碳八分離工段原料預(yù)熱器設(shè)計方案(已修改)
2025-05-27 03:13 本頁面
【正文】 碳八分離工段原料預(yù)熱器設(shè)計方案第一章、設(shè)計任務(wù)書冷流體：液體流量為10kmol/h組分摩爾分率乙苯對二甲苯間二甲苯鄰二甲苯18%18%40%24% 加熱水蒸汽壓力為12kg/ cm2，由30℃加熱到162℃ 要求管程與殼程壓差均小于50KPa，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)式列管換熱器。第二章、概述及設(shè)計方案簡介(一) C8烴分離 僅在苯乙烯生產(chǎn)需要原料乙苯，或在C8芳烴異構(gòu)化過程，為防止乙苯會在異構(gòu)化過程中使氧化鋁氧化硅催化劑積炭,需要分離乙苯。近年來因苯烷基化技術(shù)的發(fā)展，由C8芳烴分離乙苯在經(jīng)濟(jì)上已無法與合成乙苯競爭，并且新一代貴金屬異構(gòu)化催化劑能有效地將乙苯轉(zhuǎn)化成二甲苯，從而使乙苯分離的重要性大大下降。 由C8芳烴中分出乙苯，工業(yè)上有三種方法：①精餾，需用300～400塊塔板，回流比為75；②吸附分離，該法操作費用比精餾法低 1/3；③色層分離，在分離對二甲苯的同時，也聯(lián)產(chǎn)乙苯。 鄰二甲苯分離 將鄰二甲苯與其他兩種異構(gòu)體分離約需100塊塔板。如果C8芳烴中含有少量的碳九芳烴,則尚需另設(shè)30塊板的精餾塔以分離C9芳烴，才能得到較高純度的鄰二甲苯。 對二甲苯分離 分離間二甲苯和對二甲苯可采用低溫結(jié)晶、吸附分離(二) 換熱器簡介換熱器是化學(xué)、石油化學(xué)及石油煉制工業(yè)中以及其他一些行業(yè)中廣泛使用的熱量交換設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。工業(yè)生產(chǎn)中所用的換熱器按其用途可分為加熱器、預(yù)熱器、過熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用甚為廣泛。換熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分為四大類，即間壁式、直接接觸式、蓄熱式和中間載熱體式。間壁式換熱器，亦稱為表面式換熱器或間接式換熱器。在此類換熱器中，冷熱流體被固體壁面隔開，互不接觸，熱量由熱流體通過壁面?zhèn)鹘o冷流體。該類型換熱器適用于冷熱流體不允許混合的場合。間壁式換熱器應(yīng)用廣泛，型式多樣，各種管殼式和板式結(jié)構(gòu)的換熱器均屬此類。直接接觸式換熱器，亦稱為混合式換熱器。在此類換熱器中，冷熱流體直接接觸，相互混合傳遞熱量。該類型換熱器結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高，適用于冷、熱流體允許混合的場合，常見的設(shè)備有涼水塔、洗滌塔、文氏管及噴射冷凝等。蓄熱式換熱器，亦稱為回流式換熱器或蓄熱器。此類換熱器是借助于熱容量較大的固體蓄熱體，將熱量由熱流體傳給冷流體。當(dāng)蓄熱體與熱流體接觸時，從熱流體處接受熱量，蓄熱體溫度升高，然后與冷流體接觸，將熱量傳給冷流體，蓄熱體溫度下降，從而達(dá)到換熱的目的。此類換熱器結(jié)構(gòu)簡單，可耐高溫，常用于高溫氣體熱量的回收或冷卻。其缺點是設(shè)備體積龐大，且不能完全避免兩種流體的混合?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器即是一種蓄熱式換熱器。中間載體式換熱器，亦稱為熱媒式換熱器。此類換熱器將兩個間壁式換熱器由在其中循環(huán)的載熱體連接起來，載熱體在高、低溫流體換熱器內(nèi)循環(huán)，從高溫流體換熱器中吸收熱量后帶至低溫流體換熱器中傳遞給低溫流體。該類型換熱器多用于核能工業(yè)、化工過程、冷凍技術(shù)及余熱利用中。熱管式換熱器 、液體或氣體偶聯(lián)的間壁式換熱器均屬于此類。在四類換熱器中，間壁式換熱器應(yīng)用最多。第三章、設(shè)計條件及主要的物性參數(shù)(一) 選擇換熱器類型 流體溫度變化情況如下：混合流體進(jìn)口溫度為30℃，被加熱后出口溫度達(dá)到：162℃，并且該換熱器用的是水蒸氣加熱，要求管程和殼程壓差均小于50kPa，所以考慮用固定管板式換熱器，但是因為固定管板式只能用于管壁溫與殼體壁溫之差低于60~70℃及殼程壓力不高的場合，所以初選換熱器為浮頭式換熱器。其特點是管束可以在殼體內(nèi)自由伸縮，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。能在較高壓力下工作，適用于殼體壁溫與管壁溫差較大或殼程流體易結(jié)垢的場合。(二) 流程安排實際生產(chǎn)中要求飽和蒸汽走殼程，混合冷流體走管程。采用逆流傳熱。(三) 確定物性參數(shù)定性溫度混合冷流體Tc=（30+162）/2=96℃水蒸氣定性溫度Th=℃管程內(nèi)混合液在96℃下的物性參數(shù)如下：表1 混合液96℃下的物性參數(shù)密度定壓比熱容 熱導(dǎo)率粘度 Pas熱流體水蒸氣在12kg/cm178。℃條件下物性參數(shù)如下表：℃下物性參數(shù)密度㎏/m179。定壓比熱容（㎏K）焓△H= KJ/（㎏18
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