刘砚

（淮南石油化工机械厂)

100 Mt/a催化裂化装置外取热器计算及设计

刘砚*

（淮南石油化工机械厂)

外取热器是催化裂化装置中保持反应器、再生器热平衡的主要设备。通过工艺计算确定了外取热器直径、取热管面积，并对其结构进行设计和材料选取。

外取热器工艺计算结构设计材料选取换热器

我厂为某炼油厂100 Mt/a催化裂化装置设计制造一台外取热器。该套装置采用同轴式再生反应器。根据要求，外取热器采取下流式，催化剂进出口采用单动滑阀控制。上部进口滑阀控制外取热器内催化剂料位，加之调节适宜的流化风量（0.2～0.5 m/s）,可达到较高的传热系数；下部出口滑阀通过控制催化剂的循环量，改变外取热器内催化剂温度，并调节取热负荷。取热管束单根采用套管结构，冷水（冷质）从每根单元取热管的内管进水至底部，经外部蒸发管逆流而上，与蒸发管外下降的热催化剂（热质）充分进行热交换，产生过热水蒸气，使热水强制循环。下流式外取热器和单元取热管如图1所示。

图1 下流式外取热器和单元取热管

1 取热器直径及取热管面积计算

1.1 确定外取热器直径

用户提供的设备工艺参数如表1所示。

表1 设备工艺参数

催化剂循环量G为：

式中Δt为热流体温差。催化剂循环量实取300 t/h。

取热器截面积A为：

其中，催化剂质量流速取M=120 t/（m2·h）。

取热器壳体内径Di为：

考虑到壳体内衬隔热耐磨层的厚度为100 mm，因此该取热器壳体内径Di圆整后取Di=2.2 m。

1.2 确定取热管换热面积及根数

蒸发管束的热交换段长度为10 m，蒸发管外径为219 mm。……