 1 厘泊（以厘泊单位的粘度用μ ′ 表示，1P＝ 178。 S） 5333  dR e Re≤ 2020 时为层流， Re≥ 4000 时为湍流， 2020＜ Re4000 为过渡流，故水在管路中的流动状态为湍流。 （ 2）在临界状态时水的流速 层流临界状态时 根据 310Re  d 有 smdR e /   临 湍流临界状态时 有 smdR e /   临 257． [例题 ]如何求泵的实际压头、实际功率和电机的功率。 某离心泵运转时，测得排液量 10m3/min，液体密度为 720kg/m3,压力表和真空表的读数分别为 343kN/m2和 180mmHg 柱，两表测压点处的垂直距离为 324mm，吸入管和排出管内径分别为 400 和 350mm,泵的效率为 80%，试求泵的实际压头，实际功率和所配电动机的功率。 解：泵的压头即扬程为 H＝ H 压 ＋ H 真 ＋ h0+g22122   压力表所测的表压以（ m液柱）计，即 gPh  则 mH 10343 3 压 真空表所测的真空度以（ m液柱）计：  液 汞汞真  ZH m（液柱） 14 h0= 油在吸入管路中的流速： smdQ / 1044 21   油在排出管路中的流速： smdd / 222112   则泵的压头为 mH 22   （液柱） 泵的实际功率即轴功率： kWgHQN   轴 取安全系数为 K=，则适配电机功率为 N 电 = 轴 =179。 =≈ 85kW 15 九、抽真空系统 258．抽真空系统包括哪些设备，它们各自起什么作用。 减压蒸馏塔顶抽真空系统包括塔顶冷凝器、蒸汽喷射器、中间冷凝器、后冷凝器、受液罐等设备和相应的连接管线。 抽真空系统的作用是把减压蒸馏塔顶流出物料中可冷凝组份冷凝为液体加以回收，把常温常压下不可冷凝的气体组份从塔顶压力升高到略大于大气压力后排入大气或引至加热炉火嘴，从而稳定地保持工艺要求的塔顶真空度。 湿式减压蒸馏塔顶流出物由不可凝气体（裂解产生的小分子烃和漏入的空气），减顶油和水蒸汽组成．它们首先在减顶冷凝器中被冷却，冷却终温随冷凝器结构型式和冷媒的温度而 变，通常小于 35℃，在此大部分水蒸汽和减顶油气被冷凝为液体，由大气腿流入受液罐。 未凝的水蒸汽和减顶油气以及不可凝气体被蒸汽喷射器组抽吸并升压，因此减顶冷凝器的作用是减小蒸汽喷射器的吸气量，降低吸气温度。 蒸汽喷射器组一般由一级蒸汽喷射器、中间冷凝器和二级蒸汽喷射器组成．它的作用是把被抽吸各组分的压力提高到略大于大气压力，并把抽吸的可凝组分和一级蒸汽喷射器的工作蒸汽在级间压力下冷凝为液体，由大气腿流入受液罐。 第二级蒸汽喷射器的排出物压力已大于大气压力，但若直接排入大气，将污染装置环境，所以要设立后冷凝器，把 占排出物绝大部分的水蒸汽冷凝为液体，由大气腿流入受液罐．未凝组分基本上是减压蒸馏塔顶排出的不可凝组分，内含有有毒气体硫化氢，应引入加热炉燃烧。 三个冷凝器排出的液体流入受液罐，在此进行油、水分离。 分出的油即为减顶油，可作为重柴油组份，用泵送到工厂罐区，分出的水为含油含硫污水由下水道排至全厂污水处理场。 259．蒸汽喷射抽空器的工作原理是什么。 有哪几种结构型式。 蒸汽喷射抽空器工作原理是：工作蒸汽通过喷嘴形成高速度、蒸汽压力能转变为速度能，与吸入的气体在混合室混合后进入扩压室．