李曉(苯塔冷凝器)

1、工藝計(jì)算12-135.1 冷凝器的基本計(jì)算及選型5.1.1定性溫度及物體性質(zhì)參數(shù)殼程進(jìn)出口定性溫度為 32管程溫度的定性溫度為 (110+60)/2=85根據(jù)定性溫度，分別查找殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。14-15表3. 80.1混合整齊及液體的物性參數(shù)物質(zhì)類型蒸汽密度黏度導(dǎo)熱系數(shù)定壓比熱容Cp 導(dǎo)熱系數(shù)90kg/m31.5×10-5Pa·s3.297 J/(mol·k)0.0297w/(m·k)表4. 循環(huán)冷卻水的物性參數(shù)溫度t25 3239密度 黏度 定壓比熱容Cp 導(dǎo)熱系數(shù)997.0 kg/m3 0.8937mPa·s4.702 kJ/

2、(kg·k)995.05kg/m3 0.7679 mPa·s4.169kJ/(kg·k)0.624 w/(m·k)992.62 kg/m30.6685 mPa·s4.1699kJ/(kg·k)5.1.2 計(jì)算冷卻水用量（1）熱流量Q = Wh Cpt=22780×3.297×103×（11060）=1043134.167J（2）冷卻水用量Wc = Q/(Cp×t)= 1043134.167/4.169*1000*14=64335kg/h5.1.3 計(jì)算流體的平均傳熱溫差假設(shè)選用單殼程、多管程的列

3、管臥式冷凝器，按逆流過程其溫度為：熱流體：11060冷流體：3925t1=110-39=71t2=60-25=355.1.4 估算傳熱面積根據(jù)冷流體和熱流體的具體情況，參考換熱器的傳熱系數(shù)的大致范圍假設(shè)總傳熱系數(shù)K為： 則傳熱面積為： 5.1.5 選擇冷凝器類型規(guī)格由系列標(biāo)準(zhǔn)中選定型冷凝器，有關(guān)參數(shù)表5。表5.選定冷凝器的性能參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)殼徑，mm公稱壓強(qiáng)，MPa公稱面積，m2管程數(shù)折流擋板數(shù)10002.57.0239管子尺寸，mm管長，m管子總數(shù)管子排列方式管心距，mm25×2.56606正方形斜轉(zhuǎn)45°32其他附件：1拉桿 根據(jù)選取的冷凝器型號確定拉桿的

4、數(shù)量為4個(gè)，拉桿直徑可選12mm。2防沖擋板 因?yàn)闅こ探橘|(zhì)為蒸汽，應(yīng)設(shè)置防沖擋板，以防止氣體直接沖擊傳熱管，產(chǎn)生沖蝕。3接管 殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)混合蒸汽的流速為：圓整后可取管內(nèi)徑為：800mm.管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水的流速為：圓整后可取管內(nèi)徑為：200mm.實(shí)際的傳熱面積為：若采用此傳熱面積的換熱器，則要求過程的總傳熱系數(shù)為：5.2 核算壓強(qiáng)降5.2.1 管程壓強(qiáng)降 其中 管程流通面積：管程流速為：管程雷諾數(shù)：設(shè)管壁粗糙度,由-Re關(guān)系圖中查得：=0.034所以 則所以管程流動阻力在允許范圍之內(nèi)。5.2.2 殼程壓強(qiáng)降用埃索法計(jì)算殼程壓強(qiáng)降：其中 管子為正方形斜轉(zhuǎn)45o排

5、列， 取折流擋板間距為： 殼程流通面積為：殼程流速為：殼程雷諾數(shù)： 所以 所以殼程流動阻力也比較適宜。5.3 核算總傳熱系數(shù)5.3.1 管程對流傳熱系數(shù) 應(yīng)用迪特斯和貝爾特關(guān)聯(lián)式計(jì)算管程的對流傳熱系數(shù).5.3.2殼程對流傳熱系數(shù)5.3.3 污垢熱阻 參考附錄，管內(nèi)外側(cè)污垢熱阻分別取為：5.3.4總傳熱系數(shù) 由前面的計(jì)算可知，選用該換熱器時(shí)要求過程的總傳熱系數(shù)，在規(guī)定的流動條件下，計(jì)算出的總傳熱系數(shù)為。由于該冷凝器用于精餾過程，考慮到精餾操作常需要調(diào)整回流比，同時(shí)還可能兼有調(diào)節(jié)塔的作用，因而應(yīng)適當(dāng)加大面積裕度，按經(jīng)驗(yàn)，其面積裕度應(yīng)在左右。計(jì)算所需要的換熱面積為：本次設(shè)計(jì)選型的面積裕度：。故所選擇

6、的換熱器是合適的，安全系數(shù)為16.46. 冷凝器的主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果表6 冷凝器的主要計(jì)算結(jié)果主要計(jì)算結(jié)果管程殼程流速/（m/s）表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/W/(m2.K)污垢熱阻/(m2.K/W)阻力/Pa熱流量/kW傳熱溫差/K傳熱系數(shù)/W/(m2.K)裕度/%0.6233582.50.000271006730932.8591416.4%0.6136730.0001725994表7 冷凝器的主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)尺寸形式換熱器個(gè)數(shù)傳熱面積/m2殼體內(nèi)徑/mm管徑/mm管長/mm管數(shù)/根管程數(shù)殼程數(shù)管心距/mm管子排列折流擋板數(shù)/個(gè)折流板間距/mm膨脹節(jié)/個(gè)材質(zhì)浮頭式（內(nèi)導(dǎo)流）換熱器1285.625025

7、×2.560006062132正方形斜轉(zhuǎn)45°3021901碳鋼結(jié)束語本文主要介紹了Mobil-Badger法生產(chǎn)乙苯設(shè)計(jì)中苯回收塔冷凝器的工藝設(shè)計(jì)和選型，這是一個(gè)相當(dāng)成熟的工藝，具有廣闊的市場前景及發(fā)展趨勢。但是在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中仍存在很多不足之處，由于時(shí)間倉促，手頭查到的資料欠缺再加上經(jīng)驗(yàn)貧乏，為了簡化計(jì)算，在物料衡算和熱量衡算過程中，忽略了副產(chǎn)物的影響。還有計(jì)算時(shí)有的數(shù)據(jù)取的是經(jīng)驗(yàn)值和估計(jì)值，因而計(jì)算出的結(jié)果和實(shí)際有些偏差，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 廖巧麗,米鎮(zhèn)濤編.化學(xué)工藝學(xué)M.化學(xué)工業(yè)出版社,2001.2 John W Ward. Ammonia-stable

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9、 1990-05-02.5 趙國方主編.化工工藝設(shè)計(jì)概論M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003. 6 吳指南主編.基本有機(jī)化工工藝學(xué)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001. 7 王延吉. 有機(jī)化工原料M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004. 8 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司.化工工藝設(shè)計(jì)手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.9 全國化工化學(xué)工程設(shè)計(jì)技術(shù)中心站編.化工單元操作設(shè)計(jì)手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001. 10 張承翼玉編.化工工程制圖M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003. 11 董大勤編.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004. 12 夏清 陳常貴主編 姚玉英 主審 化工原理（上冊）M.天津:天津大學(xué)出版社,2007.13 陳敏恒 叢德滋等編.化工原理M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.14 汪家鼎等主編.化學(xué)工程手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001. 15 馬沛生等編.石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.謝 辭本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的指導(dǎo)老師張杏梅講師的悉心指導(dǎo)下完成的。在本次的設(shè)計(jì)期間，張老