催化裂化烟气脱硫项目闪蒸罐设计计算说明.docx
云南石化120万Nm3/h催化裂化烟气脱硫项目
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2017“东华科技——陕鼓杯”
第十一届全国大学生化工设计竞赛
云南石化
120万Nm3/h催化裂化烟气脱硫项目
闪蒸罐设计计算说明
团队名称：兰州理工大学鸿成团队
指导老师：王东亮、朱照琪、张栋强、李宁、杨勇
团队成员：史嘉桢、史娟利、张俊彦、朱文祥、罗正刚
完成时间：2017年8月
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 3
1.1设计依据 3
1.2设计目标 3
1.3气液分离器类型 3
第二章闪蒸罐设计 3
2.1V0101闪蒸罐 3
2.2V0102闪蒸罐 6
2.3V0201闪蒸罐 8
2.4V0202闪蒸罐 10
2.5V0203闪蒸罐 13
2.6V0204闪蒸罐 15
2.7V0205闪蒸罐 18
2.8V0206闪蒸罐 20
第一章概述
气液分离器在ASPENPLUS中用FLASH模块进行模拟，实际过程中可以用一个气液分离罐实现，气体从罐的上部出，液体从罐的下部出。
1.1设计依据
《工艺系统工程设计技术规定气—液分离器设计》HG/T20570.8-1995
1.2设计目标
1、气液混合物进入气液分离罐时能均匀分散，利于气液分开；
2、气液分离罐的体积能满足气液体积负荷；
3、气液分离罐有足够的壁厚，能满足分离的温度和压力要求。
1.3气液分离器类型
1、重力分离器适用于分离液滴直径大于200μm的气液。
2、液体量较多，在高液面和低液面之间的停留时间在6~9min，应采用卧式重力分离器。
3、液体量较少，液面高度不是由停留时间来确定，而是通过各个调节点间的最小距离100mm来加以限制的，应采用立式重力分离器。
第二章闪蒸罐设计
2.1V0101闪蒸罐
物流参数：
参数
进口物流
液体出料
气体出料
温度/℃
110.88
150
150
压力/bar
1.01325
1.01325
1.01325
液相分率
1
1
0
摩尔流率/kmol/hr
10203.06
4439.63
5877.44
质量流率/kg/hr
306365.81
195194.33
111171.47
体积流率/l/min
306365.8
195194.33
111171.47
类型选择：
因分离液体量较小，可选用立式重力分离器
尺寸设计：
以及液体流量及停留时间
已知：
液相
气相
VL=52.39cum/hr
VG=203038.09cum/hr
ρL=3725.14kg/cum
ρG=0.54kg/cum
T=150℃
T=150℃
P=1atm
d*=350μm
Vgmax=135%
Vlmin=70%
气速计算
由浮动液滴的计算条件可得：
u
式中
ut——浮动（沉降）流速，m/s;
d*——液滴直径，m；
ρL、ρG——液体密度和气体密度，kg/m3；
g——重力加速度，8m/s2；
CW——阻力系数。
直径0.35mm，假设Re=300，查Re与阻力系数图得CW=0.45，
求出ut=0.457m/s，再由ut计算Re。
μG=1.9*10-5N·s/m2
Re=
则Re=154.3
反复计算，直至前后两次迭代的Re数相等。
最终ut=0.619m/s，Re=5556
直径计算
D=0.0188(
式中
D——分离器直径，m
VGmax——气体最大体积流量，m3/h
ue——容器中气体流速，m/s
D=0.0188VGmax
取D=1800mm
入口接管
两相入口接管的直径应符合ρG
式中
uP——接管内流速，m/s；
ρG——气体密度，kg/m3。
由此导出
D
式中
VG、VL——分别为气体与液体体积流量，m3/h；
DP——接管直径，m。
综上所述，入口接管直径定为1.5m。
出口接管
气体出口接管直径，必须不小于所连接的管道直径。取经济流速为15m/s，则
S
由此取得气体接管直径为150mm
液体出口接管应使液体流速小于等于1m/s。
S
由此取得液体接管直径为15mm。
高度计算
容器高度分为气相空间高度和液相高度，此处所指的高度，是指设备的圆柱部分高度。
低液位LL与高液位HL之间的距离由下式计算：
H=
式中HL——液体高度，m；
t——停留时间，min；
D——容器直径，m；
V——物料体积流量，m3/h。
故总高度H=0.05+HL+0.5D=2.37m
壁厚计算
设计温度：150℃，设计压力：1atm