催化外取热器换热分析.pdf

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1、第39卷第5期当代化工Vo1．39，No．52010年10月ContemporaryChemicalIndustryOctober，2010催化外取热器换热分析木王春峰，万德斌，王宁，孙惠山(1．中国石油华东勘察设计研究院，山东青岛266071；2_中国石油天然气第七建设工司，山东青岛266300)摘要：外取热器是催化裂化装置主要的冷却和余热回收设备；随着催化裂化技术的发展，外取热器的形式也在不断的改进。外取热器的换热是催化剂流化床和床内埋管之间的传热，传热的机理也比较的复杂。过去对外取热器计算方法

2、的探讨涉及很少，在借鉴了一些设计经验和工程资料数据的基础上，笔者对外取热器的计算进行初步的探讨。关键词：外取热器；催化裂化；换热计算；余热回收中图分类号：TE965文献标识码：A文章编号：1671—0460(2010)05—0611-03随着催化裂化技术的快速发展，取热器作为催2计算分析化剂冷却和能量回收的重要设备，已经广泛的应用外取热器计算从设计角度分为设计型计算和校于催化裂化装置中。取热器按照布置方式分为内取核型计算。设计型计算按照工程取热量的要求，选取热器和外取热器两种形式，内取热是直接在再生

3、器取热管的形式、传热面积、管道长度、管道的排列方内部设置垂直或水平管道在再生器内直接取热。外式、取热器外径、从而完成设计计算。校核型计算是取热器是将催化剂引至再生器外部的取热形式[Il。验证设计的模型是否能满足当前工程的需要，从而内取热器投资少，结构简单，不需要催化剂循环调对模型进行修改，以完成设计任务。实际计算的过节系统，不需要增压风系统。不足之处是热负荷不程中两者往往相互穿插，先设计后校核。从过程机能调节，启动和停用困难。外取热器结构复杂，投资理的角度分为水力计算，热力计算和磨损计算。水大，占地

4、多，但因为其维修方便，操作调节比例大，力计算又分为自然循环和强制循环计算两种形式。因而应用的范围很广，已经逐渐的取代了内取热本文就下流式外取热器的热力计算进行探讨。器。内取热一般只应用在过热防焦蒸汽上面。取热管为光管，管内热介质为饱和汽、水两相流。外1外取热器分类介绍取热的传热过程实际上是管外流化风携带催化剂与管内的饱和汽、水进行换热，属于流化床换热过外取热器有多种分类方法，按催化剂的流动方程。过程的控制方程为能量平衡方程和传热方程。式分为，上流式、下流式、气控式(内循环、外循环)、外取热器换热过程

5、分析如下。返混式、串联式等多种形式[2】。按热介质分为蒸发取2．1能量平衡方程热和过热取热或两者兼有【”。按水力循环方式分为clfl—c2Mt2=l+cM2(t2-t3)(1)自然循环取热和强制循环取热。式中：t—催化剂入口的温度，℃；下流式外取热器：催化剂自再生器密相床引t厂催化剂出口的温度，℃；f广流化风入口的温度，℃；出，经热催化剂斜管、单动滑阀进入外取热器。在外c广对应t。的催化剂比热容，kJ／(kg·K)；取热器下部送人流化风，外取热器床层以鼓泡床形c厂封应的催化剂比热容，kJ／(kg·K

6、)；式流化。催化剂与取热单元进行热量交换。流化风c一流化风的比热容，kJ／(kg·K)；自顶部引出返回再生器，冷催化剂从外取热器底部—催化剂的质量流量，kg／s；引出经单动滑阀、冷催化剂斜管返回再生器[2】。jIf广产生蒸汽的质量流量，kg／s；一流化风的质量流量，kg／s；下流式外取热器换热过程主要发生在催化剂一汽化潜热，kJ／kg。密相区，传热系数高，同时需要流化风的速度小，同2．2传热方程时热负荷的调节范围较大，适于大型装置的应用[3】。KFAT=M1(2)·收稿日期：2010—05一l8作者

7、简介：王春峰(1979一)，男，工程师，硕士，河北省沧州市，2006年毕业河北工业大学，热能工程：炼油设计工作。E—mail：wangchunfeng2010@126．com。当代化工第39卷第5期Q=KFAT(3)变化关系如图1。式中：(卜一总取热量，kJ／h；KE总传热系数，W／(m℃)；二、一传热面积，m；●△卜传热介质的对数平均温差，℃。r_妄2．3对数温差方程●△(△一△)／In(△T／△)(4)一彝式中：AT。—催化剂人VI温度和饱和蒸汽温度差，℃；垛△化剂出口温度和饱和蒸汽温度差，℃。

8、迎墨j2．4传热系数K=l／{[(1I)I]·(I)+12}．．⋯(5)[41式中：K一总传热系数，W／(m·℃)；催化剂流量／(t·h)h，h2一管内外膜传热系数，W／(m·℃)；图1催化剂循环量和传热系数的关系R．，厂管内外积垢热阻，W／(m·℃)；Fig．1Relationshipofthecatalystcirculationrateandheat1，厂管内外表面积，ITI；transfercoe硒cient6一管壁厚度，m；裂化催化剂属于典型的A类颗粒[5]