在扩压室中，速度逐渐降低 ，速度能又转变为压力能，从而使抽空器排出的混合气体压力显著高于吸人室的压力。 每一级喷射器所能达到的压缩比，即排出压力（绝压）吸入压力（绝压）之比，具有一定的操作限度．如果需要的压缩比较大，为单级喷射器不能达到时，则可采用两级或多级喷射器串联操作，串联的多级喷射器和级间冷凝器组成蒸汽喷射抽空器组．单级喷射器的压缩比通常不大于 8，对湿式减压蒸馏塔顶压力不小于 （绝）（ 20mmHg）的一般工况，大多采用两级喷射器和一级冷凝器组成的喷射抽空器组。 喷射器的最适宜工作介质为水蒸汽，因为它提供的能量大而且 可以在级间冷凝器中冷凝为水被排走，不会增加后一级喷射器的吸气量，工作蒸汽的压力随工厂系统的条件而异，一般采用 0． 784～ （绝）；国内炼厂实际使用的最低工作蒸汽压力为0． 392MPa（绝）．工作蒸汽的温度应超过相应压力下的蒸汽管线上靠近喷射抽空器设置蒸汽分水器，确保进入喷射嘴的蒸汽不携带水滴，以避免湿蒸汽在高速下对喷射抽空器严重侵蚀。 典型的蒸汽喷射器的装配类型和各零部件的名称，表示在图 9－ 1。 16 单喷咀抽空 器 多喷咀抽空器 图 9－ 1 典型蒸汽喷射器结构 1－喷嘴 2－吸入室 3－扩压管 4－喷嘴安装管 5－蒸汽箱 Ⅰ－吸入口 Ⅱ－排出口 Ⅲ－工作蒸汽入口 Ⅳ－喷嘴喉部 Ⅴ－扩压器喉部 喷射器结构形式根据喷嘴数量可分为单喷嘴和多喷嘴型两种，七十年代以前， 250万吨 /年原油蒸馏装置的第一级蒸汽喷射器采用 7 个喷嘴，每个喷嘴的喉部直径 毫米。 由于采用多喷嘴，每个喷嘴的尺寸较小，加工比较容易，但整体组装比较严格，往往由于组装精度未达到设计要求而影响效率。 此外，由于每个喷嘴的喉部直径较小。 很容易被蒸汽管道中的杂物堵塞而失去抽真空的作用。 与此相反，单喷嘴型的蒸汽喷射器，虽然喷嘴的长度较大，加工比较困难。 但组装比较方便，效率比较高而且由于喉部直径较大，不容易被杂物堵塞。 因此，除非喷嘴的尺寸过大，一般宜采用单喷嘴型。 从八十年代起，我国新建和改造的装置，多采用单喷嘴型蒸汽喷射器。 260．影响不凝气量的因素有哪些。 蒸汽喷射器的抽气量，在吸入温度相同条件下，随不凝气量成正比例增加。 所以减少不凝气量是减少抽气量、提高真空度的重要措施。 影响不凝气量的因素有： l）．减压炉温度 减压炉温度愈高，油品的裂 解程度愈大，裂解产生的小分子烃量愈大，以加工大庆原油为例，在炉管注汽量和减压炉进料量相同的情况下，炉出口温度从 403． 5℃上升至410． 5℃时，裂解气量增加约 %（重）。 因此，要努力降低炉温。 此外，还要减小油品在炉内的停留时间，办法是适当提高炉管注汽量．也以加工大庆原油为例，在炉出口温度相同的情况下，减压进料量增加 32％，炉管注汽量增加 70％，但裂解气量仅增加 8． 3％（重）。 这说明在现有装置上，裂解气量不随加工量成正比的增加这是由于缩短了停留时间，减小了裂解程度的缘故。 因此，尤其在装置处理量较小 时应适当增加炉管注汽量。 2）．漏入空气量 现有装置运行中的漏入空气量基本上是个不变的值，它的量很小。 某厂 250 万吨／年原油蒸馏装置减压系统的漏入空气量实测值约 11 公斤／时，远小于过去沿用的工业密封真空系统最大空气泄漏量图表的估算值。 因为只要减压系统设备和管线的密封状况良好，漏人空气量就很小、又基本不变，所以对塔顶真空度的影响不大。 3）．