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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.comCHEMICALENGINEERINGDESIGN丙烯冷劑管道阻力降計(jì)算分析張慧李曉亮何清秀中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院吉林132002摘要丙烯冷劑因管道阻力降而使部分丙烯氣化，使管道阻力降的計(jì)算復(fù)雜化。通過實(shí)例計(jì)算丙烯冷劑阻力降，分析偏差及主要影響因素，提出丙烯冷劑系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議。關(guān)鍵詞丙烯冷劑阻力降計(jì)算丙烯冷劑作為中間級(jí)冷劑在乙烯分離系統(tǒng)中3近1流量控制／L艇起著重要作用，是乙烯精餾的重要組成部分，其!速控制oJ設(shè)計(jì)的合理性直接影響乙烯裝置的綜合能耗?！甠______
2、-________-。______。一某乙烯裝置在試車時(shí)，發(fā)現(xiàn)丙烯冷劑未能按設(shè)計(jì)要求到達(dá)丙烯冷劑用戶的氣液分離罐。為了至不影響開車，不得不將高一級(jí)壓力的丙烯冷劑接導(dǎo)目丙烯噯入罐●E《罐至此系統(tǒng)，雖然保證了開車，但損失部分能耗，使裝置偏離最優(yōu)化。脫乙烷塔冷凝器丫廣一【“?其他冷劑用戶、導(dǎo)致計(jì)算偏差的原因?yàn)楸├鋭┕艿雷枇档臏?zhǔn)確計(jì)算。丙烯冷劑因管道阻力降而使部分丙烯氣化，產(chǎn)生氣液兩相流。氣液兩相流阻力降的圖1丙烯冷劑循環(huán)流程簡(jiǎn)圖計(jì)算存在許多復(fù)雜因素，迄今尚沒有一種完善的減至0．212MPa(A)、溫度為一30~C。在此條
3、件方法普遍地適用于各種不同的兩相流管道阻力降下，氣液重量分率為0．0531和0．9469。計(jì)算。其中8”管線流量為68657kg／h；6”管線流量為此，本文以設(shè)計(jì)實(shí)例計(jì)算丙烯冷劑管道阻為17986kg／h。操作彈性上限為120％。力降，分析其偏差及主要影響因素，提出丙烯冷1．2設(shè)備和管道布置劑系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議。乙烯裝置單元多、占地大、系統(tǒng)復(fù)雜，單元1設(shè)計(jì)條件與單元間布置很難做到完全緊湊，加之項(xiàng)目為改造項(xiàng)目，布置更難做到完全合理。1．1工藝流程作為丙烯冷劑源的丙烯吸人罐(二級(jí))布置在地面，最低液位為EL3．4m，丙烯氣
4、液分離丙烯作為中間冷劑級(jí)，進(jìn)行三級(jí)壓縮，提供下列三個(gè)品位等級(jí)：一3Oc【=、一20℃和9．5~C。罐作為脫乙烷塔冷凝器冷劑的用戶布置在脫乙烷丙烯冷劑循環(huán)流程簡(jiǎn)圖見圖1。塔框架上，人口高度為EL18．5m。丙烯二級(jí)冷劑源為丙烯吸人罐(二級(jí))，分管道布置為：①6管361m、彎頭19個(gè)；②別由溫度調(diào)節(jié)閥、液位調(diào)節(jié)閥控制溫度和液位，8”管1lm、彎頭6個(gè)；③6”×3”異徑管2個(gè)；④丙烯吸人罐(二級(jí))操作壓力為0．30MPa(A)、8X6”三通一個(gè)。溫度為一20℃，液態(tài)丙烯由丙烯吸人罐(二級(jí))其中液位調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)壓力降為0．042
5、MPa；底部引出經(jīng)過濾器、液位調(diào)節(jié)閥進(jìn)入丙烯氣液分過濾器阻力系數(shù)為4。離罐，液相作為冷劑進(jìn)入脫乙烷塔冷凝器，壓力}張慧：高級(jí)工程師。1989年畢業(yè)于華東理工大學(xué)工業(yè)催化專業(yè)。一直從事化工工藝設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話：(0432)63912371，E—mail：zhanghui1@cpene．conl。學(xué)兔兔www.xuetutu.com張慧等丙烯冷劑管道阻力降計(jì)算分析21第4卷5．4．8介紹的方法。其分為兩種計(jì)算方2管道阻力降計(jì)算法：方法1未考慮管道進(jìn)出口間的靜壓力降，需2．1方法要管道人口、出口及至少一個(gè)中間點(diǎn)的工藝數(shù)據(jù)；
6、若無中問點(diǎn)，則應(yīng)采用方法2。氣液兩相是石油化工裝置中最常見的流體過丙烯作為冷劑在管道上設(shè)置液位調(diào)節(jié)閥，且程，具有單相流所不存在的許多復(fù)雜因素，諸如設(shè)備布置存在較大的壓差，不適用于上述方法流動(dòng)型態(tài)、兩相間的自由界面等因素，迄今尚沒1，具體數(shù)據(jù)條件見表1。計(jì)算因此采用上述方有一種完善的方法普遍地適用于各種不同的兩相法2。流管道阻力降計(jì)算。經(jīng)過比較計(jì)算，采用《石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1入出口及中間點(diǎn)工藝數(shù)據(jù)2．2計(jì)算6”管道當(dāng)量長(zhǎng)度Le為：Le=361+19X30x0．15+1x30x0．15=451rfl在平均壓力為(0．30
7、13+0．2118)／2=異徑管6”×3”的阻力系數(shù)K經(jīng)計(jì)算為2．36，0．25655MPa(A)時(shí)，氣液兩相流平均密度兩個(gè)異徑管K為4．72，過濾器阻力降系數(shù)為4，(以調(diào)節(jié)闖人口數(shù)據(jù)計(jì)算)為：總阻力降系數(shù)為8．72。液位調(diào)節(jié)閥阻力降P。=Wr／(￡+／pG)為0．042MPa。=17986／[(0．9744×17986／590)+(0．0256×考慮到8”管道管線較短，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將17986／5．564)]=160kr／m8”管道當(dāng)量長(zhǎng)度加到6”管道當(dāng)量長(zhǎng)度中。式中，P為氣液兩相流平均密度，kg／m；W雷諾數(shù)Re
8、為：為氣液兩相流總質(zhì)量流量，kg／h；W為液相質(zhì)Re=(Wrd／3600A1~)量流量，kg／h；PL為液相密度，kg／m；WG為=17986×0．1615／(3600×0．0205×0．000045氣相質(zhì)量流量，kg／h；PG為氣相密度，kg／m。=8．7×10液相平均體積分率x：絕對(duì)摩擦系數(shù)￡取為0．2mm：X=(／p)／(I