减压渣油的温度及其在减压塔底的停留时间 17 高温减压渣油在减压塔底的停留时间过长，可能出现裂解，生成小分子量的裂解气，上升至塔顶成为抽真空系统的不凝气，因此要防止渣油温度过高 ，停留时间过长。 渣油温度主要决定于炉出口温度，但也受汽提蒸汽温度的影响。 汽提蒸汽的温度不宜高于420℃，否则会促进渣油的裂解。 渣油在塔底的停留时间应控制在 1 分钟以内，以减少裂解和结焦。 以往，有的炼油厂把一股冷渣油循环回塔底。 把罐底温度降至 350℃以下，这样做虽有助于减少裂解结焦，但降低了渣油的温位，不利于渣油热量的利用，所以现在已较少使用。 261．喷射系数的定义是什么。 如何计算。 蒸汽喷射器的吸入气体流量与工作蒸汽流量重量比，叫喷射系数。 它是衡量蒸汽喷射器性能的主要指标。 SAGG （ 1） 式中 μ――喷射系数； GA――当量空气量 公斤／时； Gs 一工作蒸汽量 公斤／时； GS值可由装设在蒸汽管线上流量计直接测得。 GA 的计算方法是首先算出吸入气体各组分的重量流量和分子量，并测得吸入温度。 在图 9－ 2 中，由各组分的分子量查得各组分的分子量折算系数，再在图 9－ 3 中，由吸入温度查得空气温度折算系数，然后按下式算出 GA 值。 tWWOONNA GGGG  /  公斤 /时 （ 2） 式中： GN、 GO、 GW、分别为不凝气、减顶气和水蒸汽的流量，公斤 /时； ξ N、ξ O、ξ W 分别为不凝气、减顶气和水蒸汽的分子量折算系数；ξ t 为温度折算系数。 图 9－ 2 温度――抽出量比曲线 18 图 9―― 3 分子量――抽出量比曲线 不凝气的流量 GN的测量方法有两种： ① 在后冷凝气出口至加热炉火嘴之间减顶瓦斯管线上装设流量计测得不凝气的体积流量，同时取样分析不凝气的全组成，由组成分析数据算出不凝气的平均分子量和密度，再由气体密度和体积流量算出不凝气的重量流量。 ② 当不凝气在后冷凝器出 口管线 直接排大气时，可用测速仪侧得不凝气的流速，由管线横截面与流速算出它的体积流量。 GO和 GW 的计算方法如下：   00 0 WOONNOO PPP PMGMG （ 3）   00 WOWNNW PPP PMGG （ 4） 式中： MN、 M0分别为不凝气和减顶油气的分子量； 0OP 、 0WP 分别为减顶油和水在吸入温度下的饱和蒸汽压 PA（绝）。 262．喷射系数的影响因素有哪些。 喷射系数取决于工作蒸汽和吸入气 体的热力学性质、工作状态（压力、温度、湿度、流量）以及喷射器尺寸、形状和制造质量。 它们之间的关联式比较复杂。 推荐图 9— 4（维利杰尔法）用于工厂核算。 图中膨胀比 吸入压力工作蒸汽压力E，吸入压力排出压力＝压缩比 K，由图 4 可见： l）．在同一膨胀比下，压缩比愈大，喷射系数愈小，反之亦然。 在现有装置上，工作蒸汽压力稳定的情况下，工作蒸汽的流量也是稳定的，如能减少吸入气量即降低喷射系数，就能增大压缩比，降低吸人压力，提高真空度。 2）．在吸入气量基本稳定的 情况下，提高工作蒸汽压力，即增大膨胀比 E，在一定范围内可提高压缩比，提高真空度。 但要注意，在现有装置上，提高工作蒸汽压力将增加工作蒸汽流量，降低喷射系数，增加能耗，当工作蒸汽压力增加到超出喷射器的设计值过多时，压缩比将不会有什么变化。 3）．用低压瓦斯抽气火嘴将后冷凝器排出的不凝气抽送去加热炉燃烧，不仅减少了大气污染，而且能